Pour que les vêtements fonctionnels résistent à toutes les conditions météorologiques, une imprégnation chimique est nécessaire. Les vestes de pluie, maillots de bain et autres vêtements dotés d'un revêtement contenant des PFAS contribuent toutefois à la pollution de l'environnement avec des produits chimiques éternels contenant du fluor. Remplacer ce groupe de substances n'est pas une mince affaire, car elles possèdent d'excellentes propriétés : les PFAS sont hydrofuges, anti-salissures et anti-graisses. C'est pourquoi les chercheurs de l'Empa travaillent en collaboration avec des partenaires industriels pour développer des technologies et des matériaux permettant de fabriquer de manière durable et économique des textiles sans PFAS présentant les propriétés souhaitées. Cette initiative innovante est née du réseau Subitex, fruit d'une collaboration de longue date entre des entreprises de l'association suisse du textile Swiss Textiles et l'Empa à Saint-Gall. Le projet « EC0Tex », soutenu par Innosuisse, a pour objectif de créer des revêtements hydrofuges pour les fils textiles en utilisant des substances sans fluor dans une installation de revêtement plasma spécialement développée à cet effet. Récemment, le projet a d'ailleurs été récompensé par le « Innovation Award » pour la durabilité et l'innovation lors du salon international « Techtextil » à Francfort-sur-le-Main.
Un remplacement sans regret
Le principe « Safe and Sustainable by Design », ou SSbD, est au cœur du projet « EC0Tex ». « Dans la recherche d'alternatives aux PFAS, il s'agit en aucun cas de créer des substituts regrettables, c'est-à-dire des substituts qui s'avèrent a posteriori aussi nocifs que les produits chimiques initialement utilisés », explique Dirk Hegemann, chercheur à l'Empa au laboratoire « Advanced Fibers » de Saint-Gall. C'est pourquoi l'équipe dirigée par Dirk Hegemann, Martin Amberg et Patrick Rupper analyse très tôt dans le processus de développement les besoins de l'industrie, de l'environnement et de la société à l'aide d'analyses de risques et élimine les matériaux et technologies qui ne répondent pas aux critères souhaités en termes de propriétés, de durabilité ou de rentabilité.
Enveloppé jusqu'au cœur
En collaboration avec les partenaires de mise en œuvre issus de l'industrie textile suisse Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG et Seilfabrik Ullmann AG, un nouveau procédé d'imprégnation adapté à l'industrie et utilisant la technologie plasma est ainsi en cours de développement. En effet, les substances sans PFAS devraient être utilisées en trop grandes quantités avec les techniques conventionnelles pour reproduire les propriétés des textiles enduits de PFAS. Conséquence : une perte de points en termes de rentabilité et de durabilité, ce qui rend difficile la recherche d'alternatives viables selon les critères SSbD.
La nouvelle installation plasma, conçue à cet effet en collaboration avec les chercheurs de l'Empa, permet d'appliquer des revêtements extrêmement fins sur les fibres individuelles d'un fil. « Nous pouvons ainsi réduire considérablement la quantité de produits chimiques utilisés tout en obtenant une imprégnation complète des fils », explique Dirk Hegemann. Les fils ainsi produits pourraient être utilisés directement pour la fabrication de vêtements de sport et d'extérieur, mais aussi de cordes, selon le chercheur.
La technique de revêtement induit par plasma consiste à générer du plasma dans une chambre à l'aide d'une décharge électrique du gaz. Comme cette technique fournit une énergie élevée à basse température, les produits chimiques s'évaporent dans la chambre et forment des espèces réactives qui se fixent aux fibres individuelles d'un fil. Cependant, cette technique ne permet généralement d'imprégner que les fibres les plus externes d'un textile. « Nous avons adopté une nouvelle approche : la nouvelle installation de revêtement par plasma génère des espèces réactives différentes qui peuvent également pénétrer profondément dans la structure du fil », explique Dirk Hegemann, chercheur à l'Empa. Il en résulte un revêtement durable et pénétrant.
Le défi : graisse et saleté
Comme alternative aux PFAS, les chercheurs étudient actuellement comment utiliser des composés organosiliciés pour l'imprégnation. Il convient toutefois d'analyser précisément leur innocuité en cas d'exposition environnementale, par exemple par abrasion ou lavage. Les premières analyses montrent que les composés organosiliciés forment des couches hautement réticulées présentant d'excellentes propriétés en termes d'imperméabilité et de séchage rapide, qui surpassent même celles des imprégnations PFAS en termes de durabilité.
L'imperméabilité à la graisse et à la saleté dont font preuve les textiles PFAS reste toutefois un défi à relever. Selon Dirk Hegemann, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour pouvoir remplacer les PFAS dans les textiles tels que les vêtements de protection au travail. Le vaste groupe des composés organosiliciés ouvre ici une multitude de possibilités. Grâce à la technologie plasma, il est désormais possible de trouver de nouvelles solutions en adaptant les substances de départ et les conditions de revêtement, et de les adapter sur mesure aux propriétés souhaitées des textiles, tout en gardant à l'esprit les principes « Safe and Sustainable by Design ».
Voir la vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=XDzv25W902Q
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Technology Briefing: Safe and Sustainable by Design (SSbD)
Le 25 juin aura lieu à l’Empa, à Dübendorf, la Technology Briefing consacrée au thème "Safe and Sustainable by Design" (SSbD). Des chercheurs de l’Empa et des partenaires industriels y présenteront des perspectives concrètes et illustreront, à l’aide d’exemples, les opportunités offertes par le SSbD pour des innovations sûres et durables. L’événement est organisé par l’Empa-Akademie, se déroulera en allemand et est gratuit. Vous pouvez vous inscrire au lien suivant:
https://www.empa-akademie.ch/ssbd
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Une pollution pour des générations : les PFAS dans l'environnement
Les substances chimiques PFAS se retrouvent dans l'environnement et le polluent pour des générations. Les substances de cette immense classe de substances s'accumulent dans l'environnement, certaines même dans le corps humain. Les PFAS sont associées à diverses maladies telles que le cancer, les troubles métaboliques ou les troubles immunitaires. On connaît également leurs effets sur la fertilité et les bébés dans l'utérus. Il est donc urgent d'utiliser des alternatives sans danger.
Le numéro 2 de Pocket Facts fournit des informations sur la pollution causée par cette classe de substances problématiques et présente les mesures prises par l'Empa, l'Eawag et le Centre Ecotox pour y remédier.