Brevet FR3035125A1 — publié le 20161021

-1- ETOFFE TISSE ELASTIQUE INCLUANT DES FILS CONDUCTEURS ELECTRIQUES Domaine technique L'invention se rattache au domaine de l'industrie textile, et plus précisément du secteur des vêtements instrumentés. Elle vise plus particulièrement une nouvelle structure de textiles tissés intégrant des fils conducteurs électriques permettant d'acheminer des signaux et de l'énergie électrique au travers d'un textile. Elle concerne plus particulièrement des structures textiles présentant une certaine élasticité, qui n'est pas intrinsèquement la qualité reconnue des fils électriques. Arrière-plan de l'invention Les textiles destinés à fabriquer les vêtements instrumentés doivent intégrer des fils conducteurs électriques, afin d'alimenter les différents capteurs depuis une zone où est implantée sur le vêtement une batterie constituant la source d'énergie électrique. De même, il est généralement nécessaire que les signaux générés par les capteurs répartis sur l'ensemble du vêtement soient acheminés vers un organe assurant leur enregistrement, ou encore leur transmission vers un système de gestion. De manière générale, il est nécessaire de prévoir des agencements permettant aux vêtements de s'étendre ou plus généralement de se déformer, sans que ses fils conducteurs ne subissent trop fortement des tractions mécaniques. Or, de manière générale, les fils conducteurs sont à base de matériaux métalliques, polymères conducteurs intrinsèquement ou polymères recouvert d'un matériau conducteur et présentent de médiocres propriétés d'élasticité. Il est donc nécessaire de prévoir des structures textiles qui permettent le déplacement des fils conducteurs ou leur élongation en même temps que l'élongation du support textile. 3035125 -2- De plus, l'organisation des fils conducteurs dans la structure est essentielle pour faciliter des opérations d'assemblage, à une électronique ou une connectique, telles que le dénudage et la jonction électrique. 5 On a décrit dans les documents US 2006/0124193 et US 2005/05494 des solutions techniques consistant à tisser des fils conducteurs dans une structure textile tridimensionnelle. Le fil conducteur est tissé de telle manière qu'il présente un embuvage élevé. De la sorte, lorsque le textile est tendu, le fil métallique, généralement plus rigide que les fils formant le reste du textile, se déforment en 10 adoptant une configuration plus rectiligne, en forçant les fils élastiques avoisinants à se déformer fortement. L'inconvénient de ce type de solution réside dans la complexité du tissage tridimensionnel à réaliser pour insérer des fils métalliques, polymères conducteurs intrinsèquement ou polymères recouvert d'un matériau conducteur. Cette complexité rend cette technique difficile à utiliser dans des 15 articles dont le prix de revient est critique. Le Demandeur a décrit dans la demande de brevet FR1450035 non encore publiée à ce jour une solution consistant à utiliser un fil électrique élastique, constituée à base d'un matériau élastomérique, typiquement d'élasthanne, sur lequel a été guipé 20 à un fil conducteur de l'électricité, à base d'un matériau métallique. Cette solution consiste à prévoir au sein du textile des zones tissées de manière à former des fourreaux à l'intérieur desquelles sont insérés plusieurs fils conducteurs élastiques, qui peuvent s'allonger en même temps que le textile se déforme. Cette solution, si elle présente certains avantages, comporte néanmoins l'inconvénient de nécessiter 25 l'emploi d'un fil élastique conducteur relativement complexe. Exposé de l'invention Il existe donc un besoin pour la fabrication de textile étirable intégrant des fils conducteurs à base métallique, facile à fabriquer, permettant un fort taux 30 d'élongation et facilitant les procédés d'assemblage à une électronique ou un connecteur. 3035125 -3- Pour ce faire, le Demandeur a conçu une étoffe textile élastique au moins dans le sens d'introduction des fils conducteurs électriques, qu'il soit en trame ou en chaine, cette étoffe présentant une structure double face dans laquelle les deux 5 faces sont indépendantes dans des zones localisées pour former des fourreaux principaux s'étendant dans le sens trame, ces fourreaux recevant les fils conducteurs électriques. Conformément à l'invention, cette étoffe se caractérise en ce que le long de ces 10 fourreaux principaux, elle comporte des zones dans lesquelles les deux faces travaillent entre elles pour former une ou plusieurs régions formant des zones de liage de moindre largeur que les fourreaux principaux. Autrement dit, l'invention consiste à réaliser des fourreaux dans lequel sont insérés 15 les fils conducteurs au moment du tissage (le tissu élastique étant tissé tendu), ces fourreaux présentant des zones de liage qui permettent de confiner localement les fils électriques en formant des points en limitant le déplacement longitudinal. En d'autres termes, l'invention combine des fourreaux de relativement forte largeur, dans lesquelles les fils électriques présentent au repos une forme ondulée, avec des 20 zones de blocage de ces fils. Ainsi, entre deux zones de blocage successives, les fils conducteurs ondulés sont déployés lorsque le textile est étiré dans le sens trame, en répartissant ainsi cette déformation sur toute la longueur du fourreau. De la sorte, lorsque le textile se rétracte, on évite que le dit fil conducteur ne se contracte en formant des zones d'accumulation dans une région particulière du 25 fourreau principal. Il est ainsi possible d'utiliser des fils conducteurs électriques qui présentent une élasticité quasi nulle. En effet, dans ce cas, chaque segment de fil conducteur délimité entre deux zones de liage consécutives sur un même fourreau principal, présente une largeur supérieure à la distance séparant ces zones de liage consécutives lorsque l'étoffe est au repos. En d'autres termes, le fil électrique se 3035125 -4- déforme en formant des ondulations entre deux zones de liage. Ainsi, il est ainsi possible d'utiliser un fil conducteur métallique relativement simple, puisqu'il n'a pas besoin d'être élastique, mais doit simplement être apte à se déformer entre deux zones de liage successives. 5 En pratique, l'étoffe contient différentes zones de liage dont certains servent à répartir les longueurs de fils conducteurs dans un intervalle donné et d'autres servent à séparer les fils conducteurs de manière unitaire pour des opérations de dénudage et de connexion. En pratique, les fils conducteurs peuvent être définis comme métalliques, polymères conducteurs 10 intrinsèquement ou polymères présentant un traitement conducteur recouvert d'une couche isolante, de préférences résistantes autres agressions chimiques et mécaniques. En pratique, cette configuration présente de multiples avantages, et en particulier dans le cas où chaque zone de liage est traversé par un unique fil conducteur électrique. En d'autres termes, le 15 fourreau principal peut accueillir plusieurs fils conducteurs électriques, mais chacun de ces fils sont maintenus par un point. liage périodique. On évite ainsi que les fils conducteurs viennent s'emmêler lorsque le textile se rétracte. Différentes configurations sont envisageables en fonction du degré de maintien des fils 20 conducteurs qu'on souhaite obtenir. Ainsi, pour assurer un maintien efficace, on privilégiera une configuration dans laquelle la largeur de chaque point de liage correspond à quelques fils de chaine. En d'autres termes, les fils conducteurs sont intimement maintenus par leurs points de liage. On peut également prévoir que la largeur de chaque zone de liage correspond à une insertion de trame sur un fil de chaine. 25 De la même manière, les points de liage peuvent présenter des longueurs variables en fonction de leurs utilités. Si le point de liage est principalement destiné à assurer une zone de blocage pour permettre des opérations de dénudage et/ou d'assemblage d'électronique, ou une zone d'accroche pour répartir l'élasticité de ce 30 fils, une courte longueur de fourreau peut être suffisante. A l'inverse, si l'on souhaite assurer un blocage plus ferme des fils conducteurs, on privilégiera des longueurs de liage plus importantes. Ceci peut en particulier être le 3 0 3 5 12 5 -5- cas pour réaliser les zones de connexion des fils électriques avec des dispositifs extérieurs (électroniques ou connecteurs), et en particulier avec les capteurs montés sur le vêtement. Dans ce cas, il est possible de répartir les zones de connexion des différents fils du même fourreau principal à différents niveaux.. 5 Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des 10 figures annexées dans laquelle la figure 1 est une vue partielle d'un textile réalisé conformément à l'invention, montré dans un état rétracté ; la figure 2 est une vue analogue du textile de la figure 1, montré dans un état étiré ; 15 les figures 3 et 4 sont des vues en coupe respectivement selon les plans III- III' et IV-IV' de la figure 1. Manière de réaliser l'invention Comme illustré à la figure 1, le textile 1 conforme invention comporte dans des 20 zones localisées, un travail séparé de ses deux faces, permettant de définir des fourreaux principaux 2, dans lequel sont confinés des fils conducteurs 3, au nombre de quatre dans l'exemple des figure. Dans ce fourreau principal 2, et comme illustré la figure 3, les fils de trames 14 travaillent indépendamment avec la moitié des fils de chaine 10,11, de manière à former deux faces distinctes 15,16, 25 délimitant le fourreau principal 2. À l'intérieur de ce fourreau principal 2, les quatre fils conducteurs 3 sont maintenus avec une capacité de se déformer fortement lorsque le textile est rétracté, comme illustré à la figure 1. Complémentairement, le fourreau principal 2 comporte également des zones de 30 liage 20,30, formés par le travail de fils des chaînes avec les fils de trame sur des longueurs plus courtes que pour les fourreaux principaux 2. Ainsi, comme illustré 3 0 3 5 12 5 -6- à la figure 4, les fils de chaînes 21 travaillent avec la nappe de fils de trame 14 à l'identique que le fils de chaînes 22 formant la face de fond, à l'exception de la zone 25 dans laquelle ils travaillent avec les fils conducteurs 3. Bien entendu, la largeur du fourreau principal 2 peut être adaptée à souhait, et peut comporter au 5 moins un coup en trame pour pouvoir emprisonner un fil conducteur 3. Bien que cela ne soit pas une solution privilégiée, il est possible d'insérer deux (ou plus) fils conducteurs dans une même zone de liage si besoin. Comme illustrées figurent 1 et 2, les longueurs Li,L2 dans le sens trame des zones 10 de liage 20,30 peuvent être distinctes. Ainsi, les zones de liage 20 de plus faible longueur constituent des points d'accroche qui permettent de bloquer les fils conducteurs 3, en empêchant leur glissement à l'intérieur du textile. Ainsi, comme on illustré à la figure 2, lorsque le tissu est étiré, les fils conducteurs 3 adoptent une configuration plus rectiligne. Bien entendu, les effets montrés aux figures peuvent 15 différer de la réalité, et ont été accentués pour faciliter la compréhension de l'invention. Des zones de liage 30 de plus forte longueur assurent non seulement un rôle d'accroche des fils conducteurs 3, mais permettent également la localisation 20 individualisée des fils conducteurs 3 sur une plus grande longueur. Ceci est en particulier utile lorsque l'on souhaite dénuder et connecter ces fils conducteurs à des dispositifs extérieurs. Il ressort de ce qui précède que le textile conforme à l'invention présente l'avantage 25 d'assurer des points de liage des fils conducteurs lors de la traction du textile. Il permet ainsi l'utilisation de fils conducteurs ne présentant pas de propriété intrinsèque d'élasticité, mais simplement la capacité de se déformer en créant des ondulations au sein du fourreau les accueillants. REVENDICATIONS1/ Etoffe tissée (1) élastique au moins dans le sens d'introduction des fils (3) conducteurs électriques qu'il soit en trame ou en chaîne, ladite étoffe présentant 5 une structure double face dans laquelle les deux faces sont indépendantes dans des zones localisées pour former des fourreaux principaux (2), lesdits fourreaux recevant lesdits fils conducteurs d'électricité (3), caractérisé en ce que le long desdits fourreaux principaux (2), elle comporte des zones dans lesquelles les deux faces travaillent entre elles pour former une ou plusieurs régions formant des zones 10 de liage (20,30) de moindre largeur que les fourreaux principaux. 2/Etoffe tissée élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle contient différentes zones de liage (20, 30), dont certaines servent à répartir les longueurs de fils conducteurs dans un intervalle donné et d'autres servent à séparer 15 les fils conducteurs de manière unitaire pour des opérations de dénudage et de connexion. 3/ Etoffe tissée élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils (3) conducteurs électriques présentent une élasticité quasi nulle et en ce que chaque 20 segment de fil conducteur délimité par deux zones de liage (20) consécutifs sur un même fourreau principal (2) présentent une largeur supérieure à distance séparant lesdits zones de liage consécutives, lorsque l'étoffe est au repos. 4/ Etoffe tissée élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque 25 zone de liage est traversée par un ou plusieurs fils conducteurs électriques. 5/ Etoffe tissée élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils conducteurs sont des fils conducteurs électriques recouverts d'une couche isolante. 30 6/ Etoffe tissée élastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de chaque zone de liage correspond à une insertion de trame ou un fil de chaîne.