Brevet FR3077962A1 — publié le 20190823

-1- PIECE DE VETEMENT INTEGRANT AU MOINS UN FIL CONDUCTEUR ET PROCEDE DE REALISATION ASSOCIE Domaine Technique La présente invention se rapporte à une pièce de vêtement comportant au moins un fil conducteur configuré pour transmettre un signal électrique et/ou pour chauffer ledit vêtement par effet Joule. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour former 10 un nouveau type de vêtement avec un réseau de chauffage intégré au vêtement ou avec un circuit électrique intégré au vêtement. Les applications pratiques de cette invention sont nombreuses et couvrent un grand nombre de domaines tels que les vêtements de sports d'hiver, les vêtements 15 intégrant des signaux lumineux, les vêtements destinés à l'analyse physiologique ... Techniques antérieures Il est recherché depuis longtemps des solutions pour intégrer des fils conducteurs dans des tissus. 20 Par exemple, dans le domaine de l'analyse physiologique, le document EP 0128103 décrit la fabrication d'un maillot de bain intégrant des capteurs physiologiques. Un réseau de fils conducteurs est fixé sur le maillot de bain pour transmettre les informations des capteurs physiologiques à un boîtier 25 d'analyse. Les fils conducteurs sont posés sur le maillot de bain et fixés sur celui-ci par des fils non conducteurs. Ce mode de fixation des fils conducteurs est particulièrement délicat à réaliser pour ne pas endommager les fils conducteurs tout en garantissant une 30 fixation efficace des fils conducteurs sur le vêtement. -2- En outre, ce mode de fixation dégrade généralement l'aspect esthétique du vêtement car le fil conducteur est un élément rapporté qui n'est pas intégré à la structure du vêtement. 5 Dans le domaine de l'ornement de vêtement, des fils métalliques sont utilisés pour former des motifs décoratifs à la surface d'un tissu. De la même manière, ces fils métalliques décoratifs sont fixés par une couture rapportée sur les fils métalliques. Il est également connu de réaliser des vêtements antistatiques pour évacuer les charges électrostatiques à travers un vêtement. Pour ce faire, le document JP 2009228161 propose de remplacer des fils de trame et des fils de chaîne d'un tissu par des fils métalliques de sorte à former un réseau conducteur de courants électrostatiques dans le vêtement. Cependant, ces fils métalliques présentent une section très faible car ils doivent être intégrés dans l'épaisseur du tissu. Ainsi, ces fils métalliques ne permettent de conduire que peu de charges électriques, par exemple des charges électrostatiques, et ils ne sont pas adaptés pour transmettre un courant électrique. En outre, il existe un fort risque de création de microcoupures dans le fil métallique lors de l'insertion du fil métallique dans le tissu ou lors de l'utilisation du vêtement. Pour remédier à ce problème le document JP 2009228161 utilise une 25 redondance d'un grand nombre de fils métalliques. Ainsi, la structure trame et chaine du réseau conducteur n'est pas adaptée pour la réalisation d'un circuit électrique localisé et isolé mais pour la réalisation d'une large surface de contact permettant une décharge électrostatique. 30 -3- Le problème technique de l'invention est d'obtenir une pièce de vêtement intégrant au moins un fil conducteur avec une section suffisante pour transporter des puissances électriques allant jusqu'à plusieurs Watts tout en limitant les sollicitations mécaniques du fil conducteur de sorte à réduire les risques de 5 microcoupures. Exposé de l'invention La présente invention est issue d'une découverte selon laquelle le fil de liaison d'une couture plate est particulièrement adapté pour disposer un fil 10 conducteur car ce fil de liaison est déposé à plat avec une forme sinusoïdale dont les courbures sont assez importantes pour limiter les contraintes mécaniques sur le fil conducteur. Une couture plate est également appelée couture "Flat Lock" ou « Over 15 Lock » dans la littérature anglo-saxonne. Elle est généralement utilisée pour assembler des pièces de tissu bord à bord sans créer une surépaisseur en permettant une grande flexibilité des tissus l'un par rapport à l'autre. Pour ce faire, cette couture plate intègre un premier fil de bordure cousu sur 20 un premier tissu et un second fil de bordure cousu sur un second tissu. Un fil de liaison est disposé à plat avec une forme sinusoïdale au niveau de la jonction entre les deux tissus. Les fils de bordures passent sur les extrémités locales du fil de liaison de sorte à fixer chaque côté du fil de liaison à un tissu distinct. Il s'ensuit que cette couture plate présente une grande flexibilité et elle est particulièrement adaptée pour relier des tissus extensibles. Ainsi, une couture plate qui présente un fil conducteur à la place du fil de liaison entre deux fils de bordure permet d'intégrer un fil conducteur dans une 30 pièce de vêtement sans dégrader l'esthétique du vêtement car le fil conducteur est contenu dans la couture. -4- En outre, l'utilisation du fil conducteur dans la couture plate permet d'utiliser un fil conducteur avec une section suffisante pour transporter des charges électriques supportant une grande plage puissance et pouvant être emmaillé/isolé 5 afin de protéger le porteur du vêtement contre d'éventuel court-circuit. L'utilisation d'un fil isolé permet également de croiser plusieurs fils sans risque de court-circuit. Les risques de microcoupures sont également réduits car le fil conducteur présente un degré de liberté important en cas de déformation de la 10 couture plate en raison de la forme de la couture plate. Selon un premier aspect, l'invention concerne une pièce de vêtement comportant au moins un fil conducteur adapté à transmettre un courant électrique. 15 L'invention se caractérise en ce que ladite pièce de vêtement comporte au moins une couture plate intégrant : - au moins deux fils de bordure, sensiblement parallèles ; et - au moins un fil de liaison disposé à plat et de manière sinueuse entre lesdits fils de bordure ; ledit fil de liaison présentant des courbures reliées alternativement 20 auxdits fils de bordure ; ledit fil de liaison correspondant audit au moins un fil métallique. Au sens de l'invention, une pièce de vêtement correspond à un élément fini ou semi-fini permettant de former un vêtement ou à un vêtement dans son 25 ensemble. Cette pièce de vêtement peut être réalisée par toutes les matières connues : trame et chaine, tricot, non tissé... Ainsi, la couture plate de l'invention peut être disposée au centre d'une pièce de tissu formant un vêtement, par exemple pour réaliser un motif décoratif en plus 30 du transport de l'énergie électrique. La couture plate de l'invention peut également permettre l'assemblage de différents panneaux constitutifs du vêtement. -5- L'invention permet de réaliser un réseau électrique conducteur sur un vêtement afin de transmettre un signal électrique et/ou de chauffer le vêtement par effet Joule. En outre, les fils électriques peuvent être isolés pour protéger le porteur 5 du vêtement. Selon un mode de réalisation, ladite couture plate intègre au moins un autre fil de liaison s'étendant dans un plan distinct dudit fil de liaison disposé à plat. Ce mode de réalisation permet d'intégrer au moins un fil conducteur dans une couture 10 plate intégrant 4 fils, 5 fils, ou plus. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un autre fil de liaison correspond à un fil métallique. Ce mode de réalisation permet de réaliser au moins une partie d'une couture plate avec une résistivité différente d'une autre partie 15 d'une couture plate dans laquelle l'autre fil de liaison n'est pas conducteur. En modulant la résistivité de la couture plate, il est possible de localiser des zones de chauffage sur un vêtement en permettant à une partie d'une couture de transmettre l'énergie de chauffage et à une autre partie de chauffer le porteur du vêtement, notamment en réalisant des interconnexions de coutures utilisant des fils de 20 résistivités différentes. Selon un mode de réalisation, au moins un fil de bordure correspond à un fil métallique. Ce mode de réalisation permet de moduler encore plus la résistivité d'une partie d'une couture plate en renforçant le nombre d'éléments conducteurs. 25 Selon un mode de réalisation, ladite pièce de vêtement comporte plusieurs coutures plates, au moins deux coutures plates intégrant au moins un fil conducteur correspondant audit fil de liaison disposé à plat entre lesdits fils de bordure ; lesdites au moins deux coutures plates étant reliées par un point de connexion entre deux fils conducteurs desdites coutures plates de sorte à créer une continuité électrique entre lesdites au moins deux coutures plates. -6- Ce point de connexion permet d'utiliser des fils isolés dont la gaine d'isolation est retirée uniquement au niveau de la liaison entre les deux fils électriques. 5 Ce faisant, il est possible de former en réseau électrique sur un vêtement et de sélectionner les coutures dont les liaisons doivent être électriquement conductrices ou résistives. 10 En outre, il est également possible d'utiliser deux fils conducteurs dans une couture avec un point d'interconnexion reliant les deux fils conducteurs et formant un réseau fermé dans la couture. Ce réseau permet d'utiliser une seule couture pour réaliser un circuit fermé, par exemple pour réaliser un chauffage d'un vêtement. 15 Selon un mode de réalisation, ladite pièce de vêtement comporte au moins un connecteur relié électriquement audit au moins un fil conducteur de sorte à relier électriquement ladite couture plate avec un dispositif externe. Ce mode de réalisation permet à la couture plate d'être connectée avec un dispositif externe, par exemple une alimentation électrique. 20 Selon un mode de réalisation, ladite pièce de vêtement comporte au moins un capteur relié électriquement audit au moins un fil conducteur. Ce mode de réalisation permet à la couture plate de transporter les 25 informations d'un capteur, par exemple un capteur disposé au contact de la peau du porteur du vêtement. Selon un mode de réalisation, ladite pièce de vêtement comporte au moins un organe consommateur d'énergie électrique relié électriquement audit au moins un 30 fil conducteur. -7- Ce mode de réalisation permet à la couture plate de transporter une énergie électrique pour alimenter un organe consommateur d'énergie, par exemple pour allumer une LED. 5 Selon un second aspect, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une couture plate entre deux tissus positionnés bord à bord ; un premier bord du premier tissu étant cousu avec un premier fil de bordure ; un second bord du second tissu étant cousu avec un second fil de bordure ; et un fil de liaison étant cousu entre les deux fils de bordures de sorte à présenter une forme sinusoïdale 10 avec des courbures reliées alternativement au premier et au second fil de bordure. L'invention se caractérise en ce que ledit fil de liaison disposé à plat correspond à un fil conducteur adapté à transmettre un courant électrique. 15 Ce second aspect de l'invention vise le procédé permettant de relier deux pièces de tissu bord à bord sans créer de surépaisseur de matière au niveau de la couture tout en intégrant un fil conducteur. Selon un mode de réalisation, ledit procédé comporte une étape de réalisation 20 d'une connexion électrique entre deux fils conducteurs de deux coutures plates ; l'étape de réalisation d'une connexion électrique comportant une première étape de retrait d'une couche de protection entourant les fils conducteurs au niveau de la connexion électrique et d'une seconde étape de soudage des deux fils conducteurs. Ce mode de réalisation permet la réalisation d'une connexion électrique entre deux 25 fils conducteurs de sorte à former un réseau conducteur sur le vêtement. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui 30 des figures annexées dans lesquelles : -8- - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'une couture plate selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique en perspective d'une couture plate selon un second mode de réalisation de l'invention ; 5 - la figure 3 est une représentation schématique de dessus d'un réseau conducteur formé par un ensemble de coutures plates selon le mode de réalisation de la figure 1; - la figure 4 est une vue de face d'un vêtement intégrant un réseau conducteur formé par un ensemble de coutures plates selon le mode de réalisation de la figure 10 1 ; et - la figure 5 est une vue de face du vêtement de la figure 4 comportant des bandes de protection recouvrant les coutures plates. Bien entendu, les dimensions et les proportions de certains éléments 15 constitutifs de l'invention ont pu être déformées, exagérées et s'écarter de la réalité, dans le but de bien faire comprendre l'invention. Manière de réaliser l'invention 20 Les figures 1 et 2 représentent deux exemples de réalisation d'une couture plate 12a, 12b intégrant un fil conducteur 14a, 14b. La première couture plate 12a, illustrée sur la figure 1, comporte quatre fils : trois fils de bordure 15a-15c et un fil de liaison 14a. Chaque fil de bordure 15a25 15c s'étend dans une direction de trame x avec des piqures 11 formant des boucles dans la maille du tissu sur lequel le fil de bordure 15a-15c est cousu. A chaque piqure 11, le fil de bordure 15a-15c s'étend dans le tissu selon une direction z, orthogonale aux directions de trame x et de chaine y du tissu. 30 -9- Les trois fils de bordure 15a-15c sont cousus sensiblement parallèlement sur le tissu ou sur plusieurs tissus disposés bords à bords de sorte à former une pièce de vêtement. La liaison entre ces fils de bordure 15a-15c est assurée par un fil de liaison 14a s'étendant selon les directions de trame x et de chaine y du tissu au 5 niveau des extrémités inférieures des piqures 11. Ainsi, la pièce de vêtement présente une face supérieure au niveau de laquelle les trois fils de bordure 15a-15c sont visibles et une face inférieure au niveau de laquelle le fil de liaison 14a est visible. 10 Le fil de liaison 14a présente une première section Si, sensiblement droite, passant à travers chaque boucle des piqures 11 des trois fils de bordure 15a-15c. Une seconde section S2, en forme de S, s'étend entre deux boucles consécutives des piqures 11 d'un premier fil de bordure 15a-15c, et s'étend en 15 biais entre deux boucles de deux fils de bordure 15a-15c distincts. Une dernière section S3 forme une bouche autour de la première piqure 11 jusqu'à atteindre une nouvelle trame de la couture plate 12a. Ce schéma de couture est connu dans la littérature anglo-saxonne sous le terme « flat lock » triple fil, en référence aux trois fils de bordure 15a-15c. 20 L'invention se caractérise en ce que le fil de liaison 14a est réalisé par un fil conducteur. Par exemple, le fil conducteur 14a peut correspondre à un fil de cuivre de section circulaire avec un diamètre de 2mm. De préférence, le diamètre du fil conducteur 14a est inférieur à 2mm. Encore plus préférentiellement le diamètre du 25 fil conducteur 14a est inférieur à lmm Bien entendu, le fil conducteur 14a peut être réalisé avec un autre matériau conducteur sans changer l'invention. Par exemple, avec un matériau ou un alliage présentant une conductivité électrique supérieure à 1. 106S. m-1. En outre, le fil conducteur 14a peut être recouvert d'un blindage et/ou d'une gaine. 30 10- La couture plate peut également présenter d'autres topologies. Par exemple, dans le cas de la figure 1, seuls deux fils de bordures 15a et 15c peuvent être utilisés. Pour arriver à l'invention, il est simplement nécessaire que la couture comporte au moins deux fils de bordure et au moins un fil de liaison disposé à plat 5 et de manière sinueuse entre les fils de bordure de sorte à permettre l'utilisation d'un fil conducteur pour le fil de liaison. La figure 2 illustre un second exemple de couture plate 12b correspondant à l'invention. Cette couture plate 12b intègre deux fils de bordure 15d-15e et deux 10 fils de liaison 14b et 16. Comme décrit précédemment, chaque fil de bordure 15d-15e s'étend dans une direction de trame x avec des piqures 11 formant des boucles dans la maille du tissu sur lequel le fil de bordure 15d-15e est cousu. A chaque piqure 11, le fil de bordure 15d-15e s'étend dans le tissu selon une 15 direction z, orthogonale aux directions de trame x et de chaine y du tissu. La liaison entre ces fils de bordure 15d-15e est assurée par deux fils de liaison 14b et 16. Un fil de liaison 16 s'étend dans les trois directions x, y et z du tissu et un fil de liaison 14b s'étend uniquement dans les directions de trame x et 20 de chaine y du tissu. Ce schéma de couture est connu dans la littérature anglo-saxonne sous le terme « over lock » à quatre fils, en référence aux quatre fils formant la couture plate 12b. Le fil de liaison 14b est disposé à plat sur le tissu avec des boucles 25 intercalées entre les piqures 11 et les boucles du fil de liaison 16. Ainsi, comme décrit en référence à la figure 1, ce fil de liaison 14b peut être réalisé par un fil conducteur. Ces coutures plates 12a-12b peuvent être utilisées pour différentes 30 applications sans changer l'invention. 11- Par exemple, elles peuvent permettre de réaliser des surpiqures, des motifs décoratifs sur un tissu ou l'assemblage de deux tissus, de manière sécurisée ou non. La nature du tissu n'a pas non plus d'importance. Par exemple, les coutures plates 12a-12b peuvent être adaptées pour fixer des tissus stretch ou ultra-stretch. 5 Ce fil conducteur 14a-14b, intégré dans une couture plate 12a-12b, permet de transmettre une énergie électrique dans la couture plate 12a-12b. En utilisant une seule couture plate 12a-12b intégrant un fil conducteur 14a-14b, il est possible de chauffer une partie d'un vêtement sur laquelle la couture plate 14a-14b est 10 formée. En outre, une couture plate 12a-12b peut intégrer d'autres fils métalliques en plus du fil conducteur 14a-14b. 15 Dans l'exemple de la figure 2, le fil de liaison 16 peut correspondre à un fil métallique avec une section plus faible que le fil conducteur 14a-14b de sorte à résister aux multiples courbures induites par la topologie de la couture plate 12b. Par exemple, le fil de liaison 16 peut correspondre à un fil de cuivre de section circulaire avec un diamètre de 0.5 mm De la même manière, au moins un fil de 20 bordure 15a-15e peut correspondre à un fil métallique. En outre, les fils métalliques, autres que le fil conducteur 14a-14b, peuvent être intégrés sur une partie seulement de la couture plate 12a-12b de sorte que la résistance de la couture plate 12a-12b varie en fonction du nombre d'éléments conducteurs. 25 Une pièce de vêtement 10 peut comporter plusieurs coutures plates 12a-12b formant un réseau conducteur 17, tel qu'illustré sur la figure 3. Dans cet exemple, les coutures plates 12a-12b sont disposées sous la forme d'un réseau de lignes et de colonnes. Chaque fil conducteur 14a-14b de chaque couture plate 12a-12b présente une gaine de sorte que le croissement de deux coutures plates 12a-12b ne 30 forme pas directement une connexion électrique. 12- Plusieurs intersections des coutures plates sont pourvues de points de connexion 20a-20b au niveau desquels la gaine est retirée et une soudure est réalisée entre les deux fils conducteurs 14a-14b des deux coutures plates 12a-12b. Outre les points de connexion 20a-20b, la pièce de vêtement 10 peut comporter 5 des connecteurs 19 pour relier des dispositifs externes au fil conducteur 14a-14b, par exemple une batterie. Certaines interconnexions peuvent également être pourvues de capteur ou d'un organe consommateur d'énergie électrique 18, tel qu'une diode électroluminescente (LED). 10 Il est ainsi possible de créer un vêtement 10 intégrant un réseau conducteur 17 et d'utiliser ce réseau conducteur 17 en fonction de l'application recherchée. Les figures 4 et 5 illustrent un vêtement 10 comportant des LEDs alimentées par un réseau conducteur 17 disposé au niveau des coutures du vêtement 10. 15 Ainsi, les coutures du vêtement 10 sont réalisées par des coutures plates 12a-12b intégrant au moins un fil conducteur 14a-14b de sorte à transmettre une énergie électrique depuis un connecteur, non représenté, relié à une batterie jusqu'aux différentes LEDs. La figure 5 illustre une variante dans laquelle les 20 coutures plates 12a-12b sont surmontées par une bande de protection isolante 21 de sorte à dissimuler les coutures plates et à les protéger. L'invention permet ainsi de réaliser un nouveau type de vêtement 10 comportant des fils conducteurs 14a-14b intégrés dans des coutures plates 12a- 25 12b. Ce nouveau type de vêtement peut être utilisé pour réaliser des vêtements de sports d'hiver, des vêtements intégrant des signaux lumineux, ou encore des vêtements destinés à l'analyse REVENDICATIONS1. Pièce de vêtement (10) comportant au moins un fil conducteur (14a-14b) adapté à transmettre un courant électrique ; caractérisée en ce que ladite pièce de 5 vêtement (10) comporte au moins une couture plate (12a-12b) intégrant : - au moins deux fils de bordure (15a-15e), sensiblement parallèles ; et - au moins un fil de liaison (14a-14b) disposé à plat et de manière sinueuse entre lesdits fils de bordure (15a-15e) ; ledit fil de liaison (14a-14b) présentant des courbures reliées alternativement auxdits fils de bordure (15a-15e) ; ledit fil de 10 liaison (14a-14b) correspondant audit au moins un fil métallique. 2. Pièce de vêtement selon la revendication 1, dans laquelle ladite couture plate (12a-12b) intègre au moins un autre fil de liaison (16) s'étendant dans un plan distinct dudit fil de liaison (14a-14b) disposé à plat. 15 3. Pièce de vêtement selon la revendication 2, dans laquelle ledit au moins un autre fil de liaison (16) correspond à un fil métallique. 4. Pièce de vêtement selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle au 20 moins un fil de bordure (15a-15e) correspond à un fil métallique. 5. Pièce de vêtement selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite pièce de vêtement (10) comporte plusieurs coutures plates (12a-12b), au moins deux coutures plates (12a-12b) intégrant au moins un fil conducteur (14a-14b) 25 correspondant audit fil de liaison (14a-14b) disposé à plat entre lesdits fils de bordure (15a-15e) ; lesdites au moins deux coutures plates (12a-12b) étant reliées par un point de connexion (20a-20b) entre deux fils conducteurs (14a-14b) desdites coutures plates (12a-12b) de sorte à créer une continuité électrique entre lesdites au moins deux coutures plates (12a-12b). 30 14- 6. Pièce de vêtement selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle ladite pièce de vêtement (10) comporte au moins un connecteur (19) relié électriquement audit au moins un fil conducteur (14a-14b) de sorte à relier électriquement ladite couture plate (12a-12b) avec un dispositif externe. 7. Pièce de vêtement selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle ladite pièce de vêtement (10) comporte au moins un capteur relié électriquement audit au moins un fil conducteur (14a-14b). 8. Pièce de vêtement selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle ladite pièce de vêtement (10) comporte au moins un organe consommateur d'énergie électrique (18) relié électriquement audit au moins un fil conducteur (14a-14b). 9. Procédé de réalisation d'une couture plate (12a-12b) entre deux tissus positionnés bord à bord ; un premier bord du premier tissu étant cousu avec un premier fil de bordure (15a-15e) ; un second bord du second tissu étant cousu avec un second fil de bordure (15a-15e) ; et un fil de liaison (14a-14b) étant cousu entre les deux fils de bordures (15a-15e) de sorte à présenter une forme sinusoïdale avec des courbures reliées alternativement au premier et au second fil de bordure ; caractérisé en ce que ledit fil de liaison (14a-14b) disposé à plat correspond à un fil conducteur adapté à transmettre un courant électrique. 10. Procédé de réalisation selon la revendication 9, dans lequel ledit procédé comporte une étape de réalisation d'une connexion électrique (20a-20b) entre deux fils conducteurs (14a-14b) de deux coutures plates (12a-12b) ; l'étape de réalisation d'une connexion électrique (20a-20b) comportant une première étape de retrait d'une couche de protection entourant les fils conducteurs (14a-14b) au niveau de la connexion électrique (20a-20b) et d'une seconde étape de soudage des deux fils conducteurs (14a-14b).30