Évaluation des propriétés objectives du toucher froid ou chaud des textiles
La mesure de l’effusivité thermique permet de quantifier une notion subjective, une impression ressentie au toucher. Cela permet d’apporter une validation scientifique et de quantifier le confort à l’aide d’une étude comparative car selon l’usage du textile, une sensation de chaud ou de fraîcheur au toucher sera privilégiée.
Toucher chaud ou froid… de quoi parle-t-on ?
L’effusivité thermique, ou inertie thermique, exprime la capacité d’un matériau à absorber ou restituer une puissance thermique, soit de la chaleur. Elle est donc directement liée à la température entre deux surfaces en contact par exemple : entre un textile et le corps humain. On peut aussi parler de vitesse à laquelle la température d’un matériau s’adapte à celle du corps.
Plus l’effusivité d’un matériau est élevée, plus les flux thermiques sont transportés rapidement et conduits vers la quantité de matière qui le compose sans que la température ne s’élève notablement, créant un toucher froid, aussi appelé « cool touch », donc une sensation de fraicheur.
Au contraire une effusivité thermique faible caractérise un matériau dont la température s’élève rapidement pour s’équilibrer avec celle de la surface de contact, créant ainsi un toucher chaud, aussi appelé « warm feel », et donc une sensation de chaleur.
Facteurs d’influence:
La nature des fibres textiles, la température ambiante, l’humidité et la densité du produit textile (liages, armures, épaisseur, contextures…), la finition et apprêts sont des variables qui influencent l’effusivité thermique des étoffes.
Lorsqu’un textile contient de l’humidité, son effusivité thermique sera modifiée : l’eau est caractérisée par une effusivité de 1600 W. s1/2 /m2.K. Étant en présence dans le textile elle augmentera notablement la valeur mesurée pour donner une sensation de froid. Il est donc intéressant de travailler sur l’impact de la sueur ou de la pluie sur un vêtement technique de sport par exemple. Il est également important d’étudier les propriétés hydrofuges et les vitesses de séchage des textiles.
Comment mesurer ?
Un équipement existe ainsi qu’une méthode de mesure : ASTM D7984 « Standard Test Method for Measurement of Thermal Effusivity of Fabrics Using a Modified Transient Plane Source (MTPS) Instrument ».
L’appareil est composé d’un capteur de température, d’une surface chauffante, d’un applicateur de pression constante et d’un système d’acquisition de données. Un anneau d’isolation isolé est disposé autour du capteur de température afin d’assurer une propagation de chaleur unidimensionnelle sur toute la surface du capteur.
L’échantillon (18mm de diamètre minimum) est placé sur la surface chauffante et une pression constante lui est appliquée. La surface chauffante va permettre une élévation de température de l’ordre de 1 à 3°C en seulement quelques secondes. Une fois cette impulsion de température émise, la tension mesurée est analysée afin de quantifier l’évolution de température de surface entre l’échantillon et la plaque.
L’augmentation de la température à la surface est inversement proportionnelle à l’effusivité thermique de la matière de l’échantillon. Une élévation plus rapide en température sera mesurée pour un textile à faible effusivité thermique (i.e. Warm Feel) tandis qu’une pente plus douce sera observée pour un textile à forte effusivité (i.e. Cool Touch).
Il est ainsi possible de mesurer un écart de température qui, selon le textile, mettra plus ou moins de temps à s’équilibrer avec le corps.
L’équipement mesure aussi la conductivité thermique d’un textile. Sachant que l’effusivité est la racine carrée du produit des 3 valeurs suivantes : capacité calorifique, conductivité et densité; il est possible de connaître la capacité calorifique du textile. Ainsi l’avantage de l’équipement MTPS est de mesurer plusieurs notions définissant les propriétés thermiques d’un textile de manière précise et efficace.
Pour vos développements, l’équipe du CTT permet de mesurer vos produits suivant la méthode standard et suivant des protocoles adaptés à vos besoins : humidité, environnement contrôlé…
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Effusivité Thermique échelle de mesure
Valeurs échantillons textiles
