Autonotex : des vêtements connectés pour plus de sécurité

Bracelets traqueurs de mouvements, applications pour smartphone enregistrant les déplacements… L’heure semble au « quantified self ». La mesure de l’humain et de ses actions ne touche pas forcément que les sportifs avides de statistiques sur leurs performances ; elle peut également permettre d’améliorer la sécurité des individus. C’est tout l’objectif du projet Autonotex, dans lequel est impliqué l’Institut Mines-Télécom, et qui propose de développer des vêtements connectés pour les professionnels de métiers à risques et pour le domaine médical.

Au cœur d’un bâtiment parisien en flammes, Alain, pompier depuis 30 ans, mène une action de secours. Soudain, sa combinaison intelligente l’informe par une alarme que la température s’élève dangereusement : il doit sortir. Au même moment, près de Saint-Étienne, un patient désorienté atteint de la maladie d’Alzheimer s’agite dangereusement dans son lit. Ses draps connectés avertissent directement Sarah, médecin de garde, de son état. Ces deux situations sont dignes d’une série d’anticipation se déroulant dans un futur proche. Mais la réalité pourrait bien rattraper la fiction. En effet, Autonotex est un projet qui vise à développer des textiles connectés pour des applications dans les vêtements professionnels ou les draps médicaux.

Lancé fin 2015 pour une durée de trois ans, Autonotex tirera notamment profit de nouvelles fibres composites aux propriétés dites « piézoélectriques ». Ce phénomène vient de la capacité de certains corps à transformer une contrainte mécanique en tension électrique. En appliquant une pression ou une torsion à un matériau piézoélectrique, sa structure atomique se modifie. Le nuage d’électrons est alors déformé, créant un excès de charge négative d’un côté et un déficit de ces mêmes charges de l’autre. Un dipôle a donc été créé, synonyme de tension électrique. Appliquée aux textiles, cette propriété permet de profiter des mouvements de fibres composites pour alimenter des capteurs, comme des électrodes par exemple. Les vêtements ainsi créés dans le cadre du projet Autonotex seraient alors autonomes en énergie.

Les enjeux sont nombreux. Pour les vêtements professionnels il s’agit surtout d’améliorer la sécurité des individus. En couplant des capteurs textiles à des systèmes d’alerte, il est possible d’assister les individus sur la reconnaissance de situations de risque. Un conducteur d’engin (grue, poids-lourd, train, avion, etc.) pourrait ainsi être averti lorsque son état de fatigue devient préoccupant. Un sapeur-pompier ou un militaire aurait également la possibilité de mesurer son degré de stress et de juger ou non s’il est apte à intervenir. Dans le cas des draps médicaux connectés, le but recherché est surtout l’aide au suivi médical des patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Contrôler et valider la qualité de sommeil du malade, mesurer les paramètres préventifs de son agitation ou détecter plus facilement la déshydratation sont autant d’applications possibles.

Les vêtements connectés développés dans le cadre du projet Autonotex pourraient offrir aux professionnels de nombreux atouts en matière de sécurité.

Textiles connectés : une savoir-faire des Mines

Afin de mener à bien ce projet, un groupement de treize partenaires a été rassemblé, comptant quatre centres de recherche. « Il a d’abord fallu identifier les besoins auprès du Groupe Mulliez-Flory, leader de ce consortium, puis rassembler des compétences complémentaires auprès des centres de recherches de Mines Saint-Étienne et Mines ParisTech » nous explique Valérie Boutant, chef de projet à l’Institut Mines-Télécom. Une action qui a permis de donner à ce projet régional une dimension nationale. Mines Saint-Étienne s’est notamment illustrée fin 2015 avec la réalisation d’électrodes textiles par l’équipe d’Esma Ismailova. Le rôle des chercheurs stéphanois sera le développement d’interfaces capteur-peau non invasives et biocompatibles. Le travail ne sera pas aisé, car les difficultés sont nombreuses. En effet, en plus de devoir être confortables et miniaturisés, les capteurs devront être résistants aux lavages répétitifs. Pour faire face à cela, le choix des polymères conducteurs utilisés comme électrodes sera déterminant, en particulier vis à vis de leurs propriétés hydrophobes.

Pour contrôler le développement de ces interfaces, Mines ParisTech — également membre du consortium Autonotex — participera à la caractérisation structurale des tissus. Il s’agira entre autres pour les scientifiques parisiens de mener des analyses sur les propriétés piézoélectriques des matériaux utilisés afin de mesurer leurs résistivités — la résistance au courant électrique — ou encore leurs performances dans différentes conditions de température. Mines ParisTech sera également impliquée dans l’étude de la compatibilité entre les fibres textiles et les polymères organiques qui seront déposés dessus pour les interfaces capteur-peau, afin de contrôler leur bonne adhérence notamment.

Autonotex et le nouvel essor de la filière textile

Au sein du consortium seront également présents des partenaires industriels, dont trois grands groupes et trois PME. En alliant des acteurs classiques de la filière textile à des chercheurs en électronique et en traitement du signal, Autonotex s’inscrit dans la dynamique du projet Industrie du futur de la nouvelle France industrielle. Le secteur textile a en effet été identifié comme un des axes du programme Investissements d’avenir, et offre un potentiel fort vis à vis des attentes des consommateurs. En développant de nouveaux usages axés sur les vêtements intelligents, la filière textile française cherche donc à s’ancrer dans un contexte global de mutation de l’industrie vestimentaire. En 2016, environ 26 millions de vêtements connectés pourraient être vendus*.

*D’après le cabinet d’étude Gartner.

À lire sur le blog : Textiles connectés, des électrodes cardiaques inspirées de kimonos

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Autonotex, des partenaires aux compétences multiples

Le projet industriel d’avenir (Piave) Autonotex rassemble deux centres de recherche des Mines : le centre des matériaux (commun Mines ParisTech/Armines) et le centre microélectronique de Provence (commun Mines Saint-Étienne/Armines). En plus de ceux-ci, deux autres partenaires académiques sont impliqués : l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN) et l’École nationale supérieure des arts et industries textiles (ENSAIT). Ils seront épaulés par deux plateformes d’innovation et de transfert technologique (CETI et CANOE) ainsi que par trois grands groupes industriels (Mulliez-Flory, Eminence, Arkema) et trois PME (TDV, Percall et Nicomatic). « Nous avons également intégré le living lab Info-autonomie de l’Institut Mines-Télécom pour la preuve de concept dans le domaine médical » précise Valérie Boutant, chef de projet à l’Institut Mines-Télécom. En outre, le consortium peut compter sur le soutien financier de la banque publique d’investissement (Bpifrance).

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