Passer du temps à l’extérieur pendant une vague de chaleur peut être source de transpiration, d’inconfort, voire de danger pour la santé, mais les scientifiques ont mis au point une innovation qui, selon eux, pourrait apporter un soulagement : des vêtements qui refroidissent physiquement le corps.
Des chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont mis au point un revêtement flexible à base de craie qui peut être ajouté aux tissus. Lors de tests effectués dans une chaleur estivale torride, ils ont constaté que ce revêtement réduisait la température sous les vêtements jusqu’à 8 degrés Fahrenheit par rapport à l’air libre, et jusqu’à 15 degrés par rapport aux tissus non traités.
Cette innovation fait partie d’une série de mesures visant à transformer les vêtements en un outil de protection contre la chaleur extrême, qui s’intensifie à mesure que les humains continuent de brûler des combustibles fossiles qui réchauffent la planète. La chaleur est le type de phénomène météorologique extrême le plus mortel, provoquant un épuisement dû à la chaleur et même une insolation, une maladie potentiellement mortelle où le corps perd la capacité de se refroidir.
Les chercheurs de l’UMass ont expliqué qu’ils souhaitaient développer un moyen de refroidir les tissus à l’aide d’un matériau respectueux de l’environnement. Inspirés par les enduits traditionnels à base de calcaire utilisés pour refroidir les maisons dans les climats chauds, ils ont recouvert les carreaux de tissu de particules de carbonate de calcium, le principal composant du calcaire et de la craie.
Selon leur nouvelle étude, actuellement en cours d’évaluation par des pairs, qui a été présentée à l’American Chemical Society ce mois-ci, le revêtement était capable à la fois de réfléchir l’énergie du soleil dans l’atmosphère et de permettre à la chaleur corporelle naturelle du porteur de s’échapper.
« Nous commençons par votre T-shirt en coton… et nous appliquons simplement ce revêtement sur une ou les deux faces du tissu », a déclaré à CNN Trisha L. Andrew, chimiste et scientifique des matériaux à l’UMass. « Le revêtement est entièrement superficiel. Il ne pénètre pas et ne modifie pas les fibres de coton », a-t-elle ajouté.
Le revêtement peut être appliqué sur presque tous les tissus disponibles dans le commerce et peut également être lavé en machine, affirment les scientifiques.
« Sans aucune consommation d’énergie, nous sommes en mesure de réduire la sensation de chaleur ressentie par une personne, ce qui pourrait être une ressource précieuse lorsque les gens ont du mal à rester au frais dans des environnements extrêmement chauds », a déclaré Evan Patamia, un étudiant diplômé de l’UMass qui a travaillé sur l’innovation, dans un communiqué.
Les tissus rafraîchissants ne sont pas une invention nouvelle, mais les conceptions passées impliquaient souvent des structures rigides, des processus de fabrication complexes et des composants électriques, selon une revue scientifique de 2023 sur la recherche sur les tissus rafraîchissants, les rendant inconfortables à porter et coûteux.
Le développement de l’UMass fait partie d’un ensemble croissant de recherches explorant des alternatives moins chères, plus confortables et plus évolutives à mesure que la menace de chaleur extrême dans le monde augmente.
Des scientifiques de l’Université RMIT de Melbourne, en Australie, ont utilisé de minuscules particules appelées nanodiamants pour recouvrir un tissu en coton, entraînant une baisse de température allant jusqu’à 3 degrés Celsius (5,4 Fahrenheit) par rapport au coton non traité, selon une étude récente.
Cela peut ne pas sembler énorme, mais cela fait « une différence en termes de confort et d’impact sur la santé sur des périodes prolongées, et en termes pratiques, cela pourrait faire la différence entre garder votre climatiseur éteint ou l’allumer », a déclaré Shadi Houshyar, chef de projet et maître de conférences au RMIT, dans un communiqué.
L’étude de l’Université RMIT a révélé que l’utilisation de tissus rafraîchissants pourrait conduire à une économie d’énergie de 20 à 30 % grâce à une moindre utilisation de la climatisation, un outil de refroidissement extrêmement polluant pour le climat.
Les nanodiamants peuvent sembler chers, mais les chercheurs affirment qu’ils ne sont pas identiques aux diamants utilisés en joaillerie. « En fait, leur production est peu coûteuse », a déclaré Houshyar.
Il reste encore des améliorations à apporter, a-t-elle ajouté. Par exemple, ils ont constaté que l’efficacité du tissu en nanodiamant diminuait après plusieurs lavages.
Les nanodiamants fonctionnent de manière similaire aux particules de calcaire utilisées par UMass, a expliqué Houshyar à CNN. Le principe de ces études est le même, a-t-elle expliqué, à savoir utiliser des nanoparticules pour évacuer la chaleur du corps.
Houshyar, qui étudie les vêtements de protection depuis plus d’une décennie, a déclaré que le processus de production utilisé par l’UMass était prometteur, mais qu’il faudrait trouver comment le développer et maintenir les coûts bas.
Les tissus rafraîchissants doivent être abordables, a-t-elle déclaré. « Si leur coût est trois fois supérieur à celui d’un tissu normal, il ne suffira pas à tout le monde de l’utiliser. » Ce sont souvent les personnes les plus pauvres qui sont parmi les plus vulnérables à la chaleur extrême et qui ont le moins accès aux technologies de refroidissement.
À mesure que de plus en plus de produits arrivent sur le marché, il existe « de nombreuses opportunités dans ce domaine pour les développer et les rendre accessibles à tous », a ajouté Houshyar.
Andrew, de l’UMass, a déclaré que son équipe avait été jusqu’à présent limitée par la taille de son équipement de laboratoire. Cependant, par le biais d’une nouvelle start-up, ils souhaitent lancer une production pilote, en fabriquant des feuilles de tissu traité de 1,5 m de large et 91 m de long.
Les coûts des matières premières pour le revêtement sont « faibles à gérables », a déclaré Andrew, mais il a admis que le prix global augmenterait légèrement en raison du processus d’application, au cours duquel le revêtement est appliqué sur le tissu.
S’il s’avère possible d’augmenter la production de tissus rafraîchissants abordables, certains chercheurs affirment que les avantages pourraient s’étendre bien au-delà des vêtements.
Des scientifiques de l’Université de Chicago espèrent que leur tissu rafraîchissant, fabriqué à partir de matériaux tels que des nanofils d’argent et de la laine, pourrait également être utilisé pour refroidir les bâtiments et les voitures. Lors de tests effectués sous le soleil brûlant de l’Arizona, ils ont constaté que le tissu restait 16 degrés Fahrenheit plus frais que le tissu en soie commercial souvent utilisé dans les vêtements d’été.
Selon les scientifiques, l’utilisation plus répandue de tissus rafraîchissants permettrait de réduire les coûts et l’impact climatique de la climatisation. « Notre civilisation utilise en réalité environ 10 à 15 % de l’énergie totale simplement pour se sentir bien où que nous allions », a déclaré Po-Chun Hsu, professeur d’ingénierie moléculaire à l’Université de Chicago et auteur de l’étude, dans un communiqué.
Même si la lutte contre la chaleur extrême implique de réduire rapidement la consommation de combustibles fossiles, des vagues de chaleur mortelles sont déjà là, et certains scientifiques pensent que ces tissus rafraîchissants peuvent jouer un rôle utile à mesure que de plus en plus de personnes sont exposées à une chaleur que leur corps peut avoir du mal à tolérer.
« Les textiles rafraîchissants personnels sont très prometteurs pour lutter contre les effets du changement climatique liés à la chaleur », a déclaré à CNN Xueping Zhang, professeur spécialisé dans la gestion personnelle de l’humidité thermique à l’université de Donghua, en Chine, qui est l’un des auteurs de l’étude scientifique 2023 sur les tissus rafraîchissants.
« Ils peuvent fournir un refroidissement localisé à des régions spécifiques du corps avec une grande précision », a-t-elle ajouté, et peuvent être adaptés à différents environnements.
Elle voit un rôle à grande échelle pour les tissus rafraîchissants – et ce, pour bientôt. « Avec les progrès des matériaux et de la technologie, les textiles rafraîchissants personnels seront disponibles pour un usage grand public dans un avenir proche. »
