Améliorer les textiles grâce au biochar

Le biochar, un matériau polyvalent riche en carbone, a fait une entrée remarquable dans l'industrie textile en constante évolution, révolutionnant l'approche de la production textile. Cet article explore les applications fascinantes du biochar dans les textiles, en se penchant sur sa capacité à améliorer les propriétés des tissus pour les vêtements fonctionnels, à fournir une isolation thermique, à masquer les odeurs et à offrir des capacités ignifuges. Embarquons pour un voyage à la découverte de la rencontre entre l'or noir de la nature et le textile.

Qu'est-ce que le biochar et comment est-il produit ?

L'agronomie et l'agriculture génèrent des milliers de tonnes de déchets qui, s'ils sont mal éliminés, posent des problèmes environnementaux (Filho & Franco, 2015). Ces déchets, issus de l'agriculture et d'autres sources comme la foresterie, l'élevage et même le textile, peuvent subir des traitements thermochimiques tels que la pyrolyse pour produire du biochar (Ferreira et al., 2019).

Le biochar est une substance semblable au charbon de bois, fabriquée en brûlant des matières organiques issues de déchets agricoles et forestiers (biomasse) selon un processus contrôlé appelé pyrolyse (Batista et al., 2018). Lors de la pyrolyse, des matières organiques comme des copeaux de bois, des feuilles mortes ou des plantes mortes sont brûlées dans un conteneur avec un minimum d'oxygène, libérant peu ou pas de fumées contaminantes. Ce processus transforme la matière organique en biochar, une forme stable de carbone. De plus, la chaleur générée pendant la pyrolyse peut être exploitée comme source d'énergie propre.

En termes d'attributs physiques, le biochar est noir, hautement poreux, léger, à grain fin et possède une grande surface spécifique. Environ 70 % de sa composition est constituée de carbone, ce qui en fait un matériau puissant pour diverses applications dans le domaine de la construction,des solset du traitement des eaux usées.

Gestion de l'humidité et propriétés fonctionnelles

Le biochar peut être utilisé comme additif textile pour améliorer les performances des vêtements et conférer des propriétés fonctionnelles aux matériaux textiles. Des chercheurs comme Çay et al. (2019) ont exploré le potentiel de l'utilisation du biochar dérivé de déchets textiles pour améliorer les matériaux textiles. Dans leurs études, divers types de déchets textiles, tels que le coton, le coton/polyester et l'acrylique, ont été carbonisés à basse température pour produire du biochar. Ce biochar a ensuite été appliqué sur des tissus en coton à l'aide d'une méthode d'impression conventionnelle.

Les résultats ont été fascinants. L'ajout de biochar a conféré un léger effet hydrophobe à la face imprimée des tissus en coton, créant une structure textile double face dotée à la fois de propriétés hydrophiles (attirant l'eau) et hydrophobes (repoussant l'eau). L'ajout de biochar a amélioré le transfert d'humidité, accéléré le temps de séchage et augmenté la perméabilité à la vapeur d'eau.

Masquage des odeurs et propriétés désodorisantes

Le biochar améliore les performances des tissus en offrant des propriétés de masquage des odeurs et de désodorisation. Çay et al. (2019) ont démontré que les tissus imprimés au biochar masquent efficacement les odeurs désagréables. De même, les recherches de Lin et al. (2007) ont révélé que les fibres de charbon de bambou/alcool polyvinylique possèdent des propriétés de conservation de la chaleur et de désodorisation. Lin et Chang (2008) ont en outre montré que les filaments de polyester contenant 2 % de biochar de bambou amélioraient les propriétés thermiques et de respirabilité tout en réduisant le développement des odeurs liées à la transpiration.

Le biochar pour les revêtements ignifuges

Les tissus en coton, largement utilisés dans l'habillement et le textile, sont hautement inflammables, ce qui pose des problèmes de sécurité. Des études récentes menées par Barbalini et al. (2020) et Cheng et al. (2022) ont permis de développer avec succès des revêtements ignifuges pour les tissus en coton en utilisant une combinaison d'acide phytique (AP), de chitosane (CH) et de biochar (BC). Ces revêtements innovants améliorent la résistance du tissu à la combustion et conservent leurs propriétés ignifuges même après lavage.

Dans ces études, le biochar a joué un rôle crucial dans le système ignifuge, agissant comme une couche protectrice empêchant la propagation de l'oxygène et de la chaleur pendant la combustion. Les chercheurs ont découvert que l'ajout de biochar augmentait considérablement le résidu carboné, améliorant la stabilité thermique du tissu et réduisant le pic de débit calorifique (pkHRR) ainsi que le débit calorifique total (THR).

La technique d'assemblage couche par couche implique le dépôt séquentiel d'AP, de CH et de BC sur la surface du tissu, assurant une couverture uniforme. L'intégration du biochar dans le revêtement améliore les propriétés ignifuges du tissu, offrant une solution durable et efficace aux problèmes d'inflammabilité.

Isolation thermique pour les vêtements fonctionnels

Traditionnellement, les fibres naturelles constituaient le choix privilégié pour l'isolation thermique des vêtements. Cependant, grâce aux avancées technologiques, les fibres synthétiques ont gagné en popularité dans les produits d'isolation thermique. Parmi ces innovations, le biochar s'est imposé comme une solution prometteuse en raison de ses propriétés uniques, notamment son isolation thermique, ses capacités désodorisantes et son hygroscopicité.

De nombreuses entreprises reconnaissent le potentiel du biochar, comme le biochar de bambou, et ont développé divers produits l'intégrant. La poudre ou les particules de biochar de bambou sont couramment ajoutées aux fibres pour améliorer leurs propriétés thermiques. Ces fibres innovantes trouvent des applications dans les sous-vêtements, les genouillères, les chaussettes et la literie (Lin & Chang, 2008).

Dans une étude menée par Lin et Chang (2008), des filaments de polyester contenant 2 % de biochar de bambou ont montré une amélioration de l'isolation thermique et de la respirabilité. Le biochar présent dans les fibres a créé une barrière thermique retenant efficacement la chaleur, offrant ainsi une meilleure isolation. De plus, les propriétés uniques du biochar ont favorisé la respirabilité, permettant à l'humidité de s'échapper et garantissant le confort de celui qui porte le vêtement.

Conclusion

La convergence entre le biochar et l'industrie de la mode ouvre des perspectives passionnantes pour la production textile. En intégrant le biochar aux tissus, les chercheurs ont observé une amélioration du transfert d'humidité, des capacités de séchage, de la perméabilité à la vapeur d'eau et de l'adsorption des odeurs. Par ailleurs, le biochar s'est révélé précieux pour créer des revêtements ignifuges sur les tissus en coton, répondant ainsi aux préoccupations de sécurité liées à l'inflammabilité.

Dans l'ensemble, l'intégration du biochar dans l'industrie textile offre une solution durable pour la protection de l'environnement. Cette alliance entre l'or noir de la nature et la mode présente des possibilités remarquables pour une approche plus durable et responsable de l'habillement et de la production textile.

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Référence

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