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Tissage en fibre optique plastique

Tissage en fibre optique plastique

Usages du tissu en fibre optique lumineuse

Plusieurs fabricants de textile se sont mis à intégrer naturellement de la fibre optique lumineuse dans leurs textiles. Si les premiers essais ont été concluants sur des vêtements, les premiers textiles lumineux ont été produit pour des aménagements d’intérieur, décoration d’hôtel ou pour le marketing sur des points de vente,le marché de la PLV.

Depuis ces tissus lumineux se sont développé pour un certain nombre d’usages éloignés du«tissu lumineux design et décoratif» notamment dans le domaine médical. Aujourd’hui il existe plusieurs applications médicales comme le traitement de la jaunisse chez le nourrisson ou le traitement contre les liaisons cutanées pré-cancéreuses qui font appel à l’usage d’un tissu lumineux dans une longueur d’onde particulier.



Mise en oeuvre tissage fibre optique lumineuse

Approche du tissage

Ce tissage peut se faire à partir de métiers à tisser traditionnels comme le métier Jacquard mais aussi à partir de machines à maille jeté (les tricoteuses) ou encore les machines à tresser pour fabriquer des cordons.

 L’intérêt d’un tissu lumineux est d’avoir un éclairage diffusant latéral sur toute la surface du textile. Il existe plusieurs techniques pour fabriquer un tissu lumineux à partir de la fibre optique.

  • Avant la fabrication du textile:

    La plus simple et la moins onéreuse consiste à utiliser une fibre diffusante disponible sur le marché. Le tissage du textile lumineux se fait par entrecroisement, de fils disposés dans le sens de la chaine et de fibres optiques perpendiculairement aux fils de chaines les fils de trame. Le liage obtenu entre ces fils de chaîne et ces fils de trame est appelé armure. L’armure permet de définir le motif.Sur un métier Jacquard, on peut créer des motifs complexes et multicolores car le tisseur peut contrôler le fil de chaine. Après fabrication du textile lumineux, il faut rassembler toutes les fibres optiques dans un ou plusieurs connecteurs venant ensuite s’enficher dans une source lumineuse. Son inconvénient majeur est qu’on ne peut s’assurer d’une diffusion de lumière homogène sur la surface du textile.

  • Après la fabrication du textile

    Pour pallier à l’inconvénient d’homogénéité de la fabrication d’un textile lumineux avec une fibre diffusante, le procédé de diffusion du textile se fait après sa fabrication grâce à une technique d’abrasion. On prend alors une fibre optique éclairante en bout de fibre mise en fil de trame.L’armure mis en œuvre permet de définir le motif. La technique d’abrasion consiste à créer des défauts de surface dans le cladding pour laisser échapper la lumière soit par un traitement chimique avec l’action d’un solvant soit par un procédé mécanique. L’avantage majeur de cette approche, c’est de contrôler parfaitement la diffusion de la lumière sur la surface du tissu et d’avoir une homogénéité parfaite de la lumière sur sa surface. Après ce traitement, il faut ensuite rassembler toutes les fibres optiques dans un collecteur ou plusieurs collecteurs. L’inconvénient majeur de cette approche est qu’elle se fait en plusieurs étapes.

  • Pendant la fabrication du textile

    Cette technique consiste à faire du contrôle d’armure et de la tension des fils de chaine. Elle permet de rendre lumineux un textile pendant sa fabrication avec la mise en œuvre d’une fibre optique éclairante en bout de fibre installée en fil de trame.La tension des fils de chaine sur les fils de trame (la fibre optique) permet de courber la fibre optique et de contrôler sa sortie de lumière par microcourbure. Cette approche de tissage est complexe car elle consiste à mettre en œuvre un mélange d’armures satin qui ont la particularité de dissimuler des points de liage et de présenter donc des surfaces lisses.

Choix fibre optique lumineuse

Le choix d’une fibre lumineuse sera un compromis entre l’effet lumineux requis et sa souplesse pour les contraintes de fabrication dans le métier à tisser.

Le niveau de souplesse de la fibre est liée directement à son diamètre.Plus ce dernier sera fin, plus celle-ci sera souple. Pour du tissage de fibre lumineuse, nous vous conseillons de tisser des fibres nues de dia 0.25mm /0.5mm / 0.75mm / 1mm. Les fibres nues de diamètres 1.5mm / 2mm / 3mm sont trop rigides et auront un risque très élevés de se casser dans le métier à tisser.

L’effet lumineux de la fibre est lié à la surface de la fibre, à la densité de fibre et à l’intensité de la source lumineuse. Ainsi une fibre de diamètre1mm aura un effet lumineux 4 fois plus important qu’une fibre de diamètre 0,5mmen utilisant la même source lumineuse.

Au final une fibre nue de diamètre 0,5mm représente un bon compromis entre effet lumineux et souplesse pour du textile lumineux.

Premières règles à respecter

Le processus de tissage, le stockage du textile ne doivent pas endommager les qualités optiques de la fibre.Il faudra donc éviter dans toutes ces opérations des matières abrasives, des pièces coupantes pouvant endommager la fibre. Une grande attention sera apportée au nettoyage, au transport, les morceaux de tissu devront bien être protégés pour éviter l’endommagement de la fibre.

Choix densité fibres

La densité de fibres va dépendre du type d’usage en permettant de répondre so ità une exigence comme la puissance rayonnée sur la surface soit au contraire à une contrainte de coût.

Plus la densité de fibres pour un diamètre donné est élevée, plus la puissance d’un rayonnement électromagnétique par unité de surface pourra être optimisée. Cette grandeur s’appelle l’irradiance et s’exprime en W/m2; pour un tissu lumineux on l’exprime en mW/cm2.

Par ailleurs cette densité de fibres impacte directement le coût de la solution finale. En effet il y a le prix de la fibre mais celui-ci reste presque marginal versus le coût de montage des connecteurs et de la mise en œuvre des sources lumineuses. Le nombre de collecteurs et de sources de lumière est directement corrélé au diamètre de fibre et de leur densité de fibres aucm2.

Dans un usage médical comme par exemple le traitement de la jaunisse chez le nourrisson ou le traitement contre les liaisons cutanées pré-cancéreuses, on doit exposer une partie du corps du patient sur un tissu lumineux avec une diffusion homogène le lumière sur une longueur d’onde spécifique sur toute la surface. On va privilégier la densité de fibres sur des tissus lumineux dont les surfaces n’excèdent pas quelques dizaines de dm2 comme le montre ce tissu lumineux pour le traitement de la kératose actinique.

Pour un textile lumineux à des fins décoratifs, le fabricant devra faire attention au coût final. Cela deviendra d’autant plus vrai pour de grandes surfaces supérieures à1 m2. Pour diminuer la densité de fibres sans que cela soit apparent, il y a des astuces possibles .

Les deux photos ci-dessous montrent qu’un tissu avec une densité faible de fibres optiques peut avoir un rendu intéressant qu’il soit éclairé ou non. Lorsqu’il n’est pas éclairé, les fibres optiques ne sont pas visibles à cause de leur faible densité.


L’autre approche pour réduire la quantité de fibres est de ne tisser pas la totalité en fibre optique mais de sélectionner un ou des motif(s) répétitif(s). La photo ci-jointe montre un rideau avec un motif répété fait en fibre optique lumineuse.

Tenue des fibres

Il faut que le tissage des fibres soit bien tenu par des fils sans être trop serré pour éviter de la perte de lumière en jouant sur le rayon de courbure de la fibre.

Il faut que les fibres sur la partie non visibles soient tendus mais soient attachés par peu de fils.

Montage des collecteurs

Ces fibres doivent être alimentées par des sources de lumière. A cette fin,les fibres sont rassemblées dans un collecteur qui viendra se brancher sur la sortie de la source de lumière.

Le travail de montage des collecteurs peut devenir très fastidieux si certaines règles ne sont pas respectées.

La première règle consiste à trouver une astuce pour détacher des fibres très facilement et les réunir ensuite dans le collecteur.

La seconde règle consiste à laisser une certaine longueur de fibre libre pour rassembler facilement toutes les fibres dans le collecteur. Cette longueur est au moins égale à la largeur des fibres les unes à côté des autres plus la longueur du collecteur.

Supposons que nous devons réunir 75 fibres de dia 0,5mm dans un collecteur de 4cm, un calcul donne facilement une longueur minimale 9cm (4cm + 5cm) en tenant en compte la densité de 15 fibres dia 0,5 par cm.



Created On  22 Apr 2020 14:01  -  Permalink

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