La physique de nos habits

Que vous portiez un pull en laine, une chemise de coton ou une robe de satin, vous portez aussi un problème de physique. « Ça m’amuse de voir que des questionnements fondamentaux se glissent dans des objets si banals », sourit Jérôme Crassous, chercheur à l’IPR¹, à Rennes. Le 25 février, celui qui admet ne plus pouvoir s’habiller sans penser mailles, fibres et filaments, donnait une conférence sur la mécanique des textiles à l’Université de Rennes.

Déformation et tension

Il faut tout d’abord dire que « le textile, c’est bien davantage que du tricot au coin du feu », rappelle le chercheur. Ces objets tissés ou tricotés à partir de fils eux-mêmes issus de fibres (de chanvre, de coton ou poils de mouton notamment) ont en effet des propriétés mécaniques particulières et Jérôme Crassous cherche à comprendre d’où ils les tirent. « Ce sont des propriétés qui contribuent au fait que le textile ait une forme propre, qu’il tombe d’une certaine manière, s’étire un peu ou pas du tout », explique-t-il.
Par exemple, le tricot se caractérise par des fils passant les uns au-dessus des autres tout en étant courbés, ce qui rend l’ouvrage facilement étirable, puisque les fils ne sont pas tendus. À l’inverse, dans un textile tissé (tissu) les fils passent toujours les uns au-dessus des autres mais en étant très tendus. « Essayez de tirer sur les bords d’un mouchoir en tissu carré dans le sens du fil, vous n’en ferez jamais un rectangle, illustre le physicien. Par contre, en étirant dans l’autre sens, vous pourrez en faire un losange. Cette déformation ne repose pas sur une variation de la longueur des fils mais des angles entre ces derniers. »

Du textile aux cheveux

Plus précisément, Jérôme Crassous cherche à comprendre comment la friction entre les fils change les propriétés mécaniques du textile. « Si c’est trop lâche, qu’il n’y a pas assez de points de contact ou qu’ils ne sont pas bien placés, en somme s'il y a trop peu de friction, le tricot ou le tissu n’a pas de forme propre, il se défait », note le chercheur. Car c’est bien de la friction que provient la cohésion entre les fils. Elle dépend de la nature du matériau, mais aussi de la structure géométrique donnée au textile. En tressant ou tricotant, il y a plus de friction qu’en posant simplement un fil sur un autre. 
« Je fais essentiellement une recherche fondamentale, c’est le plaisir de comprendre qui me motive, même si ces travaux n’ont pas d’applications immédiates », confie le physicien, qui s’intéresse actuellement à un autre aspect du quotidien : les cheveux mêlés. « Je suis spécialiste des problèmes de nœuds, s’amuse-t-il. Les questions sont les mêmes que pour les textiles, à savoir la géométrie et la friction entre des fils. Si les cheveux bouclés sont plus mêlés que les lisses, c’est encore une fois une histoire de points de contact et de friction. »