Production et caractérisation de filaments de polydimethylsiloxane (PDMS) adaptés au tissage pour textiles super-oléophobes

Le Gemtex, laboratoire interne de l’ENSAIT, est un centre de recherche scientifique européen spécialisé dans les domaines du génie et des matériaux textiles. Il regroupe environ 31 enseignants-chercheurs ainsi qu’une cinquantaine de doctorants et post-doctorants, et dispose d’un budget annuel d’environ 5 millions d’euros, financé par l’État, l’Union européenne et des entreprises privées.

Le Gemtex mène des travaux de recherche dans des domaines variés, incluant notamment l’informatique, l’électronique, l’automatique, les matériaux, la mécanique et la chimie.

Le polydiméthylsiloxane (PDMS) est un élastomère transparent, biocompatible et largement utilisé en microfluidique. Récemment, des procédés de filage innovants ont permis de produire des filaments continus de PDMS intégrables dans des structures textiles. Cependant, ces fils présentent une élasticité excessive, rendant leur mise en œuvre textile, notamment par tissage, complexe. Pour surmonter cette limitation, l’incorporation de charges minérales (comme la silice) apparaît comme une solution permettant de rigidifier le PDMS tout en conservant ses qualités optiques.
Par ailleurs, l’ajout de charges minérales ouvre également la possibilité d’introduire de nouvelles fonctionnalités de surface, notamment des propriétés hydrophobes et oléophobes, comme l’ont montré Basu et al. avec des nanocomposites PDMS-silice.

Le stage a pour but d’optimiser le procédé de filage de fils PDMS et d’étudier l’influence de l’ajout de charges minérales sur leurs propriétés mécaniques et de surface. L’objectif est double :

• Améliorer la rigidité et la tenue des fils pour permettre leur intégration textile.
• Explorer l’apparition éventuelle de propriétés oléophobes liées à l’ajout de charges inorganiques, et les caractériser.

Plan de travail et méthodologies :

1. Revue bibliographique : filage du PDMS, influence des charges minérales, propriétés mécaniques et de surface des composites PDMS–silice.
2. Sourcing matière : fournisseur de charges inorganiques adaptées.
3. Expérimentations de filage : production de fils PDMS purs et composites avec différentes teneurs en charges.
4. Caractérisations :
   • Morphologie et régularité (microscopie optique/MEB).
   • Propriétés mécaniques (essais de traction).
   • Propriétés de surface (mesures d’angle de contact pour caractériser l’oléophobie).
5. Validation par tissage : essais de mise en œuvre pour évaluer le comportement des monofilaments de PDMS sur des structures tissées simples.

Elève-ingénieur matériaux. Connaissances en caractérisations mécaniques, morphologiques, intérêt pour la mise en œuvre expérimentale souhaités. La connaissance du procédé de tissage serait appréciée.