« Une veste qui s'affine quand on transpire »: la cellulose bactérienne apprend aux vêtements à réguler la chaleur

Science Advances a décrit un tissu chaud « intelligent », dont le garnissage est composé de cellulose bactérienne naturelle, qui réagit à la transpiration: lorsqu'il est humide autour du corps, le matériau s'amincit automatiquement, et lorsqu'il est sec, il retrouve son gonflant et retient la chaleur. Dans le prototype, l'épaisseur est passée d'environ 13 mm (sec) à 2 mm (humide), l'idée générale étant de prolonger la durée du confort thermique sans électronique ni piles.

Arrière-plan

Qu'avez-vous déjà essayé?

1. Les matériaux à changement de phase (PCM) dans les microcapsules « avalent » la chaleur lors de la fusion et la libèrent lors de la cristallisation, mais fonctionnent dans une fenêtre de température étroite et réagissent mal à la transpiration réelle.
2. Les tissus radiants à base de polyéthylène nanoporeux (nanoPE) laissent passer le rayonnement infrarouge thermique du corps, fournissant ainsi un « refroidissement radiatif » passif, mais il s'agit essentiellement d'un canal d'élimination, et non d'une « autorégulation de l'isolation » pendant la transpiration.
3. Les actionneurs d'humidité/tissus hygromorphes changent de forme/pores lorsque l'humidité augmente, élargissant la « zone de confort » sans fils - la direction mûrit rapidement.

• Le problème résolu par les tissus « intelligents »: le confort thermique des vêtements s'effondre lorsque l'activité change rapidement: surchauffe et transpiration pendant l'effort, hypothermie due à une couche humide à l'arrêt. C'est pourquoi les textiles thermiques/hydratants adaptatifs se développent rapidement ces dernières années, modulant l'échange thermique sans piles ni électronique complexe. Les études mettent l'accent sur le vecteur clé: la gestion dynamique de la chaleur et de l'humidité au niveau de la couche fibre/tissu.
• Pourquoi l'humidité/la transpiration est le meilleur « déclencheur ». La transpiration est le principal indicateur rapide de surchauffe: dès que l'humidité locale augmente, le système doit réduire sa résistance thermique (diminution des poches d'air) et augmenter l'évaporation; lorsqu'elle sèche, il doit rétablir l'isolation. D'où l'idée de matériaux qui réagissent automatiquement à l'humidité, et non à la température extérieure. Cela permet d'économiser de l'énergie et d'éviter l'utilisation d'appareils électroniques encombrants.
• Qu'est-ce que la cellulose bactérienne et pourquoi est-elle prometteuse? La BC est un biopolymère cultivé par des bactéries acétiques ( Komagataeibacter ): elle forme un réseau nanofibrillaire doté d'une grande capacité hydrique, d'une grande résistance, d'une grande perméabilité à l'air et d'une biocompatibilité. En science des textiles et des matériaux, la BC est appréciée pour sa sensibilité à l'humidité et sa production durable à partir de matières premières renouvelables.
• Une lacune scientifique comblée par un nouvel article. La plupart des solutions passives évacuent la chaleur (radiation) ou la tamponnent (PCM), considérant faiblement que l'humidité elle-même devrait « changer » l'isolation. Les travaux publiés dans Science Advances utilisent la couche BC comme le « cœur » des vêtements chauds, qui s'amincit avec la transpiration (moins d'air → moins d'isolation) et se redresse une fois sèche; autrement dit, elle crée une isolation thermique autorégulatrice basée sur l'humidité corporelle.
• Contexte du terrain: quelle est sa place? La tendance est aux systèmes passifs, bio- et polymères, qui élargissent la « fenêtre de confort » sans intervention de l'utilisateur. Viennent ensuite les actionneurs hygromorphes de nouvelle génération (qui affichent une extension notable de la zone de confort) et le refroidissement radiatif à base de cellulose et de matières biologiques. Le BC s'inscrit parfaitement dans cette branche « verte » de la gestion thermique individuelle.
• Implications pratiques pour l'industrie: Si la souplesse de l'isolant BC, contrôlée par l'humidité, est confirmée par des tests de résistance à l'usure (lavage, usure, odeurs, réglage du seuil de réponse), les fabricants disposeront d'un garnissage biosourcé évolutif pour les couches d'hiver/actives, réduisant ainsi la surchauffe en déplacement et les frissons au repos. Ceci est complémentaire, et non concurrent, des solutions radiantes et PCM: elles peuvent être combinées dans des systèmes multicouches.

Comment ça marche

• Le garnissage en cellulose bactérienne (BC) est un « réseau » naturel de nanofibrilles produit par des bactéries inoffensives (que l'on trouve dans les champignons du thé et le kombucha). Cette membrane est légère, durable, respirante et hydrophile; elle détecte parfaitement l'humidité.
• Lorsque vous transpirez, l'humidité locale sous les vêtements augmente, la couche fibreuse perd son gonflant et s'aplatit: moins d'air à l'intérieur → moins d'isolation → le corps perd plus facilement sa chaleur excédentaire. Dès que vous êtes sec, la structure se redresse et restitue un haut niveau d'isolation thermique grâce à l'air entre les fibres. Il s'agit d'un mécanisme passif simple qui agit sur l'humidité, et non sur les composants électroniques.

Ce que les auteurs ont montré

• Adaptation à la transpiration et à l'humidité. Par temps sec, le matériau conserve une épaisseur maximale d'environ 13 mm, et par forte humidité (simulant la transpiration), il s'amincit à environ 2 mm. Grâce à cette « épaisseur variable », le prototype prolonge considérablement le confort thermique par rapport à un tissu chaud classique, notamment lors du changement de mode « repos → charge ».
• Le principe est évolutif. Les auteurs soulignent que le « rembourrage » peut être intégré à différents types de vêtements – des doublures aux couches isolantes – et adapté au climat et à la charge.

Pourquoi est-ce vraiment nécessaire?

Les vêtements chauds classiques sont un compromis: plus la couche est chaude, plus le risque de surchauffe et de transpiration est élevé, puis de refroidissement excessif dû au sous-vêtement humide, véritable « mini-sauna ». Les textiles, qui affaiblissent l'isolation lors de la transpiration et la restituent une fois secs, contribuent à maintenir un juste milieu sans fermetures éclair, valves et piles inutiles. L'humidité joue un rôle essentiel dans la gestion thermique humaine (la chaleur est évacuée par évaporation), c'est pourquoi les tissus « intelligents » apprennent de plus en plus à réagir spécifiquement à l'humidité.

En quoi est-ce différent des autres tissus intelligents?

• Pas d'électronique. Contrairement aux systèmes actifs (thermoéléments/robotique souple), il s'agit ici de la physique pure du matériau: humide → plus fin, sec → plus épais. C'est plus simple, moins cher et potentiellement plus durable.
• Pas de « valves », mais de « gonflant ». Auparavant, on proposait des tissus dotés de valves/pores d'humidité ou d'une épaisseur en accordéon sur des inserts en polymère. Aujourd'hui, ce rôle d'« accordéon » est repris par la bakcellulose naturelle, déjà connue dans les pansements médicaux et les textiles « verts ».
• Potentiel écologique. La cellulose bactérienne est biocompatible et biodégradable, peut être cultivée sans coton ni pétrole, et sa production s'inscrit dans la tendance actuelle vers des matériaux durables.

Où cela peut être utile

• L'hiver en ville, entre bureau, rue et métro. Les changements d'activité et de climat « plongent » moins le corps dans la chaleur ou le froid; le confort « dure » plus longtemps.
• Activités de montagne/course à pied. Pendant l'ascension/course, le tissu assure la ventilation et, lors des pauses, l'isolation est à nouveau assurée.
• Conditions de terrain et de production. Moins il y a de pièces mobiles et d'électronique, plus le gilet est fiable. (Un avantage supplémentaire pour la légèreté et la respirabilité du gilet.)

Restrictions

Il s’agit encore d’un développement scientifique et d’un prototype; il doit encore être testé pour un usage quotidien:

• Durabilité et lavabilité (cycles multiples de mouillage et de séchage, « nettoyage à sec de la vie »),
• Confort de la peau et odeurs en cas de port prolongé,
• Mise en place des « seuils » de réponse pour différents profils climatiques/de transpiration,
• Coût et mise à l'échelle de la culture de la bakcellulose en rouleaux de tissu. À titre de comparaison: le domaine des tissus « thermorégulateurs » est en plein essor, mais seule une partie des idées atteint le marché de masse.

Conclusion

« Des vêtements qui s'adaptent à la transpiration » est la suite logique d'une décennie de recherche sur les textiles sensibles à l'humidité et à la température. Un nouvel article paru dans Science Advances ajoute la cellulose bactérienne naturelle au domaine comme « cœur » de l'isolation adaptative et montre une grande amplitude de variation d'épaisseur (13 → 2 mm) ainsi qu'une augmentation du temps de confort thermique, sans fils ni capteurs.

Source: Vêtements chauds adaptatifs sensibles à la transpiration, Science Advances (AAAS), 2025. DOI: 10.1126/sciadv.adu3472