Remplacement de l'isolation en mousse des doublures de chaîne du froid en tissu non tissé par de la fibre d'aérogel

Le rembourrage standard en polyester isole en emprisonnant de l'air immobile dans une matrice fibreuse, mais la conductivité thermique de la fibre elle-même limite les performances d'isolation. La mousse EPS offre de meilleures performances d'isolation, mais elle est rigide, non conformable et incompatible avec la fabrication de non-tissés par voie aérienne. Le défi fondamental est thermodynamique : pour une meilleure isolation, il faut un matériau dont la conductivité thermique est inférieure à celle de l'air immobile (0.026 W/m·K). Pendant des décennies, cela a été considéré comme impossible pour un matériau de rembourrage flexible et facile à transformer. L'aérogel a changé la donne. Composé à plus de 90 % de poches d'air emprisonnées à l'échelle nanométrique (10 à 30 nanomètres), l'aérogel atteint des valeurs de conductivité thermique supérieures à celles de l'air statique, ce qui en fait le matériau d'isolation thermique le plus performant connu à ce jour.

L'aérogel de silice brut, bien qu'extraordinairement isolant, est fragile et ne peut être transformé sous sa forme monolithique par les équipements textiles ou non tissés. ShowarmX résout ce problème en broyant l'aérogel de silice en une poudre ultrafine et en l'incorporant directement à la fibre de polyester lors du filage. On obtient ainsi une fibre qui conserve l'architecture nanoporeuse de l'aérogel au sein d'une matrice de polyester flexible et résistante. La fibre d'aérogel ShowarmX ainsi obtenue présente une conductivité thermique de 0.017 à 0.020 W/m·K, inférieure à celle de l'air statique, tout en restant parfaitement compatible avec les lignes de production de non-tissés par voie aérienne. Sa densité de seulement 0.003 g/cm³ fait de ShowarmX l'un des matériaux de remplissage isolants les plus légers disponibles pour les applications industrielles de non-tissés.

Les applications des aérogels textiles sont généralement évoquées dans le contexte des vêtements d'hiver, pour limiter les pertes de chaleur corporelle par temps froid. L'isolation de la chaîne du froid repose sur le même principe thermodynamique, mais à l'inverse : il s'agit d'empêcher la chaleur extérieure de pénétrer dans un intérieur froid, afin de maintenir une température basse et stable le plus longtemps possible. La conductivité thermique ultra-faible de ShowarmX (≤ 0.02 W/m·K) est symétrique dans les deux sens : le transfert de chaleur est bloqué quelle que soit la face la plus chaude. Pour une doublure de chaîne du froid, cela signifie qu'une couche non tissée d'aérogel ShowarmX plus fine peut maintenir une température interne basse plus longtemps qu'une couche de rembourrage en polyester classique, nettement plus épaisse, réduisant ainsi le volume de matériau et le poids total du transport.

La fibre aérogel ShowarmX est disponible en fibres discontinues à section creuse (1.5D × 38 mm), la spécification standard pour la production de non-tissés par voie aérienne. Aucune modification de ligne, aucune nouvelle chimie de liaison, aucun réoutillage n'est nécessaire. Les propriétés hydrophobes de la fibre, héritées de la chimie de surface de l'aérogel de silice, offrent un avantage fonctionnel supplémentaire pour les applications de la chaîne du froid : la résistance à l'humidité empêche la condensation à l'intérieur de la paroi de la doublure, ce qui dégraderait les performances thermiques au fil du temps et augmenterait le poids pendant le transport. Il en résulte une couche isolante qui conserve sa valeur de résistance thermique de manière constante pendant toute la durée d'un envoi, quelles que soient les conditions d'humidité dans l'environnement de transport.