Quelles sont les caractéristiques techniques de la laine ?

Cet article est largement inspiré du site https://www.bw-yw.com et de Wikipédia.

La laine est un matériau d’origine animale qui est constitué de fibres kératiniques, principalement d’ovins et utilisé dans la production textile, notamment pour ses capacités d’isolant thermique.

 

La laine est un isolant thermique

 

La laine est un bon isolant thermique, notamment du fait qu’elle emprisonne près de 80 % d’air dans son propre volume. Elle absorbe facilement l’humidité (1 kg de laine contient environ 150 g d’eau).

Elle est relativement étirable et reprend relativement facilement sa forme originelle (avec une variabilité selon les races de mouton).

Une fibre de laine mesure de 13 à 80 microns de diamètre et sa longueur varie de 2 à 50 cm. La fibre de laine est recouverte d’écailles ; sa section montre une sorte d’écorce appelée cuticule où se creuse un canal.

 

Les 4 grandes propriétés physiques de la laine :

 

Hygrométrie :

La laine est, parmi les fibres textiles celle dont la teneur en humidité est la plus grande (deux fois plus grande que celle du coton) et la plus sujette à variations en raison de l’état d’humidité de l’endroit où elle se trouve.
Ainsi une balle de laine pesée à en Équateur, pays humide, perd du poids quand on la transporte dans le midi de la France et réciproquement.

Toutes les fibres textiles ont la propriété d’absorber une certaine quantité d’humidité atmosphérique, sans que l’on puisse s’en rendre compte au toucher.
Si l’on chasse cette humidité par un séjour de quelques heures dans une étuve chauffée vers 100°, la matière textile devient anhydre et perd du poids ; elle en reprend au refroidissement à l’air parce qu’elle s’humidifie de nouveau.

Pour départager les vendeurs et les acheteurs de matières textiles en cas de contestations sur la question d’humidité, on a dû établir par l’expérience, la valeur moyenne de la reprise normale d’humidité pour chaque sorte de textile.

Ainsi pour la laine, on admet actuellement que :

  • 100 kilogrammes de laine cardée anhydre reprennent 17 kg d’eau
  • 100 kg de laine peignée 18,25 kg
  • 100 kg de laine lavée brute 16 kg

Ces valeurs sont dites reprises normales d’humidité.

 

Élasticité, Résistance et Constriction :

 

Une substance est dite élastique si, soumise à une action mécanique, elle reprend, sitôt libre, sa forme initiale.

La laine est douée d’une notable élasticité.

Si l’on comprime une petite masse de fibres dans la main, elles reprennent aussitôt leur volume premier.
Dans le sens de la traction, la laine s’étire facilement, mais reprend difficilement sa forme d’origine, notamment les ondulations. C’est pourquoi les tissus en pure laine se déforment.
C’est aussi l’élasticité de la fibre que l’on utilise en même temps que la propriété de plasticité pour remettre à largeur convenable les tissus que les traitements de fabrication ont laissés trop étroits.

L’allongement que l’on peut obtenir d’une fibre grâce à son élasticité est limité par sa résistance ; au-delà d’une certaine limite la fibre se rompt.
Selon les laines, la rupture des fibres étirées se produit pour un allongement de 20 à 30% de la dimension primitive.
La résistance d’une fibre textile peut se mesurer par la longueur d’un filament qui se romprait sous l’action de son propre poids.

Ainsi, la longueur de rupture serait pour la laine de 8 000 mètres sans doute de sa structure peu homogène. La laine est une fibre bien moins solide que le coton ou la soie.

On peut observer qu’une fibre de laine sèche soumise à l’action de la vapeur d’eau chaude, se tord sur elle-même, se ramasse en spirale, se frise et, en définitive, se présente avec des ondulations différentes de ses ondulations primitives.

La laine manifeste donc la propriété de se contracter.

Il semble que ce fait soit en rapport avec la conformation de la fibre et l’explication suivante paraît assez plausible :

La fibre viendrait au jour en sortant d’une gaine spirale, véritable matrice qui lui imprimerait sa forme ondulée caractéristique.
Par la suite, sa croissance serait gênée par de nombreux obstacles, le suint (de la matière graisseuse), la masse de la toison, de sorte que la forme initiale de la fibre s’altérerait d’une façon considérable et les ondulations irrégulières qu’elle prendrait seraient le résultat de ces actions.

Autre avantage : la laine reste facilement propre. En effet, c’est un faible générateur d’électricité statique, donc elle ne retient pas la poussière et se salit peu.

 

Plasticité :

Immergée dans l’eau froide la laine paraît se ramollir et augmenter de volume.
Il en est de même dans l’eau chaude, mais avec plus d’intensité.
À cet état, la laine présente un certain degré de plasticité, car moyennant l’action d’une grande force mécanique, il est possible de donner aux fibres une forme nouvelle, de les écraser, de modifier leurs ondulations ; ces déformations se conservent après séchage.

C’est la plasticité de la laine que l’on utilise, par exemple, dans le décatissage, traitement d’apprêts qui, dans la fabrication du drap fait suite au pressage.

Le pressage est une opération qui a pour but de donner du brillant au tissu.

Par l’action combinée de la chaleur et de la pression on aplatit et l’on serre les unes contre les autres les fibres de la surface de l’étoffe, fibres qui, après les traitements de lavage de foulage, de lainage, de tondage se présentent très dispersées et confèrent au tissu un aspect mat.
Par le pressage les fibres de surface sont aplaties, serrées les unes contre les autres ; elles se présentent comme une fine mosaïque qui réfléchit la lumière et donne au tissu un brillant agréable.

Mais le brillant ainsi conféré à l’étoffe par la presse ou la calandre n’est pas absolument définitif.

Si, parmi les filaments couchés par la pression, il en est qui ont acquis une déformation définitive, beaucoup d’autres, par contre, sous l’action de l’humidité reprendront brusquement ou peu à peu leurs positions antérieures et le brillant disparaîtra.

Qu’une goutte d’eau tombe sur le tissu et l’on a une tâche en ce point.
Un grand nombre de fibres reprendront grâce à l’humidité leur force de contraction naturelle, elles se dégageront de la mosaïque et se disperseront en tous sens.

La surface du tissu redeviendra irrégulière et se présentera sur le fond brillant comme une tâche mate.
L’action généralisée de l’humidité atmosphérique provoquera la disparition du brillant de l’étoffe à cause de la réapparition des forces de contraction en trame et en chaîne et un feutrage fort désagréable s’il s’agit d’un vêtement par exemple.

C’est au décatissage d’anticiper en quelque sorte sur cette action pernicieuse de l’eau. C’est son rôle de fixer les fibres dans la position où elles se trouvent après le pressage.

Dans le dictionnaire Larousse, le décatissage est défini comme étant l’opération consistant à soumettre les tissus de laine à l’action de la chaleur humide afin de faire disparaître les effets de lustrage et qui provoque, en outre, la stabilisation de l’étoffe.

Le tissu à décatir est enroulé fortement serré puis soumis à l’action de l’humidité et de la chaleur.

L’humidité et la chaleur fendent la laine plastique et la pression d’enroulement fixe les fibres dans la position qu’elles avaient acquise au pressage.
Cependant, comme il est impossible de produire par l’enroulement une pression aussi grande que celle de la presse il en résulte que le décatissage détruit toujours, en partie, l’effet de la presse.
Par contre, le brillant qui reste est définitivement fixé (c’est le brillant dit indestructible).

La plasticité de la laine intervient encore dans le très important traitement d’apprêt qu’est le foulage.
Traitement qui transforme la toile de laine que donne le tissage en un drap épais et résistant.

 

Le Feutrage

La laine possède une propriété qui la distingue de toutes les autres fibres textiles, celle de se feutrer.

Si l’on soumet une masse de fibres de laine à l’action simultanée de frottements, de chaleur, d’humidité on finit par obtenir une matière ayant forme et aspect de tissu, compacte, résistante à la traction que l’on appelle feutre.

Le foulage, traitement d’apprêts spécial aux tissus de laine cardée, est une application industrielle très importante de la propriété feutrante de la laine.

Celle-ci est due, en grande partie, à la plasticité de la laine, qui soumise à des actions mécaniques, sous une ambiance favorable, se ramollit, se soude aux fibres voisines.
L’union intime des filaments est favorisée par la forme ondulée des fibres, par leur surface écailleuse et aussi par l’action des alcalis (oxyde des métaux alcalins proche de la soude par leurs propriétés chimiques), de la chaleur, par l’action mécanique des chocs, des frottements, par l’action de la force de contraction qui concourent à rapprocher les fibres, à les ramollir et à permettre leur soudure.

 

Propriétés Chimiques de la laine

 

  • Le constituant principal de la laine est la kératine, molécule complexe constituée d’acides aminés. Tout comme les cheveux et poils humains
  • La laine est complètement désagrégée par le chlore pur, tandis qu’une solution contenant du chlore, par exemple, l’eau de Javel détruit les écailles de la laine situées en surface des fibres et la rende jaune.
  • La laine peut plus facilement être teinte après avoir été traitée par des acides dilués.
  • L’eau oxygénée a un effet blanchissant sur la laine : en effet, elle la décolore tout en préservant la fibre

 

La laine est anti-allergène

 

Sécurité feu et fumées

 

Concernant la réaction et la résistance au feu, elle est considérée comme « difficilement inflammable » : (c’est la seule fibre autorisée dans les boites de nuit, les trains et les avions car elle ne dégage pas de fumée toxique).

  • classée M3 en France selon la norme NF EN 13 501-1 ;
  • classée Bfl S1 ou Cfl S1 selon la norme européenne Euroclass EN 13 501-1

 

Régulateur d’hygrométrie

 

La laine purge l’humidité de l’atmosphère, si celle-ci est trop humide, et rejette l’humidité dans l’air, s’il est trop sec. (Sources : Woolmark, Wools of New Zealand, British wool, SNPE société Nationale des Poudres et explosifs).

 

Isolant thermique

 

Dans ses fonctions de moquettes, et aussi (pour les laines de second ordre) dans l’isolation des parois et des toitures, c’est un isolant parfaitement naturel.

Elle a un coefficient de conductivité thermique de l’ordre de 0,035 à 0,050 W m−1 K−1 et une masse volumique de 10 à 30 kg/m3.

Dans la province du Qinghai, en Chine, on transformait encore en 1990 les flocons laineux en matériau de construction. Gorgés d’eau, enroulés autour d’un pieu, ils étaient réduits à l’état de ballot, traîné derrière un cheval pendant des heures : grâce à ce traitement de choc, les fibres se tassaient et le feutre épais obtenu servait à doubler les parois des habitations provisoires d’un campement.

En Mongolie, et dans d’autres pays d’Asie centrale, comme le Kirghizstan par exemple, la laine est encore transformée en 2011 en feutre selon la technique du ballot traîné derrière le cheval. Ce feutre sert à fabriquer et isoler les yourtes, ces tentes de nomades utilisées encore aujourd’hui par la moitié de la population mongole.

Légalement, on désigne par « laine » les fibres du mouton ainsi que les fibres d’autres animaux (mais dans ce dernier cas on appelle toujours ces textiles par leur nom) dont la toison est composée de fibres kératiniques tels que la chèvre angora (dont les fibres de toison sont désignées par « laine mohair »), le lapin angora (dont les fibres de toison sont désignées par « Angora »), la chèvre dite cachemire (dont les fibres de toison sont désignées par le même terme « cachemire »), le lama, l’alpaga, le guanaco, le chameau domestique, yack, etc. La laine est utilisée dans tous les domaines du textile : vêtements, accessoires, chaussants, écoconstruction, ameublement, décoration, etc.

L’amélioration de la quantité et de la qualité de laine produite a été un thème important en zootechnie ovine, mais l’est de moins en moins avec la perte de valeur financière de la laine sur les marchés.

Par extension et abus de langage, le mot « laine » est aussi utilisé pour désigner d’autres matériaux, souvent d’origine minérale ou fabriqués par synthèse chimique, présentant des caractéristiques communes, comme leur pouvoir isolant ou leur apparence, et utilisés dans le bâtiment : laine de verre, laine de roche, laine de bois…

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