- Une fine couche de matériau polymère.
- L'épaisseur de la membrane est généralement de l'ordre de quelques micromètres.
- Elle a pour sa mission d'empêcher l'eau de pénétrer de l'extérieur tout en permettant l'évacuation de la vapeur d'eau.
- Elle empêche également le vent de pénétrer à l'intérieur.
Classification selon la conception :
Membrane assemblée avec le matériau extérieur ou la doublure : La membrane est laminée uniquement sur le tissu extérieur et généralement protégée par une doublure lâche. Cette doublure ne peut pas être enlevée.
Membrane insérée librement entre le matériau extérieur et la doublure : La membrane est insérée de manière lâche entre la doublure et le matériau extérieur, sans être laminée. La membrane peut ainsi être enlevée.
Classification selon les technologies d'évacuation de l'humidité :
Membranes microporeuses :
Ces membranes fonctionnent en s'appuyant sur une proportion spécifique entre la taille des pores et la taille des molécules d'eau et de vapeur d'eau. Les pores sont suffisamment grands pour laisser passer les molécules de vapeur d'eau, mais trop petits pour permettre aux gouttes d'eau de pénétrer, comme par exemple la technologie Gore-Tex.
Membranes hydrophiles (non poreuses) :
Ces membranes n'ont pas de pores. L'eau condensée (sueur) à l'intérieur de la membrane est diffusée dans le matériau et transportée chimiquement vers l'extérieur. Ce type de membrane est utilisé par exemple dans les matériaux de Sympatex.
Imperméabilité est mesurée par la colonne d'eau, qui indique la hauteur de la colonne d'eau que le tissu peut supporter avant de fuir. Pour les vêtements de moto, elle varie généralement entre 5 000 et 30 000 mm.
Respirabilité définit la capacité de la membrane à évacuer la vapeur d'eau produite par le corps humain vers l'environnement. Pour les vêtements de moto, la respirabilité est comprise entre 2 000 et 10 000 g/m²/24 h.
Les matériaux membranaires ou membranes
Les matériaux membranaires sont créés en combinant une membrane avec un tissu de support. Par désignation membrane, on entend une fine couche de matériau polymère, dont l'épaisseur est généralement mesurée en micromètres. Ces matériaux sont souvent appelés laminés en raison du processus de laminage utilisé pour combiner la membrane et le tissu de support (sauf dans les cas spécifiques indiqués ci-dessous). Le rôle de la membrane dans ces matériaux est d'empêcher l'eau de pénétrer de l'extérieur tout en permettant l'évacuation de la vapeur d'eau de l'intérieur vers l'extérieur. Les matériaux le plus souramment utilisés pour les membranes sont le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le polyester (PES) et le polyuréthane (PU).
Les matériaux membranaires sont également classés en fonction de la manière dont la membrane est intégrée au matériau extérieur ou à la doublure, ou si la membrane est insérée librement entre le matériau extérieur et la doublure. La classification est la suivante :
a) Laminés 2 couches
La membrane est laminée uniquement sur le tissu extérieur et généralement recouverte à d'une doublure lâche à l'intérieur. Cette doublure protège la membrane des dommages et empêche tout contact direct avec la peau. Le laminage réduit légèrement les performances d'imperméabilité et de respirabilité de la membrane d'origine, mais il renforce sa résistance à l'endommagement en fonction de la durabilité du tissu extérieur. Le résultat est un matériau généralement agréable, confortable et souple.
Laminés 2 couches Laminés 3 couches
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b) Z-liner - la membrane insérée librement
Dans cette conception, aucun laminage n'est utilisé, et donc il ne s'agit pas de laminé. La membrane est simplement insérée librement entre la doublure et le matériau extérieur. Cette méthode est particulièrement intéressante car elle permet permet de préserver les propriétés de la membrane, notamment la respirabilité. La respirabilité, de l'espace situé derrière la membrane vers l'extérieur, est ensuite limitée par le matériau extérieur. Cette conception permet une grande flexibilité dans le design des coupes, même pour les matériaux difficiles à laminer ou problématiques en ce qui concerne le scellement des coutures. Elle est fréquemment utilisée pour les vêtements tendance, ainsi que pour les gants et les chaussures. Les membranes peuvent être intégrées dans les matériaux selon deux principes, ou technologies, de transmission de l’humidité, les deux se pouvant compléter réciproquement.
Selon le principe dominant, les membranes se divisent en membranes microporeuses ou hydrofuges (non poreuses) :
Les membranes microporeuses fonctionnent en s'appuyant sur une proportion spécifique entre la taille des pores et la taille des molécules d'eau et de vapeur d'eau. Il est souvent mentionné que les pores de la membrane ou de la couche d'enduction sont à la fois environ 20 000 fois plus petits qu'une goutte d'eau et jusqu'à 700 fois plus grands que les molécules de vapeur d'eau. Ces pores permettent donc le passage des molécules de vapeur d'eau, mais sont trop petits pour laisser passer les gouttes d'eau. La taille des pores se situe dans les fractions de micromètre. Les membranes microporeuses atteignent des valeurs élevées en termes de perméabilité à la vapeur (au-delà de 20 000 g/m²/24 h) et de colonne d'eau (jusqu'à plus de 30 m). Cependant, les membranes microporeuses présentent également certains inconvénients : Leur utilisation peut entraîner l'obstruction des pores par des impuretés, des particules de graisse et des sels. Les fabricants appliquent diverses finitions pour pallier ce problème. Il est également d'opter un entretien adéquat, en utilisant des produits adaptés ne laissant pas de résidus dans le matériau, ce qui pourrait nuire à son efficacité. Sur la liste des plus connues membranes microporeuses figure la membrane Gore-Tex.
Les membranes hydrophiles (non poreuses) fonctionnent selon un principe différent. La membrane hydrophile est totalement dépourvue de pores, constituant un revêtement homogène sans porosité. La transmission d'humidité repose sur un principe physico-chimiques où l'eau s'intègre temporairement dans la membrane (les molécules de l'eau se liant aux molécules du matériau). Il s'agit du princip de transmission de vapeur qui est similaire aux échanges de substances à travers les membranes cellulaires des organismes vivants. L'eau condensée (transpiration) sur la face interne de la membrane est ensuite répartie dans le matériau et transportée vers l'extérieur par voie chimique. Ce type de membrane est avantageuse notamment pour un encrassement minimal, une bonne niveau d'élasticité, et la capacité de transporter des phases liquides, avec des valeurs de colonne d'eau élevées (supérieures à 30 m). Toutefois, il y a pratiquement aucune capacité de transmission des gaz. Les membranes hydrophiles, souvent appelées « intelligentes », adaptent leur perméabilité à la vapeur selon l'intensité de l'activité physique : plus la température corporelle augmente, plus les molécules dans la couche hydrophile bougent rapidement, augmentant ainsi la perméabilité à la vapeur. Ces membranes sont généralement intégrées entre la couche externe et la doublure interne, formant ainsi un laminé à 3 couches classique. Leur entretien est simple, habituellement vous pouvez les laver avec des lessives courants à 30°C. Sur la liste des plus connues matériaux hydrophiles figure le Sympatex en PES modifié.
Résistance à l'eau
Les matériaux imperméables possèdent une colonne d'eau supérieure à 1,3 m, bien que en pratique les valeurs soient bien plus élevées. L'imperméabilité totale est assurée par un ruban spécial pour sceller les coutures, ou, plus récemment, par des techniques de jonction sans coutures.
Imperméabilité
Par la notion de l'imperméabilité, on comprend la capacité d'un matériau à résister à la pénétration de l'eau de l'extérieur. Elle est mesurée par la hauteur de la colonne d'eau à laquelle le tissu laisse passer les premières gouttes. Plus la valeur de la colonne d'eau est élevée, plus l’imperméabilité est importante. Elle est couramment mesurée par un test statique de colonne d'eau conforme à la norme ISO 811 et exprimée en pression hydrostatique en mètres de colonne d'eau (m). Il est essentiel de retenir que l’imperméabilité représente les valeurs du matériau lui-même, et non celles du produit final. En pratique, des éléments de conception, tels que les coutures, les fermetures éclair, ou la capuche, peuvent influencer négativement l’imperméabilité d’un vêtement. Il faut aussi ajouter que, ce test étant statique, il ne simule pas les tensions dynamiques qui surviennent dans des conditions réelles d'utilisation. En général, un matériau est considéré imperméable dès une colonne d'eau de 1,3 m, mais pour les vêtements de moto, il faut souvent compter sur les valeurs entre 5 m et 20 m. En utilisation réelle, les tissus des vêtements sont soumis à des pressions bien plus élevées.
Respirabilité
La respirabilité d'un matériau désigne sa capacité à laisser passer la vapeur d'eau produite par le corps humain vers l'environnement extérieur. Parfois, elle désignée comme la capacité d’un matériau à « respirer », ce qui est pourtant imprécis : seuls certains matériaux qui facilitent la transmission de l'humidité permettent également une certaine perméabilité aux gaz (voir la section sur les membranes hydrophiles). La description et la mesure de la respirabilité posent le plus de défis, car les valeurs indiquées servent davantage de comparaison parmi les produits d'un seul fabricant et ne représentent donc d'indicateur de performance réelle. La respirabilité dépend fortement des conditions climatiques environnantes et de plusieurs facteurs. La respirabilité est mesurée selon la méthode MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate), exprimée en grammes par mètre carré sur 24 heures (g/m²/24 h). Elle indique la quantité de vapeur d'eau (en grammes) pouvant traverser un mètre carré de tissu en 24 heures. Par exemple, le corps humain produit environ 10 000 g/m²/24 h de vapeur d'eau en marchant (soit environ 10 litres d'eau en 24 heures), jusqu'à 25 000 g/m²/24 h en courant, et même 35 000 g/m²/24 h lors d'une activité physique intense.
En pratique, il faut accepter que tout est limité par les lois physiques. L'humidité peut passer en dehors du vêtement uniquement si les conditions le permettent. Si l'humidité est identique à l'intérieur et à l'extérieur du vêtement, aucune transmission ne se produit, peu importe la qualité du matériau. De même, il ne faut pas confondre la transpiration et la respirabilité. Un matériau respirant facilite l'évacuation de l'humidité générée par le corps, mais n'a aucun effet sur la production de sueur elle-même. Une bonne ventilation contribue également à la respirabilité, c'est pourquoi même les vestes les plus performantes intègrent souvent des troues de ventilation pour améliorer le flux d'air.