Comportement viscoélastique à grande déformation des composites élastomères : textile utilisés dans les équipements de protection

Le port de gants de protection permet de diminuer le nombre el la gravité des lésions aux mains. mais ces gants sont souvent trop épais et/ou trop rigides. L' utilisation de ces gants mal adaptés se traduit par un effort musculaire accru pour faire une même tâche, ce qui limite leur utilisation par les travailleurs. Présentement, il existe des tests normalisés permettant de quantifier la souplesse des textiles. Cependant, les tests mécaniques de ce type ne peuvent pas être utilisés pour caractériser la souplesse des gants et encore moins tenir compte de l'effet possible joué par l'interface main-gant sur la souplesse telle que ressentie par les sujets. Le but principal de cette étude est de caractériser dans un premier temps la souplesse des gants de protection sélectionnés de manière à couvrir un large éventail de degrés de souplesse (plus souple au plus rigide) et d'étudier le comportement mécanique des matériaux de protection dans un deuxième temps. \n \nEn ce qui concerne l'étude de la souplesse des gants, deux nouvelles méthodes mécaniques sont proposées dans ce travail: \n \n• La première méthode, appelée ici méthode multidirectionnelle, est présentée dans l'article 1 de cette thèse. Les résultats issus de cette méthode ont été comparés à ceux du test KAWABATA ainsi qu'un test de perception impliquant des sujets humains. Ils ont également été validés par un test biomécanique dans le cadre du projet rRSST 099-376. Des corrélations élevées ont été obtenues entre le test multidirectionnel et les deux critères obtenus chez les sujets humains, ce qui suppose que le rôle joué par l'interface main-gant n'est pas très important, du moins pour le type de tâche étudiée. Le test multidirectionnel démontre les meilleures corrélations avec les tests de perception et biomécanique, comparativement à la méthode Kawabata. Ces corrélations sont si élevées (r > 0.88) qu' il est possible de conclure que le test biomécanique n'est pas nécessaire pour bien caractériser la souplesse des gants. Quelques facteurs peuvent expliquer le fait que la méthode multidirectionnelle caractérise la souplesse des gants de protection de manière plus proche de ce qui est mesuré avec les sujets humains par rapport à laméthode Kawabata. D'une part, elle soumet les gants à des déformations multidirectionnelles, qui simulent de manière plus réaliste les conditions d'utilisation réelles des gants, alors que la technique Kawabata applique des flexions uniaxiales. D'autre part, elle teste les gants dans leur intégralité, c'est-à-dire que les mesures de souplesse sont faite s sur les deux épaisseurs paume et dos en même temps. En résumé, cette étude est la première à valider des tests mécaniques de souplesse de gants de protection avec des critères obtenus chez des sujets humains. Us démontrent qu'il est possible de prédire les effets qu'a un gant rigide sur la fonction musculaire à partir d'un nouveau test mécanique, le test multidirectionnel, réalisé sur des échantillons de gants. \n \nCe test, en plus d'apporter essentiellement la même nformation que les tests avec sujets humains, est beaucoup plus simple, requiert moins de ressources (moins coûteux) car moins sujet aux variations dans les mesures, et est plus sensible aux différences fines en terme de souplesse. \n \n• La deuxième méthode, appelée ici méthode fixée, est présentée dans l'article 2 de cette thèse. Elle permet l'évaluation de la souplesse des gants de protection portés serrés sur les mains en reproduisant les déformations biaxiales largement présentes dans ce type de gant de protection en cours d'utilisation. Les résultats théoriques issus du formalisme de Mooney-Rivlin dans le cas des élastomères sont en très bonne corrélation avec l'expérimentation. \n \nEn ce qui concerne l'étude du comportement mécanique des matériaux de protection, nous nous sommes intéressé particulièrement au comportement viscoélastique de ces matériaux à des grandes déformations lors d'un cycle charge-décharge. Les modèles développés ici sont basés sur l'utilisation du modèle rhéologique de Zener pour pouvoir prédire ce comportement à différentes vitesses dans le cas des matériaux élastomères (article 3) et des matériau/(textiles (article 4). Les résultats qui ont été trouvés montrent une bonne corrélation entre la modélisation et l'expérimentation. L'utilisation des modèles proposés dans cette étude permet de prédire l'effort nécessaire ainsi que l'énergie à dissipée pour accomplir une certaine tache à une vitesse donnée.

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