Le textile électronique flexible utilise des capteurs imprimés en 3D pour surveiller et optimiser les routines d'entraînement au combat
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L'entraînement militaire traditionnel repose souvent sur des méthodes standardisées, ce qui limite la mise en place d'une formation optimisée et adaptée aux caractéristiques de chaque combattant ou aux situations de combat spécifiques. Pour remédier à ce problème, une équipe de recherche a développé une plateforme de textiles électroniques, intégrant une technologie de base capable de refléter les caractéristiques uniques de chaque combattant et divers scénarios de combat. Cette technologie s'est avérée suffisamment robuste pour une utilisation sur le champ de bataille et suffisamment économique pour être largement diffusée auprès d'un grand nombre de troupes.
Le 25 juin, l'équipe de recherche du professeur Steve Park, du département de science et d'ingénierie des matériaux du KAIST, a annoncé le développement d'une plateforme textile électronique (E-textile) flexible et portable, utilisant une technologie innovante qui « dessine » des circuits électroniques directement sur le tissu. Cette recherche est publiée dans la revue npj Flexible Electronics .
La plateforme de textiles électroniques portables développée par l'équipe de recherche associe la technologie d'impression 3D à une conception innovante des matériaux pour imprimer directement des capteurs et des électrodes flexibles et hautement durables sur des substrats textiles. Cela permet de recueillir des données précises sur les mouvements et le corps humain de chaque combattant, qui peuvent ensuite être utilisées pour proposer des modèles d'entraînement personnalisés.
Les méthodes de fabrication de textiles électroniques existantes étaient souvent complexes ou limitées dans leur capacité à offrir une personnalisation personnalisée. Pour surmonter ces difficultés, l'équipe de recherche a adopté une technologie de fabrication additive appelée impression 3D par écriture directe à l'encre (DIW).
Cette technologie consiste à appliquer et à imprimer directement une encre spéciale, faisant office de capteurs et d'électrodes, sur des substrats textiles selon les motifs souhaités. Cela permet une mise en œuvre flexible de différents modèles sans le processus complexe de fabrication de masques. Cette technologie devrait être efficace et facilement accessible à des centaines de milliers de militaires .
Mesure des mouvements et de la respiration humains à l'aide de textiles électroniques. Crédit : npj Flexible Electronics (2025). DOI : 10.1038/s41528-025-00414-7
Le cœur de cette technologie réside dans le développement d'encres fonctionnelles hautes performances, issues d' une conception avancée en ingénierie des matériaux. L'équipe de recherche a associé un polymère styrène-butadiène-styrène (SBS), gage de flexibilité, à des nanotubes de carbone multiparois (MWCNT) assurant la conductivité électrique.
Ils ont développé une encre de capteur de traction/flexion capable d'étirer jusqu'à 102 % et de maintenir des performances stables même après 10 000 tests répétés. Cela signifie que des données précises peuvent être obtenues de manière constante, même lors des mouvements intenses des combattants.
De plus, une nouvelle technologie de matériaux a été appliquée pour mettre en œuvre des « électrodes d'interconnexion » reliant électriquement les couches supérieure et inférieure du tissu. L'équipe a développé une encre pour électrodes combinant des paillettes d'argent (Ag) et un polymère de polystyrène (PS) rigide, contrôlant précisément le niveau d'imprégnation (la pénétration de l'encre dans le tissu) pour connecter efficacement les deux faces ou plusieurs couches du tissu. Cela garantit la technologie de production de systèmes électroniques portables multicouches intégrant capteurs et électrodes.
L'équipe de recherche a ensuite démontré les performances de la plateforme par des expériences de suivi des mouvements humains. Elle a imprimé le textile électronique sur les principales articulations des vêtements (épaules, coudes, genoux) et mesuré en temps réel les mouvements et les changements de posture lors de divers exercices tels que la course, les jumping jacks et les pompes.
De plus, ils ont démontré le potentiel d'applications telles que la surveillance des schémas respiratoires à l'aide d'un masque intelligent, la reconnaissance d'objets par apprentissage automatique et la perception d'informations tactiles complexes par l'impression de multiples capteurs et électrodes sur des gants. Ces résultats démontrent que la plateforme textile électronique développée est efficace pour comprendre précisément la dynamique des mouvements des combattants.
Cette recherche constitue un exemple important de la contribution des nouvelles technologies de matériaux de pointe au développement du secteur de la défense. Le major Kyusoon Pak, de l'armée de terre, qui a participé à cette recherche, a pris en compte, dès la conception de la recherche, les objectifs requis, tels que l'applicabilité militaire et la faisabilité économique d'une distribution pratique.
Le major Pak a déclaré : « Notre armée est actuellement confrontée à la fois à une crise et à une opportunité en raison de la diminution des effectifs militaires causée par la chute démographique et les progrès scientifiques et technologiques. De plus, le respect de la vie sur le champ de bataille apparaît comme un enjeu majeur. »
« Cette recherche vise à obtenir une technologie originale capable de fournir une formation personnalisée en fonction de la branche/du devoir militaire et du type de combat, améliorant ainsi la puissance de combat et assurant la capacité de survie de nos soldats. »
Il a ajouté : « J’espère que cette recherche sera évaluée comme un cas ayant apporté à la fois une contribution scientifique et une applicabilité militaire. »
https://dx.doi.org/10.1038/s41528-025-00414-7