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Vêtements intelligents : de plus en plus présents

Par Catherine Crépeau
Dossier - Vêtements intelligents : de plus en plus présents

Mesure des signes vitaux, calcul de la distance parcourue par un coureur, calcul du taux de glucose, surveillance du rythme cardiaque, mesure de la pression exercée au sol pour corriger les problèmes orthopédiques... Le potentiel des vêtements intelligents est immense, que ce soit en santé ou en sécurité du travail. Coup d’œil sur l’évolution – et les limites – des textiles intelligents.

Deux entreprises montréalaises vendent des chandails qui surveillent votre respiration et votre rythme cardiaque. Une compagnie américaine fait des chaussettes qui mesurent la pression exercée au sol à chacun de vos pas pour vous aider à corriger votre façon de courir. En Californie, des scientifiques testent un soutien-gorge qui serait capable de détecter le cancer du sein. Partout dans le monde, chercheurs, fabricants et designers s’unissent pour concevoir des textiles intelligents qui soient à la fois légers, discrets, pratiques, confortables et abordables.

Ces vêtements sont sur les planches à dessin depuis une quinzaine d’années, mais ce sont la miniaturisation des composants électroniques et le développement de l’informatique mobile qui en ont fait une réalité.

La croissance est rapide : de 2013 à 2014, le marché mondial des technologies portables, ou wearable, qui inclut les accessoires et les vêtements connectés, a crû de plus de 43 %, passant de cinq à neuf milliards de dollars américains. Et la hausse devrait se poursuivre pour atteindre 30,2 milliards en 2018, selon la firme américaine BCC Research. C’est sans compter les textiles intelligents dont les propriétés changent en réaction à des stimuli du corps ou de l’environnement, comme les tissus intégrant des fibres conductrices de chaleur.

«Le potentiel des vêtements intelligents est immense, que ce soit en santé, où il y a beaucoup d’effervescence, ou en sécurité du travail, pour les pompiers, par exemple, dont les habits pourraient sonner l’alerte quand la chaleur devient trop intense», remarque Isabelle Lessard, chargée de projet chez Vestechpro, un centre de recherche et d’innovation en habillement affilié au Cégep Marie-Victorin, à Montréal.

Si les produits actuels visent principalement les sportifs, c’est que le milieu de la santé est difficile à percer, poursuit-elle. «Il est très réglementé et les démarches d’autorisation sont longues, mais plusieurs entreprises québécoises s’y intéressent et développent des vêtements utilisables dans un contexte médical.»

Mais avant d’y arriver, d’autres progrès sont nécessaires. Par exemple, éliminer le petit boîtier qui récolte les données biométriques pour qu’elles passent directement du tissu à votre cellulaire, et garantir que les textiles sont lavables et peuvent être fabriqués en série.

Autre défi : améliorer la cueillette et le traitement des données recueillies pour que leur analyse soit juste, indique Olivier Vermeersch, vice-président au Groupe CTT, un centre de transfert de technologie associé au Cégep de Saint-Hyacinthe. Il faudra aussi savoir où seront conservées ces données, qui y aura accès et comment leur confidentialité sera assurée, ajoute Isabelle Lessard. Restera ensuite à voir si vous êtes prêt à payer pour «communiquer» avec vos vêtements!

Trois générations de tissu intelligent

- La fonctionnalité intelligente est intégrée au produit lors de sa confection, comme des capteurs cousus entre deux couches de tissu.
- Les composants électroniques ou autres sont intégrés dans la structure du textile par tissage, tricotage ou broderie, comme les tissus chauffants des sièges de voiture qui comportent des fils conducteurs en acier.
-Les composants, par exemple les nanopuces, sont intégrés à même les fibres lors de la fabrication.

Les textiles actuellement sur le marché combinent les techniques des première et deuxième générations. Ceux de la troisième relèvent encore du rêve et ne seront pas et commercialisés avant des années, estime Olivier Vermeersch, vice-président du Groupe CTT. Selon l’expert, leur développement ne sera pas l’œuvre des gens du textile, mais celle des grandes entreprises d’informatique et de télécommunications.

Pour mesurer vos signes vitaux

Le monitorage de la condition physique est sans doute la fonction la plus courante des vêtements intelligents sur le marché. À Montréal, par exemple, Carré Technologies commercialise la camisole de course Hexoskin, et OMsignal propose un chandail et un soutien-gorge d’entraînement capables de détecter les signes vitaux de la personne qui les porte.

Dans les deux cas, des capteurs intégrés au tissu récoltent, entre autres, des données sur la respiration, les battements cardiaques et les mouvements de l’utilisateur, et les transmettent à un miniboîtier dissimulé dans le vêtement. Les informations sont ensuite envoyées à une application mobile. L’utilisateur peut ainsi dresser un portrait de ses performances à l’entraînement et les comparer avec celles d’autres personnes. Il faut cependant être prêt à payer le prix. L’ensemble de départ d’Hexoskin, appareil d’enregistrement compris, se vend 399 $ US, et celui d’OMsignal, 199 $ US (chandail) et 149 $ (soutien-gorge).

«Les mesures sont prises au torse, ce qui les rend plus précises que lorsqu’elles proviennent du poignet comme avec les montres ou les bracelets», souligne la directrice du marketing d’OMsignal, Emmanuelle Ouimet. À condition que la bande de capteurs soit collée au corps, au bon endroit sur la poitrine, souligne Isabelle Lessard, pour qui le principal défi des fabricants sera de proposer des vêtements ajustés, dans un large éventail de tailles et de formes s’ils veulent percer le marché de la santé.

Un objectif avoué de Carré Technologies. «La technologie que nous utilisons pourrait aider à rendre les soins de santé à domicile plus abordables en permettant aux professionnels de la santé de recevoir les données physiologiques des patients à leur clinique, évitant ainsi des déplacements. Cette technologie pourrait aussi aider à améliorer la prévention de problèmes aigus chez les personnes atteintes de maladies chroniques», souligne le président de l’entreprise, Pierre-Alexandre Fournier.

Olivier Vermeersch croit que des améliorations seront nécessaires pour franchir cette étape. «Même si les informations sont fiables, les produits actuels sont difficilement utilisables pour les personnes qui ont besoin de soins, car ils sont exigeants à porter, notamment parce qu’ils doivent être compressifs. Et s’il faut être suivi 24 heures par jour, devra-t-on porter le vêtement toute la journée, ou bien faudra-t-il que toute notre garde-robe soit intelligente? Ça reste à voir.»

Alertes santé et prévention

Plusieurs vêtements misent sur la prévention en agissant comme signal d’alerte. Le pyjama Mimo vendu par la PME bostonienne Rest Devices, par exemple, permet de surveiller, sur l’écran de votre téléphone intelligent, le rythme respiratoire, la température corporelle, la position du corps et le niveau d’activité de votre bébé grâce à un capteur inséré dans le vêtement. Une surveillance qui vous coûtera 200 $ US, prix qui comprend l’émetteur, la station de réception et trois pyjamas.

Les parents inquiets pourraient aussi s’intéresser au Checklight de Reebok vendu 160 $ CAN. Le chapeau, qui a l’apparence d’une tuque, est muni de capteurs et d’un microprocesseur qui analysent les informations chaque fois qu’un coup à la tête est porté ou qu’un choc lié à un contrecoup est détecté. Le boîtier situé à l’arrière du bonnet émet alors un signal lumineux : vert pour indiquer que tout va bien, jaune pour dire que le choc a été violent et que la prudence s’impose, et rouge pour signaler qu’il faut arrêter de jouer et consulter un médecin.

Reebok prévient que son dispositif ne sert pas à diagnostiquer les commotions cérébrales, mais à sonner l’alarme lors de chocs violents. Un usage mis en doute par Dave Ellemberg, neuropsychologue spécialiste des commotions cérébrales dans les sports. «Dans les études, les systèmes perfectionnés avec 24 accéléromètres qui calculent la force et le lieu de l’impact sur le casque des joueurs ratent au moins 35 % des commotions, alors imaginez avec ces casques qui comptent seulement de un à trois capteurs. En fait, ils pourraient même causer plus de tort que de bien en conférant un faux sentiment de sécurité aux parents et aux joueurs.»

Lorsque le bonnet Checklight perçoit un choc à la tête, une lumière verte, jaune ou rouge, selon la violence de l’impact, s’allume sur la nuque du porteur.

Pour mieux marcher et courir

Plusieurs entreprises proposent des chaussettes ou des semelles munies de capteurs servant à calculer la distance parcourue par l’utilisateur, sa vitesse de marche et le nombre de calories qu’il a brûlées.

D’autres produits se démarquent en mesurant également la pression exercée sur le pied à chaque pas. Constitué de capteurs sensoriels et d’un petit ordinateur installés dans la chaussure, le système Boogio a été mis à l’essai dans le service d’orthopédie d’un hôpital de Floride en 2015. Les professionnels de la santé pouvaient ainsi suivre les progrès de leurs patients à distance en se connectant à l’application mobile.

L’objectif : mieux comprendre l’origine de leurs problèmes orthopédiques en poursuivant l’analyse dans leurs activités quotidiennes. Le produit est déjà sur le marché, mais d’autres essais seront nécessaires pour évaluer la meilleure façon d’utiliser les informations recueillies de manière à pouvoir prodiguer des soins médicaux.

De leur côté, les chaussettes de l’Américaine Sensoria Fitness analysent la zone de contact du pied avec le sol ainsi que la pression exercée à chaque pas. Elles envoient ensuite l’information à une application mobile par l’intermédiaire d’un anneau à porter à la cheville. L’application fournit aussi des conseils et des vidéos pour aider les marcheurs et les coureurs à bien positionner leurs pieds lors des impacts au sol afin de diminuer le risque de blessures. Le tout pour 200 $ US (anneau de cheville et deux paires de chaussettes). Reste maintenant à voir si le produit remplira ses promesses quant à la correction des techniques de marche et de course. Cet aspect n’a pas encore été sérieusement évalué.

C’est grâce à un anneau de cheville que la chaussette Sensoria transmet à votre téléphone intelligent les données captées pendant votre course.

>> À lire aussi: Comment lire les étiquettes d’entretien des vêtements

Pour corriger vos mouvements

La Montréalaise Heddoko développe un ensemble deux pièces, de type pantalon d’entraînement et chandail, avec capteurs de mouvements 3D qui, grâce à une application mobile, permettrait de comparer les mouvements effectués par celui qui le porte avec ce qu’ils devraient être. Une sorte d’entraîneur personnel qui corrigerait votre façon d’effectuer vos exercices pour maximiser vos efforts et diminuer vos risques de blessures, indique le site de l’entreprise.

Il serait également possible d’adapter le mouvement de référence pour prendre en considération les limitations physiques ou les préférences de l’utilisateur. Mais pour qu’un tel système fonctionne, le vêtement doit être compressif et épouser parfaitement les courbes du corps, souligne Olivier Vermeersch. L’ensemble est au stade de prototype et des essais sont en cours.

Textiles connectés et tactiles

Des chercheurs de la Faculté des sciences et de génie et du Centre d’optique, photonique et laser de l’Université Laval ont mis au point des textiles qui permettent de capter les informations biomédicales d’une personne et de les transmettre par Wi-Fi ou par ondes cellulaires. L’objectif : que le textile communique directement, sans capteur ni boîtier de transmission, avec votre téléphone intelligent. «Nous avons développé une fibre qui superpose plusieurs couches de cuivre, de polymère, de verre et d’argent, recouvertes d’une gaine protectrice, afin d’agir à la fois comme capteur et comme antenne. Et d’après nos tests, son signal de transmission est comparable à celui des outils connectés actuels, et elle résiste au lavage», explique Younès Messaddeq, responsable de l’équipe de recherche et titulaire de la Chaire d’excellence en recherche du Canada sur l’innovation en photonique.

La fibre serait assez malléable et résistante pour être tissée avec de la laine ou du coton et créer des textiles capables de capter le rythme cardiaque, les mouvements, le taux de glucose ou même l’activité cérébrale de la personne qui porte un vêtement fait de ces matériaux. Reste maintenant à trouver comment ces tissus pourraient être alimentés en énergie – actuellement, une pile semblable à celle d’une montre fait le travail – et transmettre les informations à un appareil mobile ou autre.

«Nous voulons que la partie électronique soit invisible et bien intégrée au vêtement», poursuit le professeur Messaddeq qui souhaite voir ces textiles utilisés pour suivre l’état de santé de personnes âgées qui vivent seules ou de patients souffrant de maladies chroniques. Leur médecin ou la clinique médicale pourraient, par exemple, être avisés en cas de chute ou de rythme cardiaque anormal. Mais avant, il faudra déterminer qui aura le droit de consulter les données recueillies et comment elles seront entreposées, souligne le chercheur.

Le laboratoire ATAP (Advanced Technology And Projects) de Google et la compagnie Levi’s veulent pour leur part transformer vos vêtements en surface interactive. Le projet Jacquard a permis de développer des fils conducteurs pouvant être tissés avec des fibres naturelles (coton, lin, soie). Ces fils sont reliés à des microcircuits électroniques dissimulés dans le vêtement, ce qui le transforme en une surface tactile qui permet d’interpréter les différents gestes de l’utilisateur et de commander à distance d’autres objets interactifs (lumière, ordinateur, téléphone intelligent, etc.).

Lors d’une démonstration à la conférence annuelle de Google de 2015, un responsable technique a réussi à éteindre une lumière et à contrôler un lecteur de musique mobile en glissant son doigt sur un carré de tissu. Pour l’instant, seuls des prototypes existent. Olivier Vermeersch estime qu’il faudra plusieurs années avant que ce textile de troisième génération soit sur le marché. Et on a peu de chances de voir des vêtements entièrement fabriqués avec ce textile. L’idée est plutôt d’ajouter des zones connectables à différents types de vêtements.

Détecter la maladie ou les problèmes de santé

Un soutien-gorge capable de détecter le cancer du sein est actuellement soumis à des essais cliniques chez nos voisins du Sud. Le iTBra de la société Cyrcadia Health est muni de capteurs thermiques qui enregistrent la différence de température dans les tissus mammaires. Ces fluctuations peuvent indiquer une anomalie causée par le développement de cellules cancéreuses et l’augmentation de la circulation sanguine qui y est associée. Mais comme la température du corps change au fil des heures et varie d’une femme à l’autre, les capteurs intégrés dans les bonnets du soutien-gorge doivent rester en contact direct avec les seins toute la journée. Une contrainte importante.

Selon Cyrcadia Health, les études menées sur 500 patientes ont montré que le soutien-gorge détecte les cancers avec un taux de précision de 87 %. On ajoute que le iTBra les décèle plus précocement que les autres outils sur le marché, puisque la variation de température des tissus mammaires survient plusieurs années avant que la tumeur ne soit visible à l’IRM ou à la mammographie. André Beaulieu, porte-parole de la Société canadienne du cancer, division Québec, se montre prudent vis-à-vis de ce nouvel outil diagnostique, puisque l’efficacité de la technique thermographique n’a pas été prouvée.

Les chaussettes de la Française TexiSense visent pour leur part à prévenir les plaies aux pieds chez les diabétiques, qui y sont particulièrement sensibles. La société, qui fabrique déjà de minces matelas pour détecter les points de pression, a intégré des capteurs au tissu de ses chaussettes. Ces derniers envoient une alerte à la montre du porteur lorsqu’un risque de plaie de pression est détecté. L’utilisation de la chaussette comme aide à la prévention des ulcères plantaires est en cours de validation clinique.

L’entreprise française BioSerenity, quant à elle, travaille à mettre au point un vêtement intelligent équipé de capteurs biométriques et à développer une application mobile pour détecter les crises d’épilepsie et faciliter le diagnostic de la maladie. Le système permettrait, notamment, l’enregistrement d’électroencéphalographies en continu, informations qui pourraient être consultées par le médecin traitant du patient. Et au premier signe de crise, une alerte serait déclenchée et le téléphone intelligent indiquerait à l’utilisateur ou à son entourage comment réagir. L’entreprise en est aux premières étapes du développement.

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