• Langue : Français
• Discipline : Automatique, productique
• Identifiant : 2025ULILB010
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 04/06/2025

Résumé en langue originale

Cette thèse propose une approche innovante visant à transformer la production industrielle de textiles multicolores en intégrant une technique avancée de coloration directe sur le fil continu avant l'étape de tricotage. Contrairement aux procédés traditionnels comme le jacquard ou l'impression directe sur textile déjà formé, cette solution permet une flexibilité supérieure dans la création des motifs, une réduction importante des étapes intermédiaires et une précision accrue dans le positionnement des couleurs.La démarche scientifique adoptée s'articule autour de la modélisation rigoureuse des relations géométriques entre les motifs numériques bidimensionnels et leur projection dynamique sur le fil continu en mouvement. Des modèles mathématiques spécifiques ont été développés pour déterminer précisément la longueur nécessaire de fil par maille, prenant en compte les contraintes mécaniques propres au tricot, les effets dynamiques liés aux variations de tension du fil ainsi que les phénomènes physiques associés à la diffusion des encres textiles. Une modélisation colorimétrique approfondie complète ces travaux afin de garantir une correspondance fidèle entre les couleurs prévues numériquement et les résultats obtenus après coloration et tricotage, anticipant et corrigeant les éventuels écarts chromatiques dus à l'étirement du fil ou à l'interaction des colorants avec la fibre.Le système développé repose sur plusieurs stratégies avancées de contrôle industriel, notamment un pilotage précis et simultané de la rotation axiale du fil et de son déplacement linéaire. Un algorithme de contrôle vectoriel permet de gérer en temps réel cette double dynamique, assurant une répartition homogène et régulière des encres sur toute la surface du fil. En parallèle, un mécanisme de régulation intelligente basé sur une logique adaptative de type PID-flou maintient la tension du fil à un niveau optimal et constant, en réagissant dynamiquement aux perturbations rencontrées en environnement industriel.L'impression jet d'encre proprement dite est pilotée par un dispositif électronique dédié, permettant la génération précise et contrôlée de gouttelettes d'encre à haute fréquence sur les fibres textiles, sans référence directe aux technologies propriétaires spécifiques utilisées. Un logiciel de traitement d'image avancé, intégrant des fonctions de rasterisation optimisées, convertit efficacement les motifs numériques initiaux en données opérationnelles directement exploitables par les têtes d'impression. L'ensemble des processus (rotation, déplacement, régulation de tension et impression) est coordonné par un système informatique centralisé, exploitant une base de connaissances partagée capable d'adapter en continu les paramètres de production en fonction des conditions réelles observées.La validation expérimentale approfondie menée sur des motifs-tests variés a démontré la supériorité technique de cette approche en termes de fidélité chromatique, de netteté des détails et de stabilité du processus comparativement aux méthodes existantes. Les résultats obtenus confirment que cette approche permet non seulement une production industrielle textile plus agile et réactive, mais aussi une amélioration substantielle des performances environnementales par la réduction des consommations intermédiaires en ressources et produits chimiques.

Résumé traduit

This thesis proposes an innovative approach aimed at transforming the industrial production of multicolored textiles by integrating an advanced technique of direct coloration onto continuous yarn prior to knitting. Unlike traditional methods such as jacquard weaving or direct printing onto pre-formed textiles, this solution provides superior flexibility in pattern creation, a significant reduction in intermediate production steps, and enhanced precision in color placement.The scientific methodology adopted is based on rigorous modeling of geometric relationships between two-dimensional digital patterns and their dynamic projection onto moving continuous yarn. Specific mathematical models have been developed to accurately determine the required yarn length per stitch, taking into account mechanical constraints inherent to knitting, dynamic effects related to yarn tension variations, and physical phenomena associated with ink diffusion on textile substrates. Comprehensive colorimetric modeling complements these studies, ensuring accurate color matching between digital designs and the final colored and knitted product, while anticipating and correcting potential color deviations caused by yarn stretching or interactions between dyes and fibers.The developed system employs several advanced industrial control strategies, including precise and simultaneous management of the yarn's axial rotation and linear movement. A vector control algorithm facilitates real-time handling of these dual dynamics, ensuring homogeneous and consistent ink distribution across the yarn's surface. Additionally, an intelligent adaptive PID-fuzzy logic system dynamically maintains optimal yarn tension, responding swiftly to disturbances encountered in an industrial environment.The inkjet printing process itself is managed by a dedicated electronic device that precisely controls high-frequency ink droplet generation onto textile fibers, without explicitly referencing specific proprietary technologies. Advanced image processing software, incorporating optimized rasterization functions, efficiently converts initial digital patterns into operational data directly usable by print heads. All processes (rotation, displacement, tension regulation, and printing) are coordinated by a centralized computing system employing a shared knowledge base capable of continuously adapting production parameters based on real-time conditions.Extensive experimental validation conducted on various complex test patterns demonstrated the technical superiority of this approach in terms of color fidelity, detail sharpness, and process stability compared to existing methods. The results confirm that this approach not only enables more agile and responsive textile production but also significantly enhances environmental performance by reducing intermediate resource and chemical consumption. This methodology thus presents promising perspectives for addressing current challenges in customization, sustainability, and efficiency within the modern textile industry.