Universal Suit

Vêtement modulable autonome de thermorégulation (hoodie + undershirt, -15°C à +35°C)

José Gasser (J0bot) · juin 2026 · AGPL-3.0

Résumé

La Universal Suit réinvente la peau humaine : un vêtement modulable (hoodie + undershirt) qui régule la température corporelle de -15 °C à +35 °C de façon autonome, entraîne progressivement le corps à s'auto-réguler (hormèse), intègre du son, et s'auto-alimente via l'énergie du corps (TEG, piézo). La science-fiction donne la fonction ; ce papier la reverse-engineer en réalité physique, biologique et électronique.

Dans l'écosystème XERB0XI0N, la Universal Suit est le XerSkin : des Bions thermiques en symbiose avec le porteur.

§1Vision

Réinventer la peau humaine via un vêtement modulable (hoodie + undershirt) qui :

• Régule la température corporelle (chaud/froid) de manière autonome
• Entraîne progressivement le corps à s'auto-réguler (hormesis programmée)
• Intègre du son (speakers capuche)
• S'auto-alimente via l'énergie du corps (TEG, piezo)
• Fonctionne de -15°C à +35°C (optimisé Suisse)
• Est amovible, personnel, modulable, durable (millénaires)

Philosophie : la sci-fi donne la fonction, pas l'implémentation. Ce papier reverse-engineer le concept en réalité physique/biologique/électronique.

§2Références Sci-Fi & État de l'Art

2.1 Science-Fiction

2.2 Prototypes Réels

Energy Harvesting :

• TEG wearable (Nature Communications 2020) — 70 mW/m² pour ΔT 44K, stretchable ~80%
• Self-healable/recyclable TEG (Science Advances) — record 1V/cm², architecture Lego-like reconfigurable
• Piezo fabrics PVDF (KAIST, Nature) — knee sleeve, military prototypes, ultra-thin
• PVDF micro-fibers (npj Flexible Electronics) — 4μW continu sur laptop strap
• Hybrid CNT/PPy textiles — carbon nanotube + polypyrrole thermoelectric fabrics

Régulation Thermique :

• PCM-integrated textiles (NASA Outlast) — déjà commercial (Burton, Timberland, Eddie Bauer)
• Adaptive sweat-sensitive fabric (Science Advances 2023) — auto-thin quand sueur détectée
• Graphene smart textiles (2020) — modulation IR adaptative
• OPV-EC clothing (Science 2024) — solaire + electrochromic, extend comfort 12.5°C–37.6°C
• Nafion pore fabric — mime les pores de la peau, ouvre avec humidité

Neuro-Stimulation :

• Teslasuit — full-body TENS/EMS, VR haptics
• OWO Vest — electrical stimulation tactile (gaming)
• Thermo+haptic rings (Nature Communications 2022) — triboelectric + pyroelectric sensors
• ThermoCaress (CHI 2021) — illusion thermique via overlay pression + thermique
• Skin-integrated thermo-haptic (PNAS 2024) — wireless programmable
• Full-body e-stim suit (Nature Communications 2026) — textile compression + soft stimulators

Prototype complet :

• Dune Stillsuit (Hacksmith Industries 2021) — proof of concept réel, recyclage sueur/breath via thermoelectric coolers

2.3 Niche Identifiée

Personne n'a combiné TEG + Piezo + Neuro-stim + PCM + radiative cooling dans une architecture modulable amovible avec un framework mathématique personnalisé ET un programme d'entraînement progressif du corps.

§3Biologie — Thermorégulation Humaine

3.1 Mécanismes natifs

La peau est le plus grand organe du corps. Elle régule via :

• Vasodilatation : vaisseaux s'ouvrent → chaleur évacuée vers la surface
• Vasoconstriction : vaisseaux se ferment → chaleur conservée au core
• Transpiration : sueur → évaporation → refroidissement (passif)
• Frissons : contractions musculaires → chaleur générée
• Radiation IR : corps émet chaleur en infrarouge en permanence

3.2 Le problème du froid actif

Aucun organisme vivant ne génère du froid activement. C'est thermodynamiquement impossible. La biologie ne peut que :

1. Produire moins de chaleur (torpeur, hibernation, ralentissement métabolique)
2. Évacuer mieux la chaleur (évaporation, conduction, radiation)
3. Tolérer des températures plus extrêmes (adaptation progressive)

Conclusion : on ne crée pas du froid — on évacue la chaleur plus efficacement.

3.3 Variabilité humaine

Chaque personne a une sensibilité thermique différente (génétique, métabolisme, condition physique, ADHD, etc.). Aucune solution universelle — il faut un processus de calibration personnel.

§4Physique & Mathématiques

4.1 Bilan Énergétique — Équation Maître

M + P_harvest = Q_loss + P_stim + P_audio + dE/dt

Où :

• M = métabolisme (W) — variable selon activité
• P_harvest = énergie récupérée TEG + Piezo (W)
• Q_loss = pertes thermiques totales (conduction + convection + radiation + évaporation) (W)
• P_stim = consommation neuro-stimulation (W)
• P_audio = consommation speakers (W)
• dE/dt = variation énergie stockée (batterie) (W)

Équilibre (dE/dt = 0) → système stable et autonome.

4.2 Paramètres Mesurables

4.3 Quantification P_harvest

TEG (Thermoelectric Generator — Effet Seebeck) :

P_TEG = η_TEG × Q_body_surface
P_TEG ≈ η × α² × ΔT² / (4R)

• Rendement η_TEG : 5–10%
• Au repos, ΔT faible → 0.5–2W
• En mouvement (peau chaude, air froid) → 3–4W

Piezo (Piézoélectricité — PVDF fibers) :

P_piezo = d × σ × A × f

• Au repos complet → ~0W
• Mouvement léger → 5–10W
• Activité modérée → 10–20W

Total P_harvest :

4.4 Quantification Q_loss

Pertes thermiques selon Newton cooling + radiation + évaporation :

Q_loss = Q_conduction + Q_convection + Q_radiation + Q_evaporation
Q_convection = h × A × (T_skin - T_amb)
Q_radiation = ε × σ_SB × A × (T_skin⁴ - T_amb⁴)
Q_evaporation = ṁ_sweat × L_vap

4.5 Scénarios avec 100W Disponible

Chaleur (+35°C) : surplus 50W à évacuer. Peltier (50W input → 5-10W froid réel) = insuffisant. Solution : radiative passive + evaporative + neuro-stim vasoconstriction.

Froid (-15°C) : déficit 40W. Resistive heating 40W = facile. Reste 60W pour stim/audio.

Confort (20°C) : équilibre naturel. Zéro intervention.

4.6 Endurance Long-Terme

24h (mixed activity) :

Harvest (pessimiste) : TEG 2W × 24h + Piezo 5W × 16h = 128 Wh/jour

Déficit batterie dépend du mode actif. PowerBank 20kWh dans poche = solution pragmatique.

§5Architecture Technique

5.1 Deux Couches

Undershirt (Layer 1 — Contact peau) :

• TEG fabric (bismuth telluride threads) → energy harvesting optimal
• Capteurs biométriques (T_skin, HRV, humidité)
• Electrodes TENS/EMS → neuro-stimulation
• PCM microcapsules → buffer thermique passif

Hoodie (Layer 2 — Extérieur) :

• Piezo PVDF fibers → energy harvesting mouvement
• Graphene IR radiative → évacuation chaleur passive
• Resistive heating (nichrome threads) → chauffage actif
• Speakers piezo dans capuche → audio intégré
• Poche ventrale → batterie + téléphone (USB-C)
• Fermeture éclair sécurisée

5.2 Micro-contrôleur

• ESP32 (ou similaire) — BLE, Wi-Fi, ultra low power (~0.5W)
• Feedback loop : capteurs → algo → actuateurs
• App smartphone pour monitoring/config

5.3 BMS (Battery Management System)

• Micro-batterie tampon (500mAh–2kWh selon mode)
• Charge via TEG + Piezo + USB-C (PowerBank)
• Gestion intelligente : priorité harvest → buffer → external

§6Variantes par Zone Thermique (Suisse)

6.1 Variante A : -15°C à 0°C (Hiver)

• PCM haute température (melting ~10°C)
• Radiative minimal
• Resistive heating prioritaire (5–10W)
• Neuro-stim : vasodilatation (ouvrir vaisseaux)
• Batterie : 2kWh (endurance 8–12h)

6.2 Variante B : 0°C à +25°C (Comfort Zone)

• PCM neutre (melting ~28°C)
• Radiative standard, evaporative léger
• Quasi passif — juste feedback
• Neuro-stim : micro-régulation fine
• Batterie : 500mAh (buffer seulement)

6.3 Variante C : +25°C à +35°C (Canicule)

• PCM basse température (melting ~15°C)
• Graphene radiative MAX
• Evaporative forced (~3W micro-fan)
• Neuro-stim : vasoconstriction agressive
• Batterie : 1kWh (fan + stim continu)

6.4 Architecture Unifiée

Le hoodie s'adapte automatiquement :

• Capteurs détectent T_amb + T_skin
• Algo switch entre modes A/B/C
• Transition progressive (pas de toggle brutal)

§7Training Progressif du Corps (Hormesis)

7.1 Concept

Le hoodie n'est pas un remplacement permanent — c'est un coach thermique. Il entraîne progressivement le corps à s'auto-réguler via stress contrôlé (hormesis).

7.2 Timeline d'Adaptation

7.3 Mécanisme

• Neuro-stim progressive : signaux faibles qui poussent le corps à réagir plus fort
• Diminution graduelle de l'assistance active (heating/cooling)
• Biofeedback : HRV, T_skin, cortisol → mesurer progrès adaptation
• Objectif final : corps capable de tolérer -15°C à +35°C sans hoodie

7.4 Équation Adaptation

P_assist(t) = P_initial × e^(-λt)

Où λ = taux d'adaptation (personnel, mesuré via biofeedback).

Plus le corps s'adapte → λ augmente → P_assist diminue exponentiellement.

§8Solutions au Problème du Froid

8.1 Le Stuck

Générer du froid actif est thermodynamiquement impossible sans dépense massive d'énergie (Peltier = inefficace, ~10% rendement).

8.2 Approches Retenues

1. Radiative cooling passif (graphene IR) — rejette chaleur vers l'espace, zéro énergie
2. Evaporative optimisé — tissu smart qui contrôle ouverture des pores
3. Neuro-stim vasoconstriction — le corps pense devoir conserver chaleur → réduit production
4. PCM absorption — buffer temporaire (limité par saturation)
5. Conductive dispersion (copper/silver threads) — répartit chaleur

8.3 Combo Optimal

Radiative + Evaporative + Neuro-stim = refroidissement passif maximal sans énergie externe.

§9Fonctionnalités Additionnelles

9.1 Audio Intégré

• Piezo speakers dans capuche
• Bone conduction possible
• Budget énergétique : ~1W
• Contrôle via ESP32 + BLE

9.2 Résistance Eau

• Hoodie mouillé → séchage rapide via radiative + evaporative
• Pas de dégradation performance mouillé

9.3 Énergie Statique (Future Layer)

• Triboelectric nanogenerators (TENG) — friction = voltage
• Rendement faible actuellement (nanoampères)
• Potentiel futur : signature statique personnelle, ambient sensing
• Parked — backlog R&D

9.4 Biotech (Future Layer)

• Textile biologique vivant (lab-grown skin)
• PCM biologiques
• Créatures biotech intégrées (absorption, régénération)
• Timeline : 5–10 ans minimum

§10Processus de Calibration Personnel

10.1 Problème

Chaque humain est différent. Pas de solution one-size-fits-all.

10.2 Framework

Chaque utilisateur exécute un processus de calibration :

1. Mesure baseline : T_skin, HRV, métabolisme, sensibilité (via capteurs undershirt)
2. Calcul personnel : fonction objectif = trouver sweet zone individuelle
3. Optimisation : algo ajuste paramètres (stim intensity, PCM config, heating/cooling)
4. Feedback loop : body adapts → parameters evolve → recalibrate

10.3 Fonction Objectif

Comfort(t) = f(T_skin, T_core, HRV, Mood, Focus)
Optimize: max Comfort(t) subject to min P_consumed

§11Roadmap

Phase 0 : Papier (maintenant)

• Structurer toutes les idées (ce document)
• Valider mathématiquement la faisabilité
• Identifier les gaps de recherche

Phase 1 : Prototype minimal

• Undershirt TEG + capteurs
• Resistive heating simple
• ESP32 + app basique
• Test sur José (calibration perso)

Phase 2 : Hoodie v1

• Intégration piezo + radiative + PCM
• Neuro-stim TENS basique
• Speakers capuche
• BMS + PowerBank poche

Phase 3 : Training Mode

• Algo d'hormesis progressive
• Biofeedback dashboard
• Diminution graduelle assistance

Phase 4 : Scale

• Framework calibration pour d'autres humains
• Modules additionnels (radiation protection, pressure, etc.)
• Universal Suit → multi-planétaire

§12Questions Ouvertes

• Rendement TEG textile réel vs théorique (lab conditions ≠ real life) ?
• Neuro-stim TENS : quelle intensité pour vasoconstriction sans inconfort ?
• PCM saturation : combien de temps avant reset nécessaire ?
• Lavabilité du hoodie avec toute l'électronique intégrée ?
• Biocompatibilité long-terme des électrodes sur peau ?
• Réglementation médicale (TENS = device médical dans certains pays) ?

Annexe A — Liens & Références

• Hacksmith Stillsuit Prototype (2021)
• NASA Outlast PCM Textiles
• Graphene Smart Textiles (2020)
• OPV-EC Thermoregulatory Clothing (Science 2024)
• Teslasuit TENS/EMS
• TEG Wearable (Nature Communications 2020)
• Self-healable TEG (Science Advances)
• Piezo PVDF Fabrics (KAIST)
• Full-body e-stim suit (Nature Communications 2026)
• ThermoCaress (CHI 2021)

Ce document est un draft vivant. Il sera itéré au fur et à mesure de la recherche. Projet lié : Xerboxion Universal Suit / PeltPad.

Statut : draft · Licence : AGPL-3.0 · 01.06.2026 · universal-suit