Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Lorsqu’une surface est immergée, un phénomène de « fouling » apparaît : une colonisation spontanée par des microorganismes a lieu. Les conséquences de son développement sur les surfaces immergées sont catastrophiques. Pour y remédier, des peintures dites « antifouling » sont utilisées depuis le début du XXe siècle. Cet article présente les différentes stratégies utilisées en 2020. Les deux premières sections sont consacrées aux deux principaux mécanismes utilisés : les revêtements à libération de biocides et les revêtements à effet de surface. Les deux dernières sections portent sur les nouvelles stratégies développées pour limiter l’impact sur l’environnement : les revêtements hybrides et revêtements topographiés.
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When a surface is immersed, a fouling phenomenon appears: spontaneous colonization by living organisms takes place. The impacts of the fouling development on submerged surfaces are negative. In order to limit it, "antifouling" paints have been used since the beginning of the 20th century. This work presents the strategies used in 2020. The first sections deals with the main mechanisms used in antifouling coatings, biocide-releasing coatings and fouling release coatings. The last sections will be about new strategies developed to limit environmental impact: hybrid and topographic coatings.
Auteur(s)
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Fabienne FAY : Maître de conférences habilitée à diriger les recherches - Laboratoire de Biotechnologie et Chimie marines, université Bretagne Sud, Lorient, France
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Fabrice AZEMAR : Maître de conférences - Laboratoire de Biotechnologie et Chimie marines, université Bretagne Sud, Lorient, France
INTRODUCTION
Les surfaces immergées en milieu marin sont rapidement colonisées par des organismes microscopiques (bactéries, microalgues) et macroscopiques (macroalgues, invertébrés). L’ensemble de cette communauté diversifiée est appelé « biosalissure » ou « biofouling ». Les effets néfastes de cette accumulation indésirable d’organismes sont maintenant parfaitement connus : augmentation du poids des bateaux et de la consommation en carburant, biocorrosion, introduction d’espèces invasives…
Lutter contre le développement de ces biosalissures est un enjeu crucial d’un point de vue socio-économique et réglementaire. Les solutions proposées reposent toutes sur une limitation de l’adhésion des organismes marins, néanmoins les stratégies et principes physico-chimiques sont variables. Deux types de revêtement sont principalement commercialisés.
La première stratégie repose sur un effet chimique par libération de molécules à effet biocide visant à éliminer les organismes tentant d’adhérer. Ces revêtements, appelés communément « peinture antifouling », voient leur utilisation aujourd’hui remise en cause à des fins de préservation du milieu naturel. Un aspect règlementaire important est associé au développement de ces revêtements.
La seconde stratégie propose une surface inhospitalière vis-à-vis de l’adhésion des organismes marins. L’effet mis en jeu repose sur les propriétés physiques de la surface. Ces revêtements « antiadhérents » sont appelés « Fouling Release Coatings ».
Néanmoins, aucune des solutions proposées à l’heure actuelle n’est pleinement satisfaisante (toxicité, perte d’activité au cours du temps, mise en œuvre délicate…). En 2020, les équipes de recherches universitaires et industrielles s’orientent vers de nouvelles stratégies afin de proposer des solutions efficaces dans le temps tout en respectant l’environnement. Pour ce faire, la nature est une réelle inspiration qui permet d’évaluer de nouvelles pistes et proposer de nouvelles surfaces à visée antisalissure qui seront présentées dans cet article.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
coatings | paints | antifouling | anti-biofilm
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Revêtements hybrides
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2. Revêtements à effet de surface
Les revêtements à effet de surface sont communément appelés peinture « fouling release » (FRC). De manière générale, le but de ces peintures est de limiter l’adhésion des organismes marins sur les surfaces immergées afin qu’un stress hydrodynamique, comme les frottements de l’eau sur la coque d’un bateau, suffise à les nettoyer. Les propriétés inhospitalières sont principalement dues aux propriétés de surfaces des peintures. Ces propriétés proviennent principalement du polymère (liant) utilisé dans la formulation. Les polymères les plus utilisés pour les revêtements « fouling release » sont les silicones et les polymères fluorés. Initialement, les FRC ont été développés à la même période que les revêtements à libération de biocides. Néanmoins, l’efficacité des seconds a ralenti le développement et les recherches sur les FRC. Leur durée de vie dépend essentiellement du stress hydrodynamique et peut aller jusqu’à cinq ans.
Peintures « fouling release » : il s’agit de revêtements ne contenant pas de biocides. Leur mécanisme d’action repose sur des propriétés de surface limitant la colonisation des organismes marins.
2.1 Mécanisme d’action des peintures « fouling release »
Les revêtements « fouling release » sont des revêtements qui limitent l’adhésion des organismes marins via deux mécanismes (figure 10). Le premier est la capacité à limiter les interactions entre les organismes et la surface du revêtement, ce qui a pour effet d’empêcher l’adhésion d’une grande partie des protéines et des micro-organismes. Le second est dû à la faible tension de surface de ces revêtements. Cette propriété permet de réduire la force d’adhésion des organismes marins de telle sorte que les forces hydrodynamiques d’un navire en déplacement ou un nettoyage mécanique permettent de les retirer.
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Revêtements à effet de surface
BIBLIOGRAPHIE
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
European Chemicals Agency, Information on biocides :
https://echa.europa.eu/fr/regulations/biocidal-products-regulation/understanding-bpr
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_lotus#/media/Fichier:Lotus3.jpg
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(Liste non exhaustive)
NF EN 13 432 (2000), Emballage – Exigences relatives aux emballages valorisables par compostage et biodégradation – Programme d’essai et critères d’évaluation de l’acceptation finale des emballages. AFNOR
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(Liste non exhaustive)
Règlement UE n° 528/2012 du 22 mai 2012 concernant la mise sur le marché et l’utilisation de produits biocides (JOUE du 27 juin 2012)
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