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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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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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Revêtements à effet de surface
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1. Revêtements à libération de biocides
Les revêtements à libération de biocides sont communément appelés « peinture antisalissure » (ou antifouling). Une peinture est, par définition, un mélange instable, complexe, concentré renfermant des composés de natures très variées : solvants, liant (polymère), mais aussi pigments, charges et additifs. La spécificité des peintures marines antisalissures porte sur la présence de biocides. Il s’agit généralement d’un cocktail de molécules dérivées du cuivre (thiocyanate de cuivre, oxyde de cuivre, cuivre métallique) et de composés organiques issus de l’industrie phytosanitaire. Ces molécules toxiques, présentes en grandes quantités, possèdent une activité herbicide, algicide, fongicide ou bactéricide. Parmi ces composés, le Diuron (3-(3,4-dichlorophényl)-1,1-diméthyl-urée), le Sea-nine (4,5-dichloro-2‑n-octyl-4-isothiazolin-3-one) ou encore le Dichlofluanid (N-dichlorofluorométhylthio-N’N’-diméthyl-N-phénylsulfamide) ont été utilisés pendant plusieurs décennies. Aujourd’hui ces substances sont règlementées.
Peintures antifouling : il s’agit de revêtements contenant des biocides. Leur mécanisme d’activité repose sur une libération contrôlée des molécules actives.
La colonisation par les organismes marins de toute surface immergée en milieu marin est schématisée figure 1. De tout temps, afin de lutter contre l’adhésion de ces organismes, des stratégies antifouling ont été développées (figure 2). Les Phéniciens et Carthaginois utilisaient des clous de cuivre, de la cire, du plomb, du goudron ou encore de l’asphalte. Les Grecs et les Romains conçoivent des surfaces à base de plomb et de cuivre.
Les premiers revêtements à base de métaux lourds (plomb, cuivre) apparaissent dès le 17e siècle. Les années 1970 seront ensuite marquées par la commercialisation de revêtements basés sur deux technologies innovantes : des peintures autopolissantes à base de tributylétain et des revêtements antiadhérents. Les premières rencontreront un vif succès de par leur efficacité, mais s’avéreront aussi extrêmement néfastes. En 1980,...
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Revêtements à libération de biocides
BIBLIOGRAPHIE
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(5) - ZHOU (X.), XIE (Q.), MA (C.), CHEN (Z.), ZHANG (G.) - Inhibition of Marine Biofouling by use of degradable and hydrolysable silyl acrylate copolymer. - I & EC research, 54, p. 9559-9565 (2015).
- ...
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
HAUT DE PAGE
(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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