Bibliographie & annexes
Présentation
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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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4. Revêtements topographiés
La topographie de la surface est un paramètre déterminant dans une approche antifouling. En effet la rugosité a un effet prononcé sur la mouillabilité des surfaces. La rugosité peut être définie à différentes échelles : macrorugosité (environ 10 µm), microrugosité (environ 1 µm) et nanorugosité (≤ 1 µm). Ces différentes échelles ont un impact considérable lors de la colonisation des surfaces par les organismes marins. Elle augmente les contacts adhésifs entre la surface des organismes et celle du substrat et protège les organismes des forces hydrodynamiques et de la déshydratation. Cependant l’architecture de la topographie et sa taille à l’échelle micrométrique influencent significativement l’adhésion des organismes marins.
Ainsi des revêtements biomimétiques ont été développés à partir de systèmes biologiques. En effet, face à la complexité des organismes colonisateurs, la nature a intelligemment développé des stratégies chimiques mais aussi physiques dans le but de minimiser l’adhésion non spécifique des organismes.
Des surfaces avec des topographies complexes, telles que celles mimant la surface des peaux de requins ou la surface de feuilles de lotus, montrent d’excellentes propriétés d’inhibition du biofouling et/ou des propriétés autonettoyantes. Ces surfaces présentent une hydrophobie élevée (appelée « superhydrophobe ») associée à une surface hautement structurée (figure 19).
4.1 Surfaces superhydrophobes
Une surface superhydrophobe est une surface microstructurée consistant en un enchaînement de motifs hydrophobes tels que des picots, arêtes, piliers…
La voie la plus commune pour créer des structures 3 dimensions sur un substrat repose sur la lithographie ou autoassemblage. Cette méthode induit la formation de structures sur des films de polymères à travers un masque soit grâce à une radiation UV ou des particules telles que les électrons. Les polymères hydrophobes classiquement utilisés pour une application marine sont des polydiméthylsiloxanes (figure 20). Les surfaces ainsi préparées montrent des angles de contact avec l’eau variant de 90 à 150°, voire plus.
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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
HAUT DE PAGE
(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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