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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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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Sigles, notations et symboles
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6. Glossaire
Culture en photobioréacteur ; Photobioreactor culture
Dispositif permettant la coculture de bactéries et microalgues en condition contrôlée (pH, lumière, température). Les revêtements sont immergés directement au sein de la culture et sont prélevés en condition stérile pour analyse microscopique.
Goniométrie ; Goniometry
Système de mesure permettant de déterminer l’angle de contact de différents liquides sur une surface. Permet de déterminer la mouillabilité d’une surface et son énergie de surface.
Microscopie confocale à balayage laser ; Confocal laser Scanning Microscopy
Microscope utilisant un laser comme source lumineuse qui balaie point par point l’échantillon à analyser en pratiquant des coupes optiques virtuelles de l’échantillon observé. La détection est basée sur les propriétés de fluorescence de l’échantillon. Une reconstruction en 3 dimensions est possible. Dans le cas des biofilms, l’utilisation de fluorochromes peut être nécessaire pour les bactéries (ex. Syto 9®, marqueur de cellules totales). Les microalgues sont observées grâce à leur autofluorescence naturelle (présence de chlorophylle).
Microscopie électronique à balayage, Scanning electron microscopy
L’interaction d’un faisceau d’électrons balayant l’échantillon provoque la formation d’électrons secondaires permettant de reconstruire la topographie de l’échantillon et d’obtenir une image en relief.
Peintures antifouling ; antifouling paint
Il s’agit de revêtements contenant des biocides.
Peintures « fouling release » ; Fouling Release Coating
Il s’agit de revêtements ne contenant pas de biocides.
Voltampérométrie cyclique ; Cyclic voltammetry
Technique électrochimique dans laquelle on enregistre la réponse en courant résultant d’une variation continue du potentiel de l’électrode de travail sur laquelle se produit la réaction électrochimique étudiée. Elle permet de mesurer des traces de métaux dans des solutions aqueuses.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CHEN (R.), LI (Y.), TANG (L.), YANG (H.), LU (Z.), WANG (J.), LIU (L.), TAKAHASHI (K.) - Synthesis of zinc-based acrylate copolymers and their marine antifouling application. - RSC advances. 7, p. 40020 (2017).
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(2) - KWON (YH.), LEE (I.), PARK (H.), LEE (SG.) - Decomposition mechanisms of self-polishing copolymers for antifouling coating materials through first-principles approach. - Progress in Organic Coatings, 138, p. 105-406 (2020).
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(3) - FAY (F.), GOUESSAN (M.), LINOSSIER (I.), REHEL (K.) - Additives for efficient biodegradable antifouling paints. - International Journal Molecular Sciences, 20, p. 361 (2019).
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(4) - LORIOT (M.), LINOSSIER (I.), VALLEE-REHEL (K.), FAY (F.) - Influence of biodegradable polymer properties on Antifouling paints activity. - Polymers, 9, p. 36 (2017).
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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).
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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)
HAUT DE PAGEConstructeurs...
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