Les peintures antisalissures

Les Peintures Antisalissures :
Tuer les biosalissures ou empêcher leur adhésion?

Un revêtement antisalissure est un cocktail souvent complexe : solvants, liants, pigments, charges, additifs et biocides selon les cas. Selon la manière dont on veut lutter contre les biosalissures, deux modes d’action sont possibles pour un revêtement :

  •  tuer les biosalissures : les revêtements libèrent de manière contrôlée une substance biocide active.
  •  empêcher l’adhésion des biosalissures : de faible énergie de surface, ces revêtements anti-adhérents ne contiennent pas de biocide.

Les revêtements avec biocides:

Ces revêtements sont composés d’une « matrice » et d’un biocide : la matrice a pour fonction d’incorporer le pigment, les charges et le biocide, et doit permettre un relâchement graduel de ce dernier dans l’eau. Depuis la seconde moitié du XXe siècle, les premiers revêtements se sont différenciés en fonction du mode de libération des toxiques dans l’eau. Ils sont généralement classés comme : matrices insolubles, mixtes ou autopolissantes.

  •  Les matrices insolubles ou dures : ce type de matrice, développé vers 1955, est aussi nommé « peinture de contact ». Insoluble, elle est généralement constituée de polymères commerciaux de haut poids moléculaire (de type résine acrylique, vinylique ou de caoutchouc chloré). Les biocides sont libérés progressivement par dissolution dans l’eau, qui pénètre dans le film au travers de pores interconnectés et formés après dissolution des pigments solubles. Mais le taux de relargage décroît de façon exponentielle avec le temps, et l’activité du biocide chute rapidement au-dessous de la valeur minimale d’efficacité. Néanmoins, ce type de revêtement est mécaniquement solide : sa durée de vie est estimée entre 12 et 24 mois selon les conditions d’utilisation.
  •  Les matrices mixtes ou érodables : elles ont été développées vers 1950 par incorporation de liants solubles en eau de mer, avec pour objectif de limiter la perte d’efficacité dans le temps. Elles sont constituées du mélange d’un polymère insoluble (généralement une résine acrylique) et d’un liant soluble dans l’eau (le colophane ou Rosine et ses dérivés). Leur mode d’action est caractérisé par une libération simultanée du biocide et du liant, ce qui permet un relargage quasi constant mais durant 12 à 15 mois seulement. Ces revêtements s’oxydent cependant à l’air et exigent une remise à l’eau rapidement après application. Ils sont également sensibles aux pollutions marines.
  •  Les peintures auto-polissantes : les premières peintures auto polissantes ayant vu le jour sont les peintures TBT-SPC, (du nom anglais « Tri Butyl Tin – Self Polishing Polymer »). Elles sont constituées d’un copolymère acrylique (méthylméthacrylate) avec des groupes TBT fixés à la matrice par une liaison ester. Le liant est insoluble dans l’eau mais un mécanisme combiné d’hydrolyse lente et d’échange ionique conduit à une séparation du groupe TBT du copolymère. Le biocide est libéré et peu à peu, le polymère de surface est érodé par l’eau de mer, laissant une nouvelle couche active de copolymère de TBT émerger. La surface est ainsi régénérée, couche après couche. La réaction se produit uniquement à la surface de la peinture, sans pénétration de l’eau de mer dans le film, ce qui augmente le contrôle du relargage de biocide et les propriétés antisalissures. Ces peintures sont formulées pour avoir un taux d’usure de 5 à 20 μm/an. La durée de vie et l’efficacité de ce système à base de TBT étaient particulièrement élevées, de cinq ans, avec un relargage du toxique constant. 215 brevets de revêtement à base d’organoétains ont été déposés depuis 1996, à partir de groupements biocides autres que le TBT. Cependant, ces nouveaux produits ne se sont pas révélés aussi efficaces, probablement en raison de l’impact important de la nature des groupements biocides choisis sur les caractéristiques de la matrice, et en particulier leurs propriétés hydrophile/hydrophobe.

Les revêtements à faible énergie de surface:
Ces revêtements à faible énergie de surface ne contiennent pas de biocide, ce qui devrait réduire les problèmes de toxicité rencontrés avec les peintures du premier groupe. Leur faible énergie de surface ralentit voire empêche l’adhésion des espèces indésirables. Ils agissent principalement comme couche barrière, lisse et hydrophobe, à faible énergie de surface. Les salissures ne peuvent adhérer solidement et/ou sont éliminées par les frottements de l’eau lors des déplacements ou par jet d’eau sous pression. Les deux groupes de polymères les plus connus sont les fluoropolymères et les silicones. Certains revêtements à base de poly-diméthylsiloxane sont également apparus ces dernières années.

Ces types de revêtement sont bien adaptés pour les bateaux navigant à vitesse élevée (jusqu’à 30 nœuds) ou pour les navires réguliers de haute mer avançant à plus de 15 – 22 nœuds. En effet, les balanes peuvent se fixer jusqu’à une vitesse de 7 nœuds et les algues ne sont éliminées qu’à partir d’une vitesse de 18 nœuds, alors que l’élimination du biofilm nécessite une vitesse plus élevée (30 nœuds).

Ils ont vu le jour au début des années 1970, mais leur développement n’a pas connu l’essor espéré malgré une durée de vie relativement longue (trois ans en général), car ils présentent de nombreuses faiblesses : prix de revient élevé, problèmes d’adhésion sur les coques et incompatibilité avec les sous couches existantes nécessitant une préparation particulière des coques, faibles propriétés mécaniques et difficultés de réparation et de maintenance, bien que les technologies aient fait de gros progrès.

 


Sources:

  • Huang Y., Iweta M., Usami K., Ueda K. (1999). A Study on the Antifouling Technique Through Seawater Electrolysis on Structural Surface. Proceedings of the Ninth International Offshore and Polar Engineering Conference, 4 ; 146-153.
  • La chimie à l’assaut des biosalissures de Françoise Quiniou et Chantal Compère.