Lamiae
Sommaire: Elaboration de revêtements antifouling par photoréticulation d’oligoisoprènes fonctionnalisés
Introduction générale
Chapitre I. Les salissures marines: conséquences et moyens de lutte
I.Introduction
II. les salissures marines ou fouling
II.1. Cinétique de croissance des salissures marines
II.1.1. Dépôt moléculaire
I.1.2. Colonisation bactérienne
II.1.3. Formation du biofilm
II.1.4. Adhésion des macro-salissures
II.2. Conséquences des salissures marines
III. Les peintures antisalissures
III.1. Peintures à association libre
III.1.1. Peintures à matrice soluble
II.1.2. Peintures à matrice dure ou insoluble
III.2. Peintures auto-polissantes
IV. Impact des peintures antisalissures sur l’environnement
IV.1. Composés biocides utilisés dans les peintures « conventionnelles »
IV.2. Impact sur l’environnement
IV.3. Législation concernant l’utilisation du TBT
V. Solutions pour des revêtements moins toxiques
V.1. Revêtements actifs par libération de substances antifouling
V.1.1. Peintures à base de cuivre
V.1.2. Utilisation de composés antifouling naturels
V.2. Revêtements à faible énergie de surface
V.2.1. Les polymères fluorés
V.2.2. Les silicones
V.3. Revêtements actifs par contact
V. Conclusion
Références bibliographiques
Chapitre II. Synthèse et caractérisation d’oligoisoprènes téléchéliques photoréticulables
I. Introduction
II. Etude bibliographique : les caoutchoucs liquides téléchéliques.
II.1. Introduction
II.2. Définition
II.3. Méthodes d’obtention des caoutchoucs liquides téléchéliques
II.3.1. Oxydation en présence de systèmes redox
II.3.2. Oxydation photochimique
II.3.3. Oxydation à haute température et à haute pression
II.3.4. Dégradation par métathèse
II.3.5. Oxydation en présence de réactifs de coupure spécifiques des doubles liaisons
II.4. Dérivés des caoutchoucs liquides
II.4.1. Réactivités et modifications des extrémités de chaîne
II.4.2. Modifications chimiques le long de la chaîne
II.5. Conclusion
III. Dégradation contrôlée du cis-1,4-polyisoprène
III.1. Epoxydation du cis-1,4-polyisoprène [1]
III.2. Clivage du caoutchouc partiellement époxydé [2]
IV. Modifications chimiques du polyisoprène carbonyltéléchélique [3]
IV.1. Synthèse et modification d’oligoisoprènes hydroxytéléchéliques [4]
IV.1.1. Réduction des fonctions carbonylées du PICT [3]
IV.1.2. Epoxydation partielle du polyisoprène hydroxytéléchélique (PIHT) [4]
IV.1.3. Hydrogénation des doubles liaisons du polyisoprène hydroxytéléchélique [4]
IV.1.4. Modification des extrémités alcool en groupements acrylate
IV.2. Réaction d’amination réductrice du PICT: synthèse de cationomères
IV.2.1. Amination réductrice de l’extrémité aldéhyde du PICT
IV.2.2. Réduction des fonctions carbonyle des produits [10], [11] et [12]
IV.2.3. Amination réductrice de la fonction cétone de l’oligomère [10]: synthèse du bis( α-N,N-amino dihydroxy éthyl, ω-1(N,N-diéthyl amino) propylamino-cis-1,4polyisoprène (oligomère [15]))
IV.2.4. Fixation de fonctions photoréticulables en extrémité de chaîne
IV.2.5. Réaction de quaternisation des amines tertiaires par un halogénure d’alkyle
IV.2.6. Réaction d’époxydation des oligoisoprènes aminotéléchéliques
V. Conclusion
Références bibliographiques
Chapitre III. Synthèse des revêtements: étude de la photoréticulation et des propriétés des matériaux
I. Introduction
II. Notion de photopolymérisation
II.1. Introduction
II.2. principe de base
II.3. Mécanismes réactionnels et monomères
II.3.1. Photopolymérisation radicalaire
II.3.2. Photopolymérisation cationique
II.4. Photoamorceurs
II.4.1. Les photoamorceurs radicalaires
II.4.2. Les photoamorceurs cationiques
II.5. Les photosensibilisateurs
II.6. Conclusion
III. Photoréticulation radicalaire
III.1. Choix des formulations
III.2. Suivi de la réaction
III.2.1. Analyse par spectroscopie IR-TF
III.2.2. Analyse par photocalorimétrie
III.3.Etude de la cinétique de réticulation
III.3.1. Photoréticulation sous atmosphère inerte: étude de l’influence de l’oxygène
III.3.2. Influence de la concentration en photoamorceur
III.3.3. Influence de l’intensité d’irradiation
III.3.4. Effet du diluant réactif
III.3.5. Influence de la masse molaire du précurseur
III.3.6. Conclusion
IV. Photoréticulation cationique
IV.1. Formulations
IV.2. Suivi de la polymérisation
IV.3. Etude de la photoréticulation
IV.3.1. Effet de la concentration en photoamorceur
IV.3.2. Influence de l’intensité d’irradiation
IV.3.3. Effet de l’addition d’un diluant réactif
IV.3.4. Influence du taux d’époxydation du PIHTE
IV.3.4. Conclusion
V. Utilisation des deux processus de photoréticulation simultanément
V.1. Effet du photoamorceur
V.2. Effet de l’intensité de l’irradiation
V.3. Conclusion
VI. Etude des propriétés des revêtements réticulés
VI.1. Propriétés de surface
VI.1.1. Energie de surface
VI.1.2. Mesure de la rugosité par AFM
VI.2. Tests de gonflement
VI.3. Etude de la stabilité thermique par ATG
VI.4. Etude des propriétés thermiques par DSC
VII. Conclusion
Références bibliographiques
Chapitre IV. Etude des propriétés antifouling
I. Introduction
II. Action contre les bactéries et les champignons marins
II.1. Activité antibactérienne
II.1.1. Souches utilisées
II.1.2. Evaluation de l’activité antibactérienne
II.1.3. Conclusion
II.2. Activité antifongique
III. Activité antialgale
III.1. Actions contre les micro-algues
III.1.1. Souches utilisées
III.1.2. Activité inhibitrice des revêtements non ioniques
III.1.3. Activité inhibitrice des revêtements ioniques
III.1.4. Suivi de la croissance d’Amphora coffeaeformis en présence des matériaux
III.2. Action contre les spores de macro-algues
III.3. Conclusion
IV. Mesure de l’activité photosynthétique
IV.1. Rappel sur le processus de la photosynthèse
IV.1.1. Réactions de transfert d’énergie
IV.I.2. Les réactions de fixation du carbone
IV.2. La fluorimétrie modulée
IV.2.1. Principe
IV.2.1. Exploitation des résultats: Courbe photosynthèse-irradiance ou ETR-E
IV.3. Etude de l’activité photosynthétique en présence des matériaux
IV.3.1. Activité photosynthétique des algues adhérées aux matériaux.
IV.3.2. Activité photosynthétique des micro-algues en présence des matériaux
IV.3.3. Activité photosynthétique de micro-algues décrochées des matériaux
IV.3.4. Conclusion
V. Conclusion
Références bibliographiques
Conclusion générale
Partie expérimentale
Annexes
Extrait du mémoire élaboration de revêtements antifouling par photoréticulation d’oligoisoprènes fonctionnalisés
Chapitre I. Les salissures marines: conséquences et moyens de lutte
I. Introduction
Ce chapitre bibliographique a pour but de donner un aperçu général sur le phénomène de salissures marines ou « fouling ». La première partie de ce chapitre sera consacrée à la description des différents organismes responsables du fouling, sa cinétique d’installation et ses conséquences économiques et écologiques. Ensuite, après avoir passé en revue les peintures disponibles actuellement pour lutter contre ce phénomène, leur composition et efficacité, nous nous intéresserons aux lois encadrant l’utilisation de certains produits toxiques et aux problèmes qu’ils causent aux écosystèmes marins.
Enfin, dans une dernière partie, nous nous focaliserons sur les nouvelles méthodes de lutte contre les salissures marines qui sont moins toxiques pour le milieu marin. Certaines de ces méthodes sont déjà utilisées, d’autres sont en cours de développement.
II. les salissures marines ou fouling
Le fouling est défini comme l’accumulation sur des surfaces immergées en milieux aquatiques de matières organiques, de micro-organismes comme les bactéries et les microalgues, ainsi que des macro-organismes végétaux ou animaux tels que les macro-algues et les invertébrés. Ce phénomène n’est pas uniquement limité aux environnements marins, on peut le rencontrer partout où une phase aqueuse est présente. Citons par exemple, les coques de navires, les tours et circuits de refroidissements, les structures portuaires, les pipelines et les usines de traitement des eaux usées.
Dans ce chapitre, nous nous intéresserons en particulier au fouling dans le milieu marin. Parmi les organismes les plus connus des salissures marines, on trouve les vers marins (annélides), les mollusques (moules), les crustacés comme les balanes, les cnidaires et les chétognathes (ascidies).
Le terme de salissures marines regroupe en plus de ces organismes vivants, les détériorations qu’ils occasionnent à la surface qu’ils colonisent.
II.1. Cinétique de croissance des salissures marines
La colonisation d’une surface propre immergée dans un milieu marin se fait en quatre étapes :
• Dépôt de molécules organiques au bout de 24 heures d’immersion.
• Adhésion bactérienne.
• Installation des espèces unicellulaires et développement du biofilm.
• Installation des macro-organismes après deux à trois semaines d’immersion.
Egan(1) et Wahl (2) ont décrit un modèle cinétique d’installation du fouling (figure I.1). Les phénomènes impliqués dans le développement du fouling évoluent progressivement d’un processus physique (forces physiques électrostatiques, forces de Van der Walls) vers un processus biologique (interaction entre micro-organismes, production de ponts polymère par les bactéries). Plusieurs études (3-5) ont montré que le film bactérien influence l’adhésion des macro-organismes marins.
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