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Synthèse, caractérisation, étude des performances de polymères à blocs utilisés comme liants de peintures anti-salissures marines
REVÊTEMENTS ANTI‐SALISSURES MARINES
Salissures marines
Formation et développement de la salissure marine
Les salissures marines sont des organismes vivants qui colonisent les surfaces immergées dans le milieu marin. La Figure I‐1 présente les différentes étapes de colonisation d’une surface par les salissures marines. Ce processus se divise généralement en quatre étapes : i) la formation d’un film conditionnant par adsorption de lipides, peptides, polysaccharides, protéines et ions à la surface du substrat immergé. Cette étape a lieu quelques secondes après immersion dans le milieu marin. ii) la colonisation primaire : tout d’abord, les bactéries planctoniques isolées viennent se fixer en colonies sur la surface. Cette adhésion est réversible, car seules des liaisons faibles et non covalentes comme les forces de Van der Waals, des interactions électrostatiques ou acide‐base, s’établissent. Puis, les bactéries s’ancrent de manière irréversible sur la surface via des appendices (pili) et la sécrétion d’exopolymères. Par conséquent, un biofilm se forme. Lorsque le biofilm est mature, il est traversé par des liquides transportant des nutriments et peut se développer à l’échelle macroscopique dans des conditions optimales. iii) la colonisation secondaire : l’existence de ce film microbien fournit suffisamment de nutriments pour permettre la fixation d’espèces multicellulaires (par exemple, les spores de macro‐algues), généralement appelé microsalissures. iiii) la colonisation tertiaire : des macro‐organismes marins ou macrosalissures comprenant des macroalgues, des éponges, des cnidaires, des mollusques, des balanes, des bryozoaires, et des tuniciers peuvent aussi coloniser ces surfaces conditionnées. Figure I‐1. Les processus de colonisation et de développement de salissures marines sur un substrat immergé en milieu marin.1 Parmi plus de 4000 salissures marines sont identifiées dans le monde.2 Les bactéries, les diatomées et les spores d’algues représentent les principaux micro‐organismes colonisateurs des coques de navire3,4 tandis que les balanes, les tubes de vers, les bryozoaires, les moules et les algues sont les macro‐organismes les plus communs (Figure I‐2). Selon Terlizzi et Faimali5 , la séquence de la salissure biologique ne suit pas dans tous les cas les différentes étapes. La présence d’un biofilm n’est pas toujours nécessaire, et des espèces marines peuvent se déposer en même temps. Des espèces telles que des zoospores d’algue Ulva linza et des larves de balane Amphibalanus Amphitrite (A. Amphitrite), précédemment nommé Balanus amphitrite 6 , ayant atteint le stade cypride, peuvent s’installer sur des surfaces vierges
Facteurs influençant la salissure marine
Influence de l’environnement
Plusieurs facteurs environnementaux influencent l’installation des salissures marines sur les surfaces, tels que la salinité, le pH, la température, les niveaux de nutriments, les courants, et l’intensité de la radiation solaire. Ces facteurs varient selon la saison, l’espace (ou la zone géographique), et la profondeur.2,7,8 L’eau de mer est normalement alcaline, et le pH des couches de surface de la mer, où l’eau est en équilibre avec le dioxyde de carbone dans l’atmosphère, se situe entre 8,0 et 8,3 dans un océan ouvert. Il est bien connu que la salissure est généralement plus intense dans les régions où la température de l’eau est élevée. Par exemple, dans les zones polaires où la température est inférieure à 5°C, la salissure se développe faiblement et seulement pendant une courte période, au cours de l’été. La colonisation et la succession des communautés de salissures biologiques sont fortement affectées par la saisonnalité dans les régions tempérées, avec moins de développement de la salissure en hiver en raison de la réduction de la température de l’eau de mer, de l’intensité des radiations solaires, et du nombre de spores et de larves. Les régions tropicales et sub‐tropicales montrent moins de variations dans les communautés de salissures, en raison de la constance de la température de l’eau et des niveaux de lumière à ces latitudes qui contribuent à une reproduction continue.7 La plupart des formes communes de salissures sont incapables de résister à une faible salinité, ce qui affecte la vitesse de croissance et leur taille maximale, et provoque plusieurs malformations. Cependant, le biofilm, les algues et les bryozoaires sont également rencontrés dans les eaux de faible salinité.2 Généralement, ce sont les mêmes groupes d’organismes qui sont responsables de la salissure dans le monde, mais la contribution relative des espèces varie.
Influence du substrat
Il est largement accepté que l’installation des organismes vivants est influencée par la nature du substrat. Les principaux paramètres déterminant le type et le niveau de la salissure sont l’énergie libre de surface S, le module d’élasticité E, la rugosité de la surface R, et la texturation de la surface. Plusieurs études ont montré une relation entre l’énergie libre de surface du substrat et l’adhésion des organismes vivants sur ce dernier. Cependant, il est difficile d’établir des généralités car différents organismes, dans des états physiologiques différents, ont été étudiés dans des conditions elles aussi différentes. De plus, la surface du substrat, et donc son énergie libre, est modifiée dès lors qu’un film conditionnant se dépose.9 Une première courbe établie par Baier10 a permis de mettre en évidence qu’une adhésion minimale est atteinte pour des valeurs d’énergie libre de surface critique C comprises entre 22 mN/m et 24 mN/m (Figure I‐3a). Plus récemment, Zhao et al.11 ont mentionné qu’une gamme d’énergie libre de surface S allant de 30 mJ.m‐2 à 35 mJ.m‐2 est nécessaire pour obtenir une adhésion minimale (Figure I‐3b). Au niveau de l’adhésion de bactéries, leurs propriétés physiques et chimiques, ainsi celles des substrats et de l’eau, influencent les résultats. L’adhésion bactérienne peut diminuer ou augmenter avec l’augmentation de l’énergie libre de surface des substrats.12–15 Au niveau des maco‐organismes marins, les bryozoaires s’installent préférentiellement sur des surfaces de faible énergie (10 – 30 mJ.m‐2 ),16 les balanes sur des surfaces de haute énergie (30 – 35 mJ.m‐2 ),16 et les hydraires à taux égal sur des surfaces de faible et haute énergies.17 Néanmoins, cette généralité peut varier selon les espèces. Par exemple, pour les larves de balanes, plusieurs auteurs ont constaté que la larve cypris de A. Amphitrite préfère s’installer sur des surfaces d’énergie élevée.16,18,19 En revanche, la larve cypris de la balane B. improvisus préfère s’installer sur des surfaces de faible énergie.
INTRODUCTION GÉNÉRALE |
