Février 2005 - n°96
Le nanocoating gagne les applications "grand public"
par ALCIMED – Vincent PESSEY
ALCIMED, société de conseil et d'aide à la
décision appliquée aux Sciences de la Vie et à la Chimie,
fait le point sur les principales applications du nanocoating développées
ces 10 dernières années par les industriels.
Le nanocoating est un procédé mis en œuvre, soit par dépôt
d'une nanocouche (couche de quelques nanomètres d'épaisseur),
soit par dépôt d'une fine couche d'un matériau incorporant
lui-même des nanoparticules. Les revêtements ainsi obtenus apportent
de nouvelles propriétés au substrat sur lequel ils ont été
déposés.
" Développé et utilisé depuis plus de 10 ans
dans les milieux industriels, le nanocoating tend de plus en plus à
donner lieu à des applications destinées à notre vie
courante ", souligne Vincent PESSEY, responsable de missions chez
ALCIMED.
ALCIMED, qui réalise régulièrement des études
sur les nanotechnologies pour les industriels, dresse un état des lieux
des différentes applications intégrant le nanocoating. Parmi
les secteurs phares du nanocoating figurent l'automobile, le médical,
les matériaux haute performance, le BTP et le textile.
L'automobile
Les applications concernent essentiellement les peintures et les pare-brise
des voitures haut de gamme. Les efforts de recherche en nanocoating dans le
secteur de l'automobile sont assez récents (depuis environ 5 ans) et
concernent davantage les aspects de finition. A titre d'exemple, PPG, qui
est un acteur clé dans le domaine du revêtement (peintures, vernis
industriels), a travaillé pendant 4 ans pour le constructeur automobile
Mercedes sur la création d'un revêtement anti-rayures, commercialisé
depuis cette année. Ce revêtement intègre des nanoparticules
de céramique. Il permet ainsi d'avoir une meilleure résistance
à l'usure (abrasion, rayures.) maiségalement plus de brillance.
Une étude technico-économique a par ailleurs mis en évidence
un gain économique substantiel lors des phases de montage en limitant
le nombre de voitures endommagées par rayure.
Des applications sont également envisagées au niveau des pare-brise,
car le dépôt de nanocouches ne modifie pas la transparence du
verre et lui apporte de nouvelles propriétés (auto-nettoyant,
anti-pluie…).
Le secteur médical
Dans le domaine médical, deux principales applications sont actuellement
envisagées : L'
adjonction de fonctions antibactériennes par le dépôt
d'une fine couche d'argent ou de cuivre. Ce procédé est utilisé
notamment pour la fabrication des pansements afin qu'ils restent le plus longtemps
possible stériles ; ou encore pour des instruments du type cathéter.
Ces 2 applications sont commercialisées depuis 3-4 ans.
Le dépôt de fines couches d'hydroxyapatite pour rendre compatibles
les implants avec le corps humain. Ce procédé est cependant
encore aujourd'hui à l'état de développement.
Les matériaux haute performance
Le secteur industriel a toujours été à la recherche de
matériaux haute performance notamment des matériaux "ultra
durs" résistants à l'abrasion. Dans le cas des outils de
coupe, une des solutions adoptées a été le dépôt
d'une nanocouche de matériaux réputés "ultra durs"
comme le diamant, les carbures. L'avantage du nanocoating est de déposer
de faibles quantités pour obtenir les propriétés recherchées
ce qui permet un gain économique considérable.
S'inspirant de ces matériaux de coupe, des développements ont
été fait sur le dépôt de nanocouches de type céramique.
La société américaine INFRAMAT, créée en
1996, a conçu un nouveau système de nanocoating qui dépose
des nanocouches céramiques adhérant parfaitement au support.
Ce procédé représente un intérêt majeur
pour des applications où les pièces sont soumises à des
contraintes mécaniques élevées (pistons, turbines) ou
qui évoluent dans des milieux agressifs (haute température,
corrosion...). INFRAMAT a été sélectionnée par
l'US Navy pour traiter spécifiquement les coques de ses navires afin
de limiter les problèmes de corrosion…
Le BTP
Les principales applications concernent actuellement les revêtements
de finition (vernis, lasures) et les surfaces vitrées.
Des nanoparticules ont ainsi été introduites dans les formulations
de lasures (vernis pour bois). Ces revêtements présentent des
propriétés anti-UV allongeant la durée de des surfaces
traitées. De plus, ces vernis offrent une meilleure protection contre
l'humidité, les agressions mécaniques (rayures). Le nanocoating
permet également d'apporter de nouvelles propriétés aux
vitres tout en conservant une excellente transparence : vitres anti-buées,
anti-reflet, autonettoyantes... Dans ce dernier cas, une fine couche contenant
des nanoparticules de TiO2 est déposée
sur le verre. Sous l'action des rayons solaires, le TiO2
initie des réactions chimiques permettant la destruction des matières
organiques qui sont ensuite plus facilement éliminées (pluie,
nettoyage).Trois sociétés commercialisent depuis peu (2002-2004)
de tels produits : Saint-Gobain, Pilkington et PPG. Appliqués aux dalles
de sol, des revêtements de type nanocoating permettent de rendre les
dalles plus résistantes à l'usure, augmentant ainsi leur durée
de vie. La société américaine Nanophase a ainsi développé
un nanocoating conférant aux dalles des propriétés anti-abrasion.
Le textile
Des sociétés américaines comme Nanotex ont développé
des gammes de produits "antitâches", "antifroissage","touché
doux" utilisant le nanocoating. L'avantage du nanocoating est d'apporter
de nouvelles propriétés aux fibres tout en conservant leurs
propriétés initiales (souplesse, confort...).
" Le nanocoating a déjà abouti à de nombreuses
applications dans un grand nombre de secteurs diversifiés. Il implique
un savoir-faire technologique bien particulier qui aujourd'hui est maîtrisé
par de nombreuses sociétés. Il s'inscrit dans une logique d'amélioration
continue des propriétés des matériaux pour répondre
à des besoins industriels. Au début, développé
et exploité par les professionnels notamment dans l'industrie de la
coupe avec l'usage de matériaux de haute performance, le nanocoating
est de plus en plus employé aujourd'hui pour des applications de la
vie courante avec par exemple les pansements qui restent stériles plus
longtemps ", conclut Vincent PESSEY.