Antifouling

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Un antifouling (ou peinture antifouling) est une peinture dite « antisalissures » destinée à empêcher les organismes marins de se fixer sur la coque des navires. Il présente un triple intérêt :

  • Les coques lisses offrent moins de résistance à l'avancement, augmentant la vitesse des navires et réduisant la consommation de carburant (1 à 2 mm d'algues et organismes fixés sur une coque cause une perte de vitesse d'environ 15 %).
  • Les organismes fixés détériorent la surface des coques, qu'elles soient constituées de bois, de métal ou de résine. Les tarets, limnories (ex Limnoria quadripunctata) et quelques autres organismes marins térébrants peuvent fortement et rapidement dégrader les coques de bois, ou d'autres organismes qui dégradent la couche dure (gelcoat) des coques en résine et fibre de verre ou fibre de carbone.
  • Les coques des navires transportent moins d'organismes aquatiques fixés hors de leur milieu ou d'un océan à l'autre, ce qui limite l'introduction de pathogènes ou d'invasifs, phénomène ancien, mais en très forte augmentation avec le développement des transports maritimes et le ballastage/déballastage des navires. (Rem : Ce phénomène est probablement amplifié par l'appauvrissement de la biodiversité des littoraux et zones portuaires, appauvrissement auquel il contribue. Il existe aussi en eau douce, avec par exemple la moule zébrée qui se montre très invasive depuis quelques décennies).

Sommaire

[modifier] Pourquoi l’antifouling ?

Le fouling est le terme anglais décrivant la colonisation spontanée d’un support par les organismes marins. C’est un phénomène absolument normal sous l’eau, notamment dans les couches éclairées et riches en nutriment. Il est à l’origine de la structuration et de l’entretien de nombreuses niches écologiques marines. Le fouling est le processus de base qui permet la complexification permanente des écotones et la création de nouvelles niches écologiques dans l'eau. Sur les substrats naturels ou sur les récifs artificiels, il participe d'ailleurs à l'épuration de l'eau.

La mer et moindrement les eaux douces sont naturellement riches en protéines et en polysaccharides principalement produits par le plancton et les excréta des millions d’organismes aquatiques qu’on peut trouver dans quelques litres d’eau de mer. La surface de la mer, ou des eaux douces, quand elle n’est pas très agitée est couverte d’un biofilm permanent. Sous l’eau, les éléments en suspension se déposent sur tout support immergé sous forme d’un film de l’épaisseur d’un à quelques microns, après seulement quelques secondes ou quelques minutes dans un milieu riche. Ce film fournit à certaines bactéries, microalgues et champignons aquatiques microscopiques (dits organismes pionniers) une première source de nourriture. Ces derniers vont enrichir cette pellicule qui va s’épaissir en un biofilm mucilagineux plus épais, devenant un substrat de plus en plus complexe pour des colonies de protozoaires puis d’organismes fixés ou mobiles ( macroalgues, larves d’invertébrés et de vertébrés, dont des espèces incrustantes qui deviendront elle-même support pour d’autres espèces. De nombreuses larves d’organismes marins ont d’étonnantes capacité de fixation, même sur des supports vivants, souples et très mobiles (ex : balanes sur la peau des baleines).

[modifier] Les fabricants

Ils se réunissent tous les quatre ans environ depuis un premier congrès ("International Congress on Marine Corrosion and Fouling") tenu en France en 1964. Ils disent chercher des solutions posant moins de problèmes à l'Environnement. Le dernier congrès s'est tenu à San Diego en 2002, avec le soutien du Comité International Permanent pour la Recherche sur la Préservation des Matériaux en Milieu Marin (COIPM) sans qu'une peinture antifouling vraiment satisfaisante pour l'Environnement n'ait encore été trouvée, en dépit d'un programme très riche et d'une amélioration constante des connaissances en matière de corrosion et de dégradation des matériaux immergés.

[modifier] Substances actives

L’antifouling contient une ou plusieurs molécules toxiques pour les organismes qui se fixent sur les coques des navires ou les objets immergés que l’on veut protéger. Pour être durablement efficaces, ces toxiques doivent être peu à peu largués par le médium (liant) qui constitue la base de cette peinture. Un antifouling est donc toujours polluant.

[modifier] Interdiction du tributylétain

Le tributylétain (TBT), très efficace a été le biocide le plus utilisé en marine dans le monde, mais ce produit, ses molécules de dégradation et ses métabolites se sont révélés gravement et durablement polluants. Le TBT induit notamment chez certains organismes un phénomène d’imposex (masculinisation des organes sexuels féminins en l'occurrence), à des dilutions très faibles, inférieures au ng/L (en eau douce ou marine). Les résidus du TBT, dont l'étain persistent longtemps dans les sédiments des ports et sur les sites d'immersion de boues de dragage et à leur aval suite aux remises en suspension le cas échéant. Pour ces raisons, en novembre 1999, une résolution de l’OMI (A.895) a été proposée, adopté le 5 octobre 2001, interdisant les peintures antifouling à base d’étain à compter du 1er janvier 2003. Leur présence sur la coque d’un navire sera interdite dès 2008.

[modifier] Alternatives au tributylétain

Les antifoulings sans étain ont souvent un médium vinylique ou acrylique (réputé moins toxique) mais les étiquettes et les fabricants omettent de mentionner la nature et le dosage des biocides (fongicides insecticides et/ou herbicides) ou additifs qu’ils contiennent. Les antifoulings sont conçus pour être érodables dans le temps sur 1 ou 2 ans selon le nombre de couches. On a aussi testé et développé des matériaux high tech ; polymères élastomères, nouveaux polymères érodables, produits à base de silicone, peintures au téflon ou autopolissantes à base d’eau pour mieux glisser sur l'eau, systèmes d'ondes acoustiques générées par des décharges électriques, etc. en espérant réduire l'accroche des organismes sur la coque mais qui manquent encore de retour d'expérience ou de diffusion.

Selon l’European Commission Project « Assessment of Antifouling Agents in Coastal Environment » (ACE), les analyses des résidus largués dans l’eau par ces peintures donnent les résultats suivants :

- le cuivre est le plus utilisé pour sa toxicité sur le phytoplancton et d’autres organismes (Il y a plusieurs siècles que l’on a remarqué que le cuivre et le laiton immergés n’étaient pas colonisés par les organismes aquatiques). Les peintures le contiennent sous forme d’oxyde cuivreux , dioxyde de cuivre, thiocyanate de cuivre, acrylate de cuivre, poudre de cuivre en flocon, hydroxyde de cuivre...
- Le Zinc est parfois utilisé sous forme de zinc pyrithione.
- Le cupronickel est parfois utilisé
- La colophane (Rosine ou rosin) est souvent détectée.

Parmi les biocides relargués dans l’eau, on a surtout trouvé des organochlorés :

  • du dichlorophenyl dimethyl urée (diuron) qui est un des pesticides souvent détecté dans les eaux, mais aussi dans la pluie (avec dans ce cas une provenance supposée d’origine agricole)
  • du 2-methylthio-4-tert-butylamino-6-cyclopropylamino-s-triazine (Irgarol 1051®)
  • du 2,4,5,6-tetrachloroisophtalonitrile (chlorothalonil)
  • du 4,5 dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one (Seanine 211® - Kathon 5287), puissant phytotoxique
  • du dichlorofluoro methylthiodimethyl phenyl sulfamide (dichlofluanid)

En moindre quantité ou moins souvent, on a aussi trouvé

  • du 2-thiocyanomethylthio benzothiazole (TCMTB), très puissant et toxique fongicide
  • du 2,3,5,6-tetrachloro-4-sulfuronyl pyridine (TCMS pyridine)
  • du dithio carbamate de zinc (zineb)
  • du trioxyde d’arsenic, puissant agent cancérigène, très toxique et soumis à la Directive Sévéso ;

Ces biocides sont parfois associés entre eux et/ou avec du cuivre pour obtenir des effets synergiques, renforcer ou élargir leur spectre d’action.

[modifier] Toxicité

Le tributylétain est toxique pour l'homme. Il est interdit, mais relativement rémanent. L'étain qui le compose n'est pas biodégradable. Les solvants de la plupart des antifoulings sont également toxique, et les molécules actives des nouveaux antifoulings ne sont ni anodines, ni parfois moins toxiques que le tributylétain.

Leur toxicité pour l'homme est :

- directe suite à l'inhalation de particules, par exemple lors d'utilisation de pistolet à peinture sans masque adéquat, ou lors du ponçage de la couche antifouling d'une carène, ou par passage au travers de la peau suite à des projections ou contact avec la peinture, ou plus rarement via une ingestion accidentelle, ou pour des enfants qui porteraient à la bouche des écailles de peinture (phénomène dit de la « Pica »).
- indirecte, par ingestion de coquillages filtreurs tels que moules, huîtres, coques, etc. ou d'autres fruits de mer (ex : oursins) ou poissons ayant grandi en aval de sites de carénage (peinture ou décapage de coques de navires, grands ou petits) ou à proximité d'épaves immergées. La consommation régulière de fruits de mer contaminés est susceptible d’induire des maladies aiguës ou chroniques liés aux métaux lourds. Il est courant que les déchets de carénages soient nettoyés au karcher et poussé vers l'eau, ou simplement abandonnés sur place, bien qu'ils répondent à la définition juridique du déchet toxique.
- Des phénomènes allergiques peuvent également exister. La toxicité des métaux varient selon l'histoire et la génétique des individus.

[modifier] Écotoxicité

écailles d'antifouling toxique, laissé sur le sol, en zone inondable, lors de carénages successifs

Durant plusieurs décennies, les peintures antifouling ont contenu des dérivés stanniques (i.e. contenant de l'étain, comme le TBT, tribultylétain), dont les effets toxiques (et de perturbateur hormonal) sur le milieu marin se sont montrés importants, au point de décimer des populations naturelles de coquillages et de perturber la reproduction de nombreuses espèces. L'usage de ces substances est désormais interdit dans le cadre des conventions de l'OMI. Les nouveaux antifoulings sont moins toxiques, mais le restent néanmoins. Ils font partie de la famille des Biocides. C'est pourquoi, leur application au pistolet à peinture doit se faire avec un masque. L'application au pinceau doit se faire avec des gants et une tenue appropriée et en espace ventilé.
Les cales et sites d'entretien des coques de navires devraient être isolés du milieu aquatique, et les déchets traités comme déchets toxiques et dangereux (ils ne doivent pas être enfouis dans la terre, ni incinérés ).
Les carcasses de navires immergées pour en faire des récifs artificiels devraient toujours être débarrassées de leurs éléments polluants (cuivre, laiton, plomb, machines, graisses carburants, peintures...) et leur antifouling devrait être idéalement décapé. Des analyses faites sur les moules poussant autour d'épaves ont montré qu'elles accumulaient les métaux lourds perdus dans l'eau, dans leur chair, mais aussi dans leur coquille. Les métaux contenus par les peintures et antifoulings ne sont ni biodégradables, ni dégradables.
Il parait plausible que la réduction des populations de crabes et crustacés observée dans tous les ports depuis quelques décennies soit en partie due aux antifoulings. Localement, par exemple en présence de prise de terre mise à la mer sur des chantiers de soudage industrielle à l'arc, des phénomènes de champ électriques (anode/cathode) pourrait peut-être renforcer le passage des métaux dans l'eau, ce qui renforcerait encore la présence de toxique dans les sédimens à proximité des chantiers navals.
L’écotoxicologie des biocides en milieu marin est une science jeune et peu pourvue de moyens, mais quelques indices laissent penser que dans les ports fermés, en tuant la matière organique, les antifouling pourraient contribuer à certains phénomènes de dystrophisation et de pullulation d'espèces indésirables. Les espèces de phyto- et zooplancton les plus sensibles aux biocides disparaissent au profit d’algues indésirables ou toxiques (ex : dinophysis), ce qui pourrait augmenter le risque de TIAC (toxi-infection alimentaires), notamment les diarrhées induites par consommation de bivalves pollués par cette microalgue.

Certains biocides et d'autres polluants peuvent s'accumuler dans le biofilm qui se forme à la surface des eaux calmes et être « exportés » avec les embruns vers le littoral et les terres intérieures lors des tempêtes, au point d'affecter voire de tuer les plantes les plus fragiles de la bande côtière. Il est plausible aussi que certains organismes puissent développer des résistances à certains biocides.

[modifier] Recherche d'alternatives moins toxiques

Un fabriquant commercialise un appareil (Shipsonic Ultra Sonic Algae Killer for ships) adapté aux petits bateaux, qu'on peut utiliser à la manière d'un balai sous la ligne de flotaison, sur le bateau à l'eau. C'est un transducteur qui émet des ultra-sons qui empêchent la fixation d'organismes marins (coquillages, algues, organismes incrustants) en activant à échelle microscopique une couche ultra-mince d'eau au contact de la coque (avec phénomène de bullage/cavitation), décollant les organismes qui commençaient à s'y fixer. Il doit être utilisé fréquemment, et il est peu pratique pour les parties éloignées de la ligne de flottaison (quille..), mais présente l'avantage de ne disperser aucun produit toxique dans l'eau. Il conviendrait de vérifier qu'il n'a pas d'impacts indirects sur des organismes plus éloignés.

De nouveaux matériaux sont à l'étude en laboratoire depuis quelques décennies, dont certains cherchent à imiter les qualités du mucus des organismes marins. D'un coût élevé, s'ils s'avèrent assez résistants, ils seront probablement d'abord réservés aux navires de course ou à des usages militaires ou à haute valeur ajoutée.

[modifier] Remarques

De nombreux organismes marins ont une ou plusieurs phases de vie fixées. Presque tous les animaux marins doivent faire face à la colonisation de leur peau, cuticule ou enveloppe externe par d'autres organismes (qui ne sont que rarement des parasites, mais qui s'accrochent aux substrats qu'ils trouvent). Même des animaux comme les baleines, les cachalot, les orques ou les dauphins sont confrontés à ces phénomènes. Des scientifiques étudient les propriétés de la peau des dauphins, ou des phoques ou otaries pour essayer de développer de nouveaux systèmes "antisalissures". Les poissons, comme les algues se protègent par leur mucus, les dauphins et orques se frottent sur le fond sableux, mais ont une peau qui limite l'accrochage d'animaux marins. Comme celle des baleines qui doivent néanmoins supporter des plaques de plusieurs kilogrammes d'organismes fixés sur leur peau. Sous l'eau, on observe que les crustacés de type crevette ou homard passent beaucoup de temps à se lisser les antennes, les yeux et d'autres organes mobiles et vitaux pour en décoller les organismes qui sans cesse commencent à s'y fixer. [voir par exemple http://www.ucs.louisiana.edu/~rtb6933/shrimp/clean.html]. On s'intéresse aussi à des huiles essentielles, dont le menthol, sans application industrielle à ce jour.

[modifier] Prévention/Précautions

Les antifoulings sont par nature toxique. Les risques immédiats sont irritatifs pulmonaires, allergiques et cutanés. Les risques à long terme sont mal connus, mais pourraient inclure des maladies dégénératives, autoimmunes, cancer, etc. Leurs solvants sont souvent des xylènes et des solvants naphta contenant des composés benzéniques (triméthylbenzène, éthylbenzène, metisylène, propylbenzène) qui sont également toxiques.
L’application d'antifouling devrait donc toujours se faire avec une protection de la peau et des muqueues (vêtements étanches, lunettes, gants) et une protection respiratoire (masque à cartouche) et non simple masque en fibres.
Attention, la décomposition de la plupart des antifoulings par le feu conduit à l'émission de gaz, fumées et cendres hautement toxiques. Les résidus ne doivent pas être jetés à l'eau ni brûlés ou mélangés aux déchets ménagers.

[modifier] liens externes

Pour en savoir plus / Sources;

  • 11èmes journées de la médecine des Gens de mer, organisé avec le Ministère de l'Écologie et du Développement durable.
  • Université de Bretagne Occidentale UBO (Brest-France)/ Ifremer/ SFMM
  • Médico de Sanidad Maritima ISM Tarragona (España)/ SEMM/ URV
  • Revue Medicina Maritima qui a produit plusieurs articles dont « Risques toxicologiques à bord des navires » décembre 2004.