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.