Un nouveau revêtement écologique pour protéger le métal de la corrosion

Le Dr. Paul Zelisko, enseignant et chercheur en chimie organique à l’Université de Brock, et la société Vanchem Performance Chemicals ont créé la technologie nommée Greencoat, qui utilise du silicium au lieu des habituels métaux lourds pour lier les revêtements aussi bien sur des surfaces métalliques que sur des peintures.

« C’est un système à base d’eau qui possède du sable réactif », explique le Dr. Zelisko. « Si le matériel se déverse ou fuit, ce sont seulement du sable et de l’eau qui sont libérés dans l’environnement. »

Les feuilles d’acier ou d’autres métaux doivent être « pré-traitées » avec une substance qui les protège contre les dommages causés par la rouille et le sel. Cette substance doit être capable d’adhérer non seulement au métal, mais également à toute peinture qui est appliquée par la suite au-dessus du revêtement.

Le défi réside dans le fait que le métal est une substance inorganique, tandis que la peinture appliquée au métal est une substance organique.

Les systèmes traditionnels de revêtement utilisent des métaux lourds - tels que le phosphate de zinc, le phosphate de fer ou de chrome - pour permettre aux substances inorganiques et organiques d’adhérer les unes aux autres. Les phosphates libérés dans l’environnement provoquent entre autre la prolifération d’algues dans les lacs et les rivières, nuisant aux plantes aquatiques et à la vie animale.

Contrairement aux méthodes classiques, le système du Dr. Zelisko et de Vanchem implique un processus en deux étapes. Tout d’abord, une couche de base est appliquée sur le métal. De l’eau mélangée avec de la silice, essentiellement du sable, est pulvérisée sur le métal, créant ainsi une liaison chimique entre le silicium et le métal. Cela nettoie le métal, mais dépose aussi la silice sur la surface.
Ce revêtement protège non seulement le métal, mais agit comme une amorce pour la deuxième couche, qui est conçue pour se lier ainsi à la peinture.
La deuxième couche contient des polysilicates, formé majoritairement par du silicium, « le deuxième élément le plus abondant dans la croûte terrestre », selon un rapport de l’entreprise. Les polysilicates peuvent être modifiés pour se lier à la fois aux métaux et aux peintures.

Lorsque l’industrie veut déterminer l’efficacité d’un produit de revêtement, les feuilles métalliques traitées sont placées dans des chambres de brouillard salin, où une fine brume d’eau salée est continuellement pulvérisée sur le métal jusqu’à ce qu’il commence à montrer des signes de corrosion.
La norme de l’industrie est d’environ mille heures, déclare le Dr. Zelisko. « Nos revêtements résistent de 1800 à 3000 heures dans certains cas, presque trois fois plus que la norme. »
En venant en contact avec le métal, l’eau salée agit comme un catalyseur qui permet de mélanger l’oxygène avec le métal, entraînant la corrosion.

Selon Ian McLeod, vice-président de Vanchem Performance Chemicals, « l’innovation Brock - Vanchem est un signe des temps. L’industrie a basculé sur des technologies plus vertes pour se débarrasser des métaux lourds », explique-t-il. « Les grandes sociétés et les entreprises veulent être les gardiens de l’environnement. Elles veulent être en mesure de dire : regardez ce que nous faisons, nous avons remplacé l’ancienne technologie de phosphate de zinc par une nouvelle technologie à base de silicium qui ne possède pas de répercussions sur l’environnement. »

McLeod explique que le prix initial d’un revêtement « vert » peut être plus cher qu’un autre à base de phosphate de zinc. Mais, en prenant en compte la dimension environnementale, l’entretien et les autres coûts associés à des revêtements non-verts, les entreprises pourraient économiser de l’argent sur le long terme.

Travailler avec une université pour créer cette technologie est très bénéfique pour son entreprise, selon M. McLeod : « Je ne pense pas que nous serions là où nous sommes aujourd’hui sans l’expertise de Paul Zelisko et de son équipe. »

Les Centres d’Excellence de l’Ontario ont appuyé le partenariat de recherche par le biais de leur programme de recherche en collaboration.
« Cette innovation est en bonne voie pour démontrer certains avantages économiques réels de l’Ontario et est un excellent exemple de ce qui peut se produire lorsque le milieu universitaire et l’industrie travaillent ensemble », déclare Gillian Sheldon, directeur du développement des affaires des Centres d’excellence de l’Ontario. « Les Centres d’Excellence de l’Ontario soutiennent le secteur automobile depuis longtemps, et nous sommes heureux de collaborer à cette innovation dans le domaine des technologies propres. »

Le brevet pour le prétraitement à base de silane Greencoat a été approuvé le 2 août aux Etats-Unis ; les brevets canadiens et européens sont en attente.

Source :
Nouvelles de l’université de Brock- 24 août 2016
https://brocku.ca/brock-news/2016/08/brock-university-chemist-and-chemical-company-create-new-green-metal-coating/

Rédacteur  :
Sophie DECAMPS – Chargée de Mission pour la Science et la Technologie à Toronto – sophie.decamps[a]diplomatie.gouv.fr