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Jul 26, 2023

Comprendre l'encrassement biologique et l'accrétion de contaminants sur les structures marines immergées

npj Materials Degradation volume 7, Numéro d'article : 50 (2023) Citer cet article 800 Accès 5 Détails de Altmetric Metrics L'encrassement des infrastructures maritimes est omniprésent en raison de l'abondance de substances biologiques et

npj Materials Degradation volume 7, Numéro d'article : 50 (2023) Citer cet article

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L'encrassement des infrastructures maritimes est omniprésent en raison de l'activité biologique et chimique abondante dans l'environnement océanique. Les biofilms marins et leurs croissances successives sont des problèmes courants liés à l'encrassement biologique, mais les analyses industrielles et de recherche actuelles ne fournissent souvent pas une vision globale de la biodiversité encrassée. La protection cathodique est un système de longue date qui protège les infrastructures du milieu marin corrosif, mais des études limitées sur les interactions entre la croissance biologique et l'activité cathodique ont été menées dans le contexte de l'encrassement marin. Cette revue identifie les lacunes dans les connaissances dans la compréhension de l'encrassement marin et met en évidence des approches pour mieux orienter le développement de mesures antisalissure efficaces.

L'encrassement est l'adhésion de substances ou de contaminants indésirables sur des surfaces et constitue une préoccupation opérationnelle dans divers domaines de l'industrie1. Au sein des industries maritimes, où les structures marines immergées sont exposées aux eaux océaniques, les principales sources d'accumulation de surface proviennent des dépôts calcaires dus aux réactions électrochimiques des systèmes de protection cathodique2 et des bactéries biocalcifiantes3,4, ainsi que de la croissance biologique marine résultant de la formation des biofilms marins et la colonisation ultérieure d'organismes macro-salissures5,6. Les pertes économiques causées par les problèmes d’encrassement dans les industries liées au secteur maritime ont nécessité un effort de développement de revêtements antisalissure efficaces, les progrès récents étant axés sur des alternatives non toxiques et respectueuses de l’environnement aux revêtements modernes7,8. Cependant, afin d'optimiser l'efficacité des mécanismes répulsifs présents dans les revêtements antisalissure, une meilleure compréhension des interactions entre les agents/organismes salissures et les surfaces de contact dans divers scénarios d'exploitation est nécessaire1.

L’une des caractéristiques marquantes de l’encrassement important des structures marines est la présence de croissances calcaires. Le matériau calcaire peut être globalement distingué soit (1) par des dépôts calcaires, qui proviennent du tartre dû à la protection cathodique ou de l'accumulation de carbonates provenant de la biominéralisation microbienne4, soit (2) par des organismes calcaires, qui sont généralement constitués d'invertébrés marins9. Les dépôts calcaires et la croissance marine coexistent souvent sur les surfaces submergées, et il est nécessaire de comprendre comment les sources biotiques et abiotiques interagissent pour produire des contre-mesures plus larges contre l'encrassement marin10. Ceci est crucial car il peut y avoir des différences potentielles dans la dynamique d’adhésion sur les surfaces avec protection cathodique où la formation du film de conditionnement initial est à base de calcaire2,4,11, par rapport au film à base de matière organique dans les modèles de succession de bio-encrassement typiques9,12.

Les biofilms sont également un élément essentiel de la croissance marine car ils constituent le fondement de la communauté des bio-encrassements, les interactions entre le substrat et la surface, ainsi que la dynamique entre les organismes micro- et macro-salissures, étant des cibles majeures pour les études de contrôle du bio-encrassement6. . Les biofilms et leurs croissances associées sont des assemblages complexes, nécessitant une expertise interdisciplinaire pour comprendre les propriétés et les mécanismes de formation et de propagation des biofilms13. Les biofilms marins sont responsables de milliards de dollars de dommages aux structures immergées et sous-marines en raison de leur implication dans l'encrassement biologique et la corrosion sous influence microbienne (CMI), mais le manque de compréhension de la manière dont les biofilms multi-espèces se développent a entravé les progrès dans la création de produits anti-corrosion efficaces. -contrôles de l'encrassement biologique14. Les modèles limités de formation de biofilms n’ont pas permis de mieux comprendre le processus de développement dans divers contextes, des expérimentations supplémentaires étant nécessaires pour concevoir des stratégies anti-croissance pour les biofilms multi-espèces in situ tels que ceux observés dans les environnements marins15.