Pour rendre les navires et les sous-marins plus glissants, l’Office of Naval Research (ONR) de la marine américaine parraine le développement d’un revêtement «omniphobe» qui repousse non seulement l’eau, mais beaucoup d’autres substances comme le pétrole, l’alcool et même le beurre d’arachide. Anish Tuteja, professeur agrégé de science et d’ingénierie des matériaux à l’Université du Michigan, a créé un revêtement chimique clair et durable pour l’ONR, conçu pour réduire la friction de la coque, rendant les navires plus éco-énergétiques et plus discrets.
Regarder un navire passer, surtout à la voile, par une journée raisonnablement calme semble presque magique. Au fur et à mesure que la coque se faufile dans l’eau, elle semble parcourir sans effort la moindre résistance. Mais c’est loin d’être vrai. Parce que l’eau est capable de mouiller la coque, elle s’accroche à la surface, produisant un frottement et donc une traînée. Et si la coque est encrassée par des bernacles et des coraux, le problème empire.
«Un pourcentage important de la consommation de carburant d’un navire (jusqu’à 80% à basse vitesse et de 40 à 50% à haute vitesse) sert à maintenir sa vitesse et à surmonter la traînée de friction», explique Ki-Han Kim, administrateur du programme « Sea Warfare and Weapons Department » de l’ONR. « Si nous pouvions trouver un moyen de réduire drastiquement la résistance à la friction, les navires consommeraient moins de carburant ou d’énergie de la batterie, et profiteraient d’un plus grand rayon d’actions pour les opérations. »
Non seulement réduire la friction est une question d’efficacité croissante, mais aussi de furtivité. La friction et la traînée produisent de la turbulence, ce qui crée du bruit qui peut être capté par un sonar. Idéalement, une coque lisse et sans frottement serait une coque silencieuse qui permettrait aux navires et aux sous-marins de fonctionner à des vitesses plus élevées avec moins de chance d’être détectés.
Une façon d’y parvenir est d’utiliser des revêtements spéciaux qui repoussent l’eau et d’autres liquides plutôt que d’être mouillés par eux. De tels revêtements sont bien connus et ont été utilisés dans tout, des bouteilles de condiments aux revêtements de murs extérieurs pour décourager le fait d’uriner en public. Le truc difficile est de développer un revêtement avec un large spectre de comportement phobique, de sorte qu’il va non seulement repousser l’eau, mais d’autres liquides comme l’huile ou les graisses. En outre, le revêtement doit être pratique, ce qui signifie qu’il doit être durable.
« Les chercheurs pourraient prendre une matrice polymère très durable et une charge très répulsive et les mélanger », explique Anish Tuteja. « Mais cela ne donne pas nécessairement un revêtement durable et répulsif. Les différents polymères et charges ont des miscibilités différentes [la capacité de deux substances à se mélanger]. Et simplement combiner les constituants individuels les plus durables ne donne pas le revêtement composite le plus durable. »
Le nouveau revêtement omniphobe développé par Anish Tuteja n’a pas été révélé, mais il a été développé par son équipe en utilisant une base de données informatique de produits chimiques connus et en les soumettant à une modélisation complexe pour prédire comment ils interagiraient entre eux et quelles pourraient être leurs propriétés. Le produit final était une substance optiquement claire, semblable à du caoutchouc, qui pouvait être pulvérisée et se lier étroitement à de nombreuses surfaces, tout en étant résistante aux égratignures, aux bosses et à d’autres abus.
Selon Anish Tuteja, le revêtement a des applications autres que la peinture des coques, y compris en tant que protecteur pour les capteurs, les unités radar et les antennes contre les intempéries. Le composé est encore testé, mais l’équipe est confiante sur le fait qu’elle sera prête pour une utilisation militaire et civile à petite échelle dans les deux prochaines années.
https://www.onr.navy.mil/en/Media-Center/Press-Releases/2018/Navy-Developing-Ship-Coatings
