Les surfaces anti-adhérentes contre les bactéries

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Lorsque l’on pense aux surfaces antibactériennes, c’est l’aspect biocide qui vient à l’esprit en premier lieu. Pourtant, de nombreuses surfaces anti-adhérentes, aux propriétés bactériostatiques (qui ne tuent pas mais empêchent le développement) ont été développées, avec des méthodes plus ou moins durables dans le temps.

L’hydrophobie contre l’accroche bactérienne

Le caractère hydrophile ou hydrophobe d’une surface, c’est-à-dire sa capacité à attirer ou non l’eau, est crucial pour évaluer son aspect anti-adhérent. Sur une surface très hydrophile, les gouttes d’eau vont s’étaler un maximum, pour former un film. Une surface hydrophobe au contraire repoussera l’eau qui restera sous forme de gouttelette.

Concernant les surfaces « faiblement » hydrophobes ou hydrophiles, de nombreuses études montrent que l’adhésion bactérienne n’est pas réellement affectée par cette propriété. En revanche, il existe des surfaces dites superhydrophobes (et superhydrophiles) qui sont moins favorables au développement bactérien.

Dans ces cas particuliers, les bactéries vont être retirées très facilement, car la surface ne pourra pas être salie par des substances humides, qui n’adhèreront pas.

Les traitements anti-adhérents

Il existe différentes manières d’obtenir des surfaces superhydrophobes, notamment par des traitements de surface par plasma. Le plasma est un « gaz ionisé », qui permet de prendre les surfaces très réactives et de greffer des atomes ou des molécules superhydrophiles ou hydrophobes (comme le Téflon avec un plasma fluoré) de manière efficace. Cependant, le procédé est rarement applicable à de grandes surfaces, ou alors il est peu durable.

On peut aussi réaliser du greffage de molécules par des traitements chimiques qui permettent d’obtenir des surfaces avec des polymères « en brosse » (cf photo suivante), qui permettent d’éloigner la bactérie de la surface et de l’empêcher d’adhérer. Cependant, la solution est ici peu durable, car elle ne résistera pas à des nettoyages intensifs.

hygiene laboratoire bactérie prévention surfaces anti-dhérentes polymères en brosse

La nanostructuration de surface

Pour rendre une surface superhydrophobe, un autre procédé peut être employé : la nanostructuration de surface. Il s’agit de créer une nanorugosité très régulière sur un matériau déjà hydrophobe. L’eau se déposant dessus ne va pas réussir à s’introduire dans les nano-interstices, mais va au contraire reposer principalement sur l’air, et ne va donc pas s’étaler.

hygiene laboratoire bactérie prévention surfaces anti-dhérentes nanostructuration

La goutte restant sous forme sphérique pourra s’écouler très rapidement, et emporter avec elle les saletés présentes sur la surface. C’est ce qu’on appelle l’effet « lotus », car les feuilles de ce végétal possèdent cette propriété.

Plusieurs surfaces artificielles ont été développées sur ce principe. Mais encore une fois, il est difficile d’envisager une production à grande échelle de ce type de produit pour couvrir les murs d’usines agroalimentaire. De plus, les nanostructurations ne résisteront pas aux traitements au jet d’eau à haute pression, ces surfaces sont malheureusement très fragiles et encore expérimentales.

Surfaces anti-adhérentes : des solutions pour l’industrie ?

Ces surfaces anti-adhérentes ont cependant de l’avenir ! Elles ont été embarquées à bord de la station spatiale ISS l’année dernière et testées par Thomas Pesquet dans l’optique d’être utilisées plus tard dans le domaine spatial.

Hygiène laboratoire bactérie prévention surfaces antibactériennes "intellgentes"
Les quatre porte-échantillons Matiss seront tous installés dans des endroits différents du laboratoire Columbus. Thomas Pesquet les récupérera dans trois mois et les redescendra sur Terre où ils seront analysés. © Esa, Nasa

Dans l’avenir, il est probable que de telles surfaces soient rendues durables et résistantes aux nettoyages répétitifs nécessaires dans les environnements à hygiène contrôlée. En attendant, il est prudent de s’intéresser à des solutions plus simples à mettre en œuvre, avec des surfaces les plus lisses possibles, qui limiteront l’accroche bactérienne.

Pour aller plus loin

  • Nanoprotection et les surfaces extérieures
  • Le traitement de surface par plasma
 

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2 commentaires

  1. Bonjour,
    Je suis tombé sur votre article un peu par hasard en faisant des recherches sur l’hygiène en cuisine.
    J’ouvre prochainement un restaurant du côté de Beauvais et je rénove les cuisines (elles en avaient bien besoin!).
    J’en suis toujours au choix des matériaux mais j’ai plusieurs sons de cloches sur les surfaces à choisir notamment pour le sol et les murs. Je souhaite bien évidemment être aux normes d’hygiènes mais surtout ne pas passer des heures à astiquer la faïence comme j’ai déjà pu le faire auparavant.
    Les conseils qui reviennent le plus sont l’utilisation de panneaux lisses pour les murs et un sol en résine mais j’ai peur que cela soit trop glissant. Qu’en pensez-vous?

    1. Bonjour Patrice, et merci pour votre commentaire! Concernant les murs en panneau lisse, effectivement c’est l’option à privilégier pour une hygiène parfaite de votre cuisine. Les sols en résine sont quant à eux conçus pour être antidérapants, pas d’inquiétude à avoir, et ils se lavent également très facilement. Bonne chance pour votre projet. Sophie Martin

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