Période de projet

2020 – 2023.

Equipe projet et coordinateur

• Centre de Stockage de l’Energie et Revêtements Multifonctionnels (SERM) Fondation ;
• MAScIR “Moroccan Foundation for Advanced Science, Innovation and Research”
• Laboratoire Physique des Matériaux et Subatomique LPMS, FS UIT Kénitra.

Le contexte :

Le verre utilisé dans le secteur de bâtiment (façade mur-rideau) et dans les modules photovoltaïques est soumis à un environnement occasionnant de multiples sources de pollution et d’encrassement. Ce dernier reste le principal problème qui affecte les installations vitrées à savoir : les bâtiments vitrés, les façades mur-rideau et les panneaux photovoltaïques etc.  Ce qui exige un entretien régulier afin de conserver l’esthétique, la transparence et surtout le rendement de ces installations. Des alternatives au nettoyage conventionnel (par aspersion de l’eau) ont récemment émergé, dans le but non seulement d’apporter des solutions aux problèmes liées au nettoyage conventionnel, mais aussi pour offrir des gains de performance et de rentabilité. Ces solutions consistent à déposer à la surface du verre un revêtement transparent, qui possède des propriétés autonettoyantes.  C’est donc dans cette optique que s’inscrit le présent projet de thèse, qui vise la production de plusieurs solutions de gammes étendues de revêtements autonettoyants et transparents à base de la nanotechnologie, afin de réduire les opérations d’entretien sur les surfaces vitrées.

Les objectifs :

Ce travail a pour objectif de développer des solutions qui possèdent des propriétés autonettoyantes à base du procédé Sol-Gel, en utilisant des matériaux respectueux de l’environnement. Par conséquent le but ultime est de préparer de couches minces stables, durables, avec des techniques de dépôt simples à mettre en œuvre à grande échelle, tout en conservant les propriétés du support choisi.

L’objectif s’appuie sur le contrôle de la mouillabilité de surface, ce qui permet de proposer deux technologies de revêtements auto nettoyants. La première est basée sur des revêtements qui possèdent des propriétés super-hydrophile et photo-catalytique, tandis que la deuxième est basée sur la préparation des films hydrophobesou super-hydrophobes. La validation des propriétés mécaniques et celles des verres à couche selon des normes standardisées ISO et ASTM sont indispensables dans ce travail.

Partenaire de financement

Ce travail de recherche est financé avec les fonds propres du centre Stockage de l’Energie et Revêtements Multifonctionnels (SERM)de la fondation MAScIR, en collaboration avec le laboratoire Physique des Matériaux et Subatomique de la Faculté des Sciences de Ibn Tofail de Kénitra.

Impact scientifiques, environnementaux, économiques :

Les solutions proposées par ce présent projet, offrent un large choix de plusieurs solutions innovantes, basées sur le contrôle de la mouillabilité de surface par la préparation des films (super-hydrophobe, hydrophobe et super-hydrophile) en gardant les propriétés optiques du verre. Des études dans les conditions naturelles (outdoor) pour le suivi des propriétés du verre autonettoyant ont été réalisées. Le choix du procédé Sol-Gel permet la préparation des vernis stables (solutions autonettoyantes), ainsi que l’utilisation de techniques simples d’élaboration de couches minces telles que le spray coating,le spin coating et/ou le dipcoating ce qui permet une intégration rapide à l’échelle industrielle.

Les composés fluorés sont généralement les additifs les plus utilisés pour réduire l’énergie de surface du support (cas des films hydrophobe ou superhydrophobe), cependant, ils peuvent présenter des risques pour la santé humaine et l’environnement. Donc, ils sont progressivement retirés du marché. Aucun des précurseurs utilisés dans cette étude ne contient de fluor, et tous les précurseurs utilisés sont respectueux de l’environnement.  Les techniques d’élaboration de couches minces utilisées sont simples à mettre en œuvre et ne nécessitent pas une atmosphère contrôlée, ce qui implique que les solutions proposées sont rentables, facile à mettre en œuvre et compétitives aux produits déjà présents sur le marché.

Les résultats de ce travail permettront la proposition et le développer une startup et son évolution accélérera la mise à l’échelle, la création d’emplois et la promotion de produits 100% marocaines avec une expertise locale.

Résumé graphique

Le verre super-hydrophile

Le verre super-hydrophobe