Friction, corrosion, et les biofilms sont trois problèmes majeurs dans le transport maritime. Le projet de recherche "Air-retaining Surfaces" (ARES) - un projet de collaboration de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) et des universités de Bonn et de Rostock - étudie de nouveaux types de revêtements de navires qui retiennent en permanence une couche d'air sous l'eau et, Donc, aider à réduire considérablement les trois problèmes. L'ARES s'est vu attribuer le Prix de Validation par le Ministère fédéral de l'éducation et de la recherche (BMBF).

« Outre la recherche et l'enseignement, l'innovation est l'une des trois tâches centrales égales du KIT. Ce que nous essayons de faire, c'est de rendre les découvertes scientifiques utilisables pour l'industrie et la société, " déclare le Président du KIT, Professeur Holger Hanselka. "D'où, Je suis heureux qu'un projet coordonné par le KIT sur de nouveaux revêtements de navires se soit vu décerner le prix de validation par le BMBF cette année. Je félicite très cordialement Thomas Schimmel et son équipe de chercheurs du KIT ainsi que des universités de Bonn et de Rostock pour ce succès."

ARES étudie de nouveaux revêtements de navires, au moyen duquel une couche d'air est retenue en permanence sous l'eau, ce qui réduit considérablement la résistance au frottement des surfaces. À la fois, la libération de substances toxiques par les peintures des navires et les biofilms (encrassement) et la corrosion sont empêchées par l'enveloppe d'air entre le navire et l'eau. Coordinateur Thomas Schimmel, qui travaille à l'Institut de Physique Appliquée (APH), l'Institut de nanotechnologie (INT), et le Material Research Center for Energy Systems (MZE) du KIT, et son groupe développent des surfaces retenant l'air sous l'eau sur la base de l'effet salvinia.

L'effet salvinia étudié par le physicien professeur Thomas Schimmel du KIT et le botaniste professeur Wilhelm Barthlott de l'université de Bonn en étroite collaboration avec l'expert en mécanique des fluides le professeur Alfred Lederer de l'université de Rostock permet à certaines plantes, comme la fougère aquatique Salvinia molesta, respirer sous l'eau. Dans ce but, la fougère aquatique est recouverte de poils spéciaux qui ressemblent à de petits fouets et se caractérisent par une hétérogénéité chimique particulière :tandis que les poils individuels sont hydrofuges, chaque cheveu a une pointe attirant l'eau qui adhère à l'eau et stabilise en permanence la couche d'air retenue. Dans le cadre de son programme de financement « Validation du potentiel d'innovation technologique et sociale de la recherche scientifique, " le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche a soutenu le projet ARES. Le Prix de validation est décerné aux projets exceptionnels qui ont réussi à transférer les résultats obtenus dans une phase de validation à l'application.

"Après avoir compris l'effet salvinia, nous avons réalisé l'énorme potentiel économique et écologique de sa mise en œuvre technique, ", explique Thomas Schimmel. Environ 90 % du commerce international mondial se fait par voie maritime. Si les navires sont entourés d'une enveloppe d'air sous l'eau, les trois problèmes majeurs du transport maritime pourraient être résolus :la friction, corrosion, et les biofilms. "Nous avons développé des surfaces artificielles qui retiennent une telle couche d'air sous l'eau. Les prototypes antérieurs que nous avons placés sous l'eau il y a plus de cinq ans sont toujours recouverts d'une couche d'air permanente."

Sur la base de telles surfaces qui retiennent en permanence l'air sous l'eau ("Air Coating Technology"), de nouveaux revêtements bioniques pour vaisseaux doivent être développés, à la suite de quoi le navire sera entouré d'une enveloppe d'air sous l'eau. Le nouveau, une technologie respectueuse de l'environnement a un énorme potentiel pour réduire la friction et peut également servir de base à un revêtement "anti-fouling" respectueux de l'environnement qui ne libère aucun poison dans la mer et assure en outre une protection contre la corrosion. Jusque là, les coques des navires ont été recouvertes de peintures antisalissures contenant des métaux lourds pour empêcher la sédimentation des algues et des coquillages.

« Nous avons démontré que la technologie Air Coating réduit les frottements d'environ 20 %, comme la friction entre le navire et l'eau est remplacée par la friction entre le navire et l'air, " explique Thomas Schimmel. " A l'avenir, ces surfaces innovantes pourraient augmenter l'efficacité énergétique et, Par conséquent, contribuer à la protection de l'environnement."

Présentement, la technologie Air Coating est en cours de développement. Dans le cadre du projet européen AIRCOAT coordonné par Thomas Schimmel, les partenaires utilisent un système de film auto-adhésif pour retenir les couches d'air sur les surfaces sous l'eau. Tout à fait, dix partenaires participent au projet financé par la Commission européenne dans le cadre du programme Horizon 2020. Dans le cadre d'un projet financé par la Fondation Baden-Württemberg et également géré par Schimmel, d'autres applications de la technologie Air Coating sont étudiées. De plus, le spin-off ACT Aircoating Technologies GmbH a été créé pour commercialiser la nouvelle technologie.