Effet lotus - Définition

Historique

Bien que le phénomène de l’auto-nettoyage du lotus soit connu en Asie depuis au moins 2000 ans (le lotus est entre autres le symbole de la pureté dans la religion bouddhique), ce n’est que depuis le début des années 70 avec l’introduction du microscope électronique que le phénomène lotus a été étudié par le botanniste Wilhelm Barthlott (Barthlott et Ehler, 1977; Barthlott et Wollenweber, 1982; Barthlott, 1992). À l’origine, les travaux ont été surtout conduits sur la capucine. La première analyse scientifique fondamentale eu lieu sur les feuilles de lotus (Barthlott et Neinhuis, 1997). Dans le milieu des années 1990 ces deux auteurs réussirent également la première transposition sur des prototypes techniques et les premières coopérations industrielles virent le jour. Les procédés sont brevetés. Depuis la fin des années 1990 ce sont avant tout des scientifiques en physique et science des matériaux qui ont exploré ce phénomène de façon intensive et il existe entre-temps une littérature extrêmement importante ainsi que des douzaines de brevets qui découlent du brevet Lotus-Effekt®.

Pour le décodage du principe de fonctionnement des surfaces auto-nettoyantes du lotus et son application en matière de produits techniques, les travaux de Wilhelm Barthlott ont été récompensés par de nombreux prix (Prix Karl-Heinz Beckurt en 1997, nomination pour le “Prix allemand du Président de la République” en 1998, Prix de la recherché de la Fondation Philip Morris en 1999, Prix allemand de l’environnement en 1999, Prix de l’Innovation du Ministére Fédéral de l’Education et de la Recherche en 2005 entre autres).

Utilisation industrielle

Dans le cas d’auto-nettoyage par des surfaces microscopiques et nanoscopiques superhydrophobes, il s’agit d’un phénomène purement chemico-physique que l’on peut appliquer de facon biomimétique à des surfaces techniques. Le premier produit commercial a été en 1999 la peinture auto-nettoyante pour façades (Lotusan®). Entre-temps il existe avec ce seul produit environ 50 000 bâtiments de par le monde qui ont été enduits de “revêtements-Lotus”.

Les verres auto-nettoyants d’après le principe du lotus de la société Ferro GmbH constituent un autre domaine d’utilisation: ils ont été installés dans les capteurs optiques situés aux péage des autoroutes allemandes. La Société EVONIK AG a, quant à elle, développé des prototypes de laques et de matières plastiques.

Une entreprise textile italienne a appliqué le principe du effet lotus à des tissus.

La publicité utilise souvent à dessein la dénomination mensongère “easy to clean “ (facile à nettoyer) pour des surfaces qui n’ont rien à voir avec les surfaces auto-nettoyantes d’après le principe du Lotus.

Littérature

• Barthlott, W. & Ehler, N. (1977): Raster-Elektronenmikroskopie der Epidermis-Oberflächen von Spermatophyten. Trop. subtrop. Pflanzenwelt 19, Akad. Wiss. Lit. Mainz. F. Steiner Verlag, Stuttgart, 110
• Barthlott, W. (1990): Scanning electron microscopy of the epidermal surface in plants. In: Claugher, D. (ed.) Application of the scanning EM in taxonomy and functional morphology. Systematics Association's Special Volume. Clarendon Press, Oxford, 69-94
• Barthlott, W. & Neinhuis, C. (1997): Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces. Planta 202, 1-8
• Cerman, Z., Stosch, A. K. & Barthlott, W. (2004): Der Lotus-Effekt®. Selbstreinigende Oberflächen und ihre Übertragung in die Technik. Biologie in unserer Zeit 5: 290-296
• Forbes, P. (2005): The Gecko’s Foot, Bio-inspiration – Engineering New Materials and devices from Nature. Fourth Estate, London, 272 p
• Forbes, P. (2008): Self-Cleaning Materials. Scientific American, Vol. 299 No. 2, 67-75
• Guillot, A., Meyer, J.-A. (2008): La bionique - Quand la science imite la Nature, Dunod, Paris (ISBN 978-2-10-050635-4)
• Herminghaus, S. (2000): Roughness-induced non-wetting. Europhysics Letters 52, 165-170
• Koch, K., Bhushan, B. & Barthlott, W. (2008): Diversity of structure, Morphology and Wetting of Plant Surfaces. Soft matter, in press
• Lafuma, A. & Quéré, D. (2003): Superhydrophobic states. Nature Materials 2, 457-460
• Neinhuis, C. & Barthlott, W. (1997): Characterization and distribution of water-repellent, self-cleaning plant surfaces. Annals of Botany. 79, 667-677
• Reyssat, M., Quéré, D. (2006): L'effet lotus. Pour la science, septembre 2006, 34-40
• Solga, A., Cerman, Z., Striffler, B. F., Spaeth, M. & Barthlott, W. (2007): The dream of staying clean: Lotus and biomimetic surfaces. Bioinspiration & Biomimetics 2, 1-9
• von Baeyer, H. C. (2000): The Lotus Effect. The Sciences, 12-15