Agents mouillants dans les formulations de pesticides – fonction et importance

L’efficacité de la pulvérisation dépend de nombreux facteurs. L’un des plus importants est la capacité de la solution pesticide à adhérer aux plantes. L’hydrophobie naturelle des feuilles réduit considérablement l’efficacité des produits phytosanitaires , car les gouttelettes rebondissent et ruissellent. L’ajout d’agents mouillants à la formulation modifie les propriétés des pesticides liquides. Il s’agit généralement de molécules tensioactives, spécialement conçues pour réduire la tension superficielle de l’eau. Leur forte teneur en eau peut constituer un défi majeur dans divers secteurs, notamment l’agriculture [ 1, 2].

Comment fonctionnent les agents mouillants ?

L’efficacité réduite des pulvérisations constitue un défi majeur en agriculture. La première étape pour optimiser les performances des pesticides consiste à comprendre l’impact des différents composants de la formulation sur ses propriétés. Dans ce contexte, les agents mouillants ont des fonctions bien définies ^{[ 1, 2]} : – Réduire la tension superficielle des liquides – la tension superficielle de l’eau est naturellement élevée. Sa surface offre une forte résistance aux forces extérieures car les molécules proches de l’interface sont attirées vers l’intérieur par les molécules voisines. Les agents mouillants sont conçus pour réduire la tension superficielle. Ceci est possible grâce à leur structure caractéristique. Les molécules d’agents mouillants sont composées de deux parties : hydrophile et hydrophobe. Adsorbées à l’interface, grâce à leur agencement spécifique, elles rompent le réseau de liaisons hydrogène responsables des forces de cohésion entre les molécules.

– Augmentation de la surface de contact : lorsqu’une goutte de liquide entre en contact avec une surface solide, elle s’étale initialement par inertie. Son comportement ultérieur dépend de nombreux paramètres, notamment la taille de la goutte, sa vitesse, la mouillabilité de la surface et la tension superficielle. La réduction de l’angle de contact améliore l’étalement du liquide : il peut couvrir une plus grande surface, y compris des feuilles et des tiges entières, car les gouttelettes sphériques et convexes s’aplatissent pour former une couche uniforme. Par ailleurs, la diminution de la tension superficielle réduit l’énergie nécessaire à l’étalement des gouttelettes, affaiblissant ainsi la cohésion du liquide et renforçant son adhésion.

– Amélioration de l’infiltration stomatique : une meilleure distribution du liquide pulvérisé permet aux substances actives d’atteindre même les parties difficiles d’accès de la plante. La réduction de la tension superficielle et de l’angle de mouillage par les agents mouillants dans les pesticides favorise la pénétration du liquide pulvérisé à travers les stomates, permettant une pénétration et une absorption plus profondes dans les tissus végétaux. Ce mécanisme accroît l’efficacité du traitement, permettant une réduction de la dose de substance utilisée tout en minimisant le risque de phytotoxicité. La réduction de la viscosité des suspensions et le soutien de l’action des dispersants sont essentiels . Les formulations de suspensions nécessitent une homogénéisation préalable à l’aide d’un mélangeur à grande vitesse et un broyage dans un broyeur à billes. Grâce à leurs petites molécules, les agents mouillants sont mobiles, atteignent rapidement les surfaces nouvellement formées lors du broyage, s’y adsorbent, réduisant ainsi la friction entre les grains et abaissant la viscosité de la suspension. Ceci est important lors du broyage, car cela évite une génération de chaleur excessive et réduit l’énergie requise. Les agents mouillants aident également les molécules de dispersant à s’adsorber sur les grains et à combler les espaces entre eux, ce qui rend les suspensions plus stables.

Agents mouillants en agriculture – la clé d’une pulvérisation efficace

Bien que l’agriculture moderne recherche constamment de nouvelles solutions pour soutenir la production agricole, elle continue de prendre des initiatives pour accroître l’efficacité des solutions existantes. Les additifs aux formulations de pesticides influencent considérablement l’efficacité de la pulvérisation, résolvant les problèmes liés à la présence d’une couche cuticulaire hydrophobe et de poils recouvrant les feuilles des plantes ^[3] . L’un des principaux avantages de l’utilisation d’agents mouillants en agriculture est l’ augmentation significative de la surface couverte par la pulvérisation . Le produit est réparti uniformément sur toute la plante, même dans les zones difficiles d’accès. La substance pesticide, qui atteint la plante sans interruption, agit mieux et permet ainsi de sélectionner la dose optimale. Généralement, une plus grande efficacité de pulvérisation signifie que des doses plus faibles sont nécessaires. Outre la protection de l’environnement, c’est une opportunité de réduire les coûts globaux et de réaliser de réelles économies ^[3] .

PCC Exol , fabricant d’agents mouillants professionnels pour la formulation de produits phytosanitaires ?

Le choix d’un agent mouillant approprié repose sur plusieurs critères importants. Le point fondamental est la compatibilité avec les autres ingrédients de la formulation, ainsi que l’absence d’impact négatif sur les plantes ciblées. Les propriétés physico-chimiques, telles que la solubilité dans l’eau et la résistance aux conditions environnementales, sont tout aussi importantes. Des substances appelées tensioactifs sont utilisées pour améliorer les propriétés mouillantes des formulations de pesticides. Il s’agit d’un groupe très diversifié de composés aux propriétés tensioactives. Leur caractéristique principale est la structure amphiphile de la molécule, composée d’une « tête » (partie hydrophile présentant une forte affinité pour les composés polaires) et d’une « queue » (interagissant fortement avec les composés non polaires). Cependant, dans la plupart des cas, les tensioactifs ont une structure plus complexe, avec de longues chaînes linéaires (groupes hydrophiles), des chaînes ramifiées (groupes hydrophobes) et peuvent également contenir plusieurs groupes hydrophiles ou hydrophiles à différents endroits. Cette structure unique permet aux tensioactifs de réduire la tension superficielle entre différentes phases, facilitant ainsi l’étalement des liquides et le mouillage des surfaces. Il convient de noter que la cinétique de réduction de la tension superficielle d’une solution de pesticide par les tensioactifs dépend des parties hydrophiles et hydrophobes fonctionnelles de leur structure moléculaire ^{[4, 5]} . Selon la présence de groupes fonctionnels et leur charge, les tensioactifs sont classés en anioniques , cationiques , non ioniques et amphotères (ces derniers possédant à la fois des groupes cationiques et anioniques). Choisir le tensioactif approprié n’est pas chose aisée. Les tensioactifs anioniques présentent de bonnes propriétés moussantes, tandis que les tensioactifs cationiques (comme le ROKAmin K15K ) génèrent beaucoup moins de mousse mais sont toxiques pour les plantes car ils se lient aux phospholipides chargés négativement et endommagent les membranes cellulaires ; leur utilisation par pulvérisation est donc déconseillée. À concentration égale et de structure similaire, les tensioactifs ioniques présentent une tension superficielle plus élevée et une moindre capacité d’organisation à l’interface que les tensioactifs non ioniques, en raison de l’interaction répulsive due aux groupes homonymes. À cela s’ajoute la présence de charges qui peuvent s’accumuler sur les feuilles. Celles-ci se chargent généralement négativement du fait de la présence de groupes carboxyle et phénoliques et d’une meilleure adsorption des anions à leur surface. En revanche, les feuilles se chargent beaucoup moins fréquemment positivement, et ce, uniquement dans certaines conditions ^{[ 4, 5]} . Par conséquent, les tensioactifs les plus couramment utilisés sont non ioniques, et leur concentration est souvent déterminée en fonction de la relation entre la réduction de la tension superficielle, la formation de mousse et l’efficacité de la croissance des plantes. Il est déconseillé de dépasser les concentrations recommandées d’agents mouillants, car il a été observé que le dépassement de la concentration critique de micellisation pour un tensioactif donné n’améliore pas les résultats ; au contraire, il peut réduire l’efficacité de la pulvérisation et même inhiber la croissance des cultures. En général, l’utilisation de quantités différentes de tensioactifs conduit à des propriétés de mouillage différentes ^{[ 4, 5]} .

Parmi les tensioactifs, les composés organosiliciés , appelés polysiloxanes, méritent une attention particulière. Ce sont des polymères dont la structure contient des atomes de silicium et d’oxygène liés en chaînes ou en réseaux. Ils peuvent être modifiés par l’ajout de polyéthylène glycols (PEG) pour une meilleure émulsification dans l’eau. Les additifs aux formulations à base de polysiloxanes sont très efficaces. Ces tensioactifs assurent une absorption rapide et une forte rétention des produits agrochimiques par les plantes. Ils sont également résistants au lessivage par la pluie ou l’irrigation, contrairement à d’autres agents mouillants. Ils sont non toxiques, mais biodégradables dans une certaine mesure en raison de la stabilité de leurs liaisons silicium-carbone ^{. Un autre} groupe de tensioactifs largement utilisé est celui des composés à base d’alcool , principalement les alcools gras alcoxylés ( groupe de produits ROKanol ). Leur HLB se situe généralement entre 8 et 14. Cette valeur est suffisante pour que les tensioactifs se dissolvent dans l’eau, sans être trop élevée au risque de rendre les gouttelettes pulvérisées trop hydrophiles. Une valeur HLB appropriée leur permet de mieux s’étaler sur la cuticule des feuilles. Les ROKAnol des séries L, D, DB, GA, ID, IT et NL méritent une attention particulière. Les alcools gras subissent une éthoxylation et une propoxylation qui leur confèrent des propriétés peu moussantes. La série ROKAnol LP , par exemple, ne génère pas de mousse. Leur principal avantage réside dans le fait qu’ils peuvent être obtenus à partir de matières premières naturelles, comme l’huile de coco (ROKAnol L et O) ^{[4, 5]} . Les copolymères séquencés EO/PO ( gamme ROKAmer ) , qui possèdent également une structure amphiphile, peuvent aussi être utilisés comme agents mouillants. La partie hydrophile est constituée d’unités d’oxyde d’éthylène, et la partie hydrophobe d’unités d’oxyde de propylène. Parfois, ils peuvent également contenir un fragment EO/PO aléatoire (ROKAmer B4000), ce qui abaisse leur point de fusion et leur confère de faibles propriétés moussantes. Après pulvérisation, ils retiennent l’humidité plus longtemps, ce qui permet à la substance active d’être absorbée plus longtemps par la plante. Les copolymères EO/PO présentent également des propriétés dispersantes et stabilisantes de suspension ( ROKAmer 6500 , 6500W , 6500BW et ROKAmer 1010 ), notamment pour les masses moléculaires moyennes, ce qui explique leur intérêt dans les formulations SC et FS ^{[4, 5]} . Les agents mouillants à groupe anionique sont un peu moins fréquemment utilisés dans les formulations de produits phytosanitaires. Il s’agit généralement de sulfates (groupes de produits SULFOROKAnol et SULFOBURSZTYNIAN ) ou d’esters phosphoriques ( groupe de produits EXOfos ). Un autre groupe, celui des tensioactifs amphotères, comprend les bétaïnes (gamme de produits ROKAmina), dont la ROKAmina K30B est particulièrement appréciée. Il convient également de noter qu’elles sont souvent choisies pour les formulations SL avec du glyphosate en raison de leur effet synergique. Ces tensioactifs sont moins fréquemment utilisés en raison de leurs propriétés moussantes, mais ils le sont également, notamment dans certaines formulations SL ^{[4, 5]} . En résumé : le choix d’agents mouillants utilisés dans les formulations de produits phytosanitaires est très vaste, et de nouveaux produits sont constamment développés pour répondre aux exigences des fabricants. Récemment, les tensioactifs d’origine naturelle, facilement biodégradables, respectueux de l’environnement et sans danger pour les consommateurs, ont gagné en importance. Cette tendance s’accentue et est liée à la prise de conscience environnementale croissante de la société. Lire aussi : Agents mouillants dans les engrais foliaires