Microplastiques – Opportunité de se démarquer

Figure 1 : Pour une évaluation différenciée, il convient également de prendre en compte ce qui suit : le microplastique n'est souvent pas seulement du plastique, mais contient potentiellement des traces de substances introduites involontairement et pouvant être dangereuses. Cela inclut, par exemple, l'antimoine provenant du catalyseur à l'antimoine trioxide, le mercure, le plomb, le cadmium et bien d'autres. On peut suivre ces traces de contaminants en combinant des données de contamination et des comparaisons de données, par exemple avec une combinaison de EDX (spectroscopie de fluorescence X à dispersion d'énergie) et de FTIR (spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier), ainsi qu'un logiciel « EDXIR » pour le traitement simultané des données provenant des deux méthodes. (Image : Shimadzu)

Le microplastique est arrivé dans la société au double sens du terme. Sur le plan chimico-analytique, il a déjà été détecté dans le tractus gastro-intestinal, le sang, la lymphe et le foie d’animaux¹ et même dans les selles humaines². Il est également devenu un sujet politique pour un large public – une incitation pour les chercheurs à apporter clarté et ordre dans ce domaine complexe et à identifier les éventuels besoins d’action pour les entreprises concernées.

« Ceux qui s’occupent des problèmes environnementaux en tant que chercheurs ne peuvent aujourd’hui pas faire l’impasse sur le microplastique », déclare clairement le Prof. Dr. Bernd Nowack du groupe d’évaluation et de gestion des risques environnementaux à l’Empa de Saint-Gall. « Mais il est important de définir de quoi nous parlons ici. Une distinction essentielle est celle entre microplastique primaire et secondaire. »

Les plastiques utilisés de manière ciblée

En général, on désigne par microplastiques des particules de plastique de moins de 5 millimètres. Le microplastique primaire est ajouté intentionnellement à certains produits pour atteindre des propriétés spécifiques, comme les microbilles dites pour les cosmétiques. Elles doivent, en tant qu’agents exfoliants, donner à la peau un aspect frais, servir de charge ou de film protecteur, et contrôler la viscosité – manifestement de véritables polyvalents.

Le microplastique joue également un rôle dans les processus techniques. Une étude de l’Université de Bâle a par exemple mis en évidence dans le Rhin des billes d’échange d’ions en résines échangeuses (par exemple à base de polystyrène)³.

Pour le microplastique primaire, le fabricant peut agir. Beaucoup saisissent cette opportunité pour remplacer, par exemple, les polymères synthétiques par des matériaux naturels (comme les coques de noix). En revanche, le microplastique secondaire, c’est-à-dire les déchets plastiques, pose un problème de gestion des déchets. Il se forme partout où, lors du lavage, des fibres synthétiques en polyester sont libérées⁴.

Il est crucial, tant pour le consommateur final que pour les processus chimiques et pharmaceutiques, de sensibiliser : le microplastique pourrait-il se détacher lors du traitement des matériaux et atteindre les eaux de surface ? Le processus lui-même pourrait-il libérer du microplastique dans l’environnement (par exemple, les billes mentionnées issues de résines échangeuses d’ions) ?

Ces questions deviennent d’autant plus urgentes qu’une modélisation menée par l’Institut de recherche sur les matériaux de l’Empa, sur le site de Saint-Gall, en collaboration avec l’Office fédéral de l’environnement, apporte un nouvel éclairage sur le sujet. Bien que l’étude ne soit pas encore publiée, on peut déjà en tirer quelques conclusions⁵ : le microplastique secondaire joue un rôle bien plus important dans le bilan environnemental global que le microplastique primaire. L’analyse a porté sur le flux de matériaux de sept plastiques couramment utilisés : LDPE (polyéthylène basse densité), HDPE (polyéthylène haute densité), PP (polypropylène), PS (polystyrène), EPS (polystyrène expansé / polystyrène mousse), PVC (polychlorure de vinyle) et PET (polyéthylène téréphtalate). Logiquement, il ne faudrait pas parler simplement de microplastique, mais de micro-LDPE, micro-HDPE, etc. L’analyse des flux de matériaux concerne essentiellement la question : quelle quantité d’un certain plastique est produite ? Comment les déchets sont-ils collectés et éliminés ? Comment des résidus, par exemple, se retrouvent-ils dans les eaux ?

Le besoin en analyses de plastiques

Les chercheurs ont d’abord constaté : pour l’échantillonnage, on a parfois « pêché » dans la rivière avec des filets à plancton, puis analysé la capture au microscope. Les plastiques, et en particulier le microplastique, peuvent ainsi être identifiés. « Dans l’ensemble, nous avons constaté, tant lors de la collecte d’échantillons que lors de l’analyse, des méthodes incohérentes, souvent uniquement qualitatives, et un manque de comparabilité entre les procédures utilisées », résume le Prof. Nowack ses expériences.

Une importance accrue et une complexité plus grande que pour le microplastique dans l’eau concernent l’analyse du sol. En effet, c’est là que se concentre la majorité, et il faut quantifier le carbone des polymères dans une matrice riche en carbone, ce qui n’est souvent possible qu’avec des dissolutions très agressives. Il existe donc un grand besoin en recherche analytique, en validation et en harmonisation des méthodes.

L’usure des pneus comme défi majeur

Une discipline analytique spécialisée de plus en plus importante est celle liée à l’usure des pneus. Au fil des années, d’importantes quantités de microplastiques se sont accumulées dans les sols. Parallèlement, les chimistes analytiques ont peu recherché cette source, car il est difficile d’identifier le caoutchouc de pneu dans un échantillon environnemental – plus difficile que le polyéthylène, par exemple.

Une certaine rassurance provient d’une évaluation du risque basée sur la réglementation européenne Reach. Celle-ci a donné des valeurs très faibles⁵.

« Parfois, il faut utiliser des grammes par litre de microplastique pour que les Daphnies, qui servent de « biosenseurs », réagissent », remarque le Prof. Nowack. « Le plastique est très inerte. Ainsi, le problème du microplastique pourrait être moins important qu’on le pense généralement. Cependant, il existe dans certains fleuves en Asie un risque légèrement supérieur. »

En Europe, le risque écotoxicologique lié au microplastique est faible, mais il ne peut être exclu. Des chercheurs locaux signalent également des signes selon lesquels le microplastique pourrait endommager le tractus gastro-intestinal en favorisant des réactions inflammatoires ou en étant associé à diverses substances contaminantes².

Il reste donc un besoin important en recherche sur le microplastique. Sa réduction dans les processus chimiques, pharmaceutiques et biotechnologiques est recommandée selon l’état actuel de la science, tout comme l’optimisation des méthodes analytiques pour sa détection. Cela signifie aussi : ceux qui travaillent selon la technique de pointe dans l’industrie ou dans des laboratoires spécialisés ont ici un terrain idéal pour se démarquer dans la compétition.

Références

1. http://www.chemie.de/news/1158036/erstmals-mikroplastik-im-menschen-nachgewiesen.html?WT.mc_id=ca0259 (consulté le 21.2.2019).
2. Évaluation des concentrations de microplastiques dans les selles humaines – Résultats préliminaires d’une étude prospective ; Philipp Schwabl, Bettina Liebmann, Sebastian Köppel, Philipp Königshofer, Theresa Bucsics, Michael Trauner, Thomas Reiberger ; présenté dans le cadre de l’UEG Week 2018 à Vienne, le 24 octobre 2018 [d’après la référence 1].
3. Mani T, Blarer P, Storck FR, Pittroff M, Wernicke T, Burkhardt-Holm P : Détection répétée de microbilles de polystyrène dans le Rhin inférieur. Environ. Pollut. 2019 fév ; 245 : 634-641.
4. Hernandez E, Nowack B, Mitrano DM : Les textiles en polyester comme source de microplastiques domestiques : étude mécanistique pour comprendre la libération de microfibres lors du lavage. Environ. Sci. Technol 2017, 51, 7036-7046.
5. Adam V, Yang T, Nowack B : Vers une évaluation du risque écotoxicologique des microplastiques : comparaison des données disponibles sur la dangerosité et l’exposition dans les eaux douces. Environ. Toxicol. Chem. 2019 ; 38(2) : 436-447.