Quelles sont les sources des microplastiques ? Comment atteignent-ils les océans ? Et pourquoi Ascandra est-il crucial pour répondre à cette préoccupation environnementale croissante ?
Le plastique est aujourd’hui utilisé dans nos industries, nos emballages, nos bâtiments et même nos vêtements. En 2019, 460 millions de tonnes (Mt) de plastique ont été produites dans le monde. La production mondiale cumulée de plastique devrait atteindre 34 milliards de tonnes d’ici 2050[1]. Le plastique a joué un rôle majeur dans la révolution industrielle et est le matériau le plus polarisant des temps modernes, mais sa production et sa consommation excessives ont également entraîné de nombreuses circonstances regrettables.
WHAT IS PLASTIC MADE OF?
Le mot plastique vient de « plasticus » (terme latin signifiant « moulable »). Les plastiques sont des polymères organiques de haut poids moléculaire, composés de divers atomes tels que le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le soufre et le chlore. La plupart des plastiques sont dérivés d’hydrocarbures provenant du pétrole brut, du gaz naturel et du charbon. Le type de plastique le plus courant est le thermoplastique, fabriqué à partir de produits pétrochimiques, notamment l’éthylène et le propylène. Ces matériaux sont transformés et façonnés en divers produits, tels que des bouteilles, des contenants, etc. Le plastique peut être développé pour obtenir différentes propriétés, telles que la résistance, la résistance à la chaleur, la flexibilité et la transparence, en ajoutant différents composés chimiques et en variant le procédé de fabrication.
HOW DO MICROPLASTICS FORM?
Les microplastiques peuvent se former par divers processus et sont classés en deux groupes :
- Les microplastiques primaires, qui sont des particules destinées à un usage commercial, comme les cosmétiques, ainsi que les microfibres, les microbilles et les fibres provenant des vêtements et autres textiles. On les retrouve également dans les technologies de projection d’air comprimé.
- Les microplastiques secondaires, qui sont des particules résultant de la décomposition d’objets en plastique plus volumineux, comme les bouteilles d’eau. On pense que les microplastiques pourraient se dégrader davantage et devenir des nanoplastiques. Cependant, à ce jour, le plus petit microplastique détecté dans les océans a un diamètre de 1,6 micromètre.
En Europe, où la plupart des ménages sont raccordés au réseau d’eaux usées, en moyenne 25 grammes par personne sont rejetés chaque année dans l’eau.[2] La poussière des villes, les pneus, les revêtements marins et les produits de consommation courante qui finissent dans l’océan sont également des sources importantes de microplastiques.
Les gros débris de plastique sont soumis à une exposition au soleil qui va progressivement les fragmenter en un nombre colossal de morceaux de différentes tailles. De plus, le vent et les vagues exercent des contraintes mécaniques sur eux, tandis que l’oxygène de l’air exerce des contraintes chimiques par oxydation. L’intégrité des plastiques repose sur leur poids moléculaire important, ce qui signifie qu’une dégradation substantielle peut affaiblir le matériau et le fragiliser suffisamment pour qu’il se brise. La fragmentation n’est pas homogène : certains morceaux sont assez gros tandis que d’autres sont très petits. Selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) des États-Unis, tout débris de plastique de moins de 5 mm de longueur peut être classé comme microplastique.[3] La plupart des microplastiques échappent aux systèmes traditionnels de filtration de l’eau et finissent dans l’océan et les lacs, où ils constituent une menace pour la vie aquatique.
HOW DO THEY REACH OUR OCEANS?
Les taux de recyclage varient considérablement selon les pays et même au sein des régions. Cependant, certaines estimations suggèrent qu’à l’échelle mondiale, seulement 9 % du plastique est recyclé chaque année.[4] Les matières plastiques jetées peuvent pénétrer dans l’environnement marin sous forme de déchets, de rejets industriels ou de détritus via les voies navigables intérieures, les effluents d’eaux usées, le transport éolien et les déchets non collectés. Un petit pourcentage de déchets plastiques est incinéré, la majorité étant mise en décharge ou jetée dans la nature.
En réalité, selon une étude de l’Agence européenne pour l’environnement, seuls 6 % environ des déchets plastiques de l’UE sont incinérés[5], tandis que 27 % finissent enfouis dans des décharges[6] et qu’une part importante d’entre eux se retrouve dans l’environnement, soit par le biais de détritus, soit par une mauvaise gestion des déchets. De plus, selon une étude des Nations Unies, jusqu’à 80 % des déchets marins sont du plastique[7].
Dans une étude de l’océanographe néo-zélandais Laurent Lebreton publiée dans Nature en 2019, il est suggéré que les fleuves les plus grands et les plus pollués sont les principaux responsables du transport de plastique vers les mers. On estime que ces quantités se situent entre 1,1 et 2,4 millions de tonnes chaque année[8].
Ces dernières années, les scientifiques ont découvert des microplastiques à des milliers d’endroits. Comme la majeure partie du plastique finit dans l’océan, de nombreuses petites particules se retrouvent coincées dans les tourbillons océaniques, créant d’énormes quantités de plastique flottant, comme le Grand vortex de déchets du Pacifique, le plus grand au monde, mesurant 1,6 million de km² et pesant 80 000 tonnes. Les microplastiques continueraient de s’accumuler pendant des générations à partir des déchets déjà présents dans la mer. La fragmentation continue rend difficile pour les chercheurs de calculer précisément la quantité de microplastiques présente dans l’océan aujourd’hui. Cependant, les estimations suggèrent qu’il y a entre 15 000 et 51 000 milliards de particules de microplastique dans l’océan, pesant entre 93 000 et 236 000 tonnes.[9]
Une étude de 2020 estime le nombre de microplastiques dans le Pacifique tropical oriental à environ 112 par mètre cube.
Figure 1: Microplastics Abundance in Eastern Tropical Pacific, IAEA 2020
WHY IS IT A PROBLEM?
Les microplastiques ont été trouvés presque partout, dans des endroits reculés tels que les îles subantarctiques, l’Arctique et même dans les habitats des grands fonds marins. Le plus gros problème avec ces microplastiques est qu’ils résistent à la biodégradation et pourraient rester dans l’environnement marin pendant des centaines d’années, menaçant l’environnement et la biologie et posant de graves problèmes pour la santé humaine.
Compte tenu de l’ampleur et des impacts de la pollution plastique, un nombre croissant d’acteurs issus des gouvernements, de la société civile et du monde universitaire appellent à des efforts pour s’attaquer à la crise à la source en réduisant la production de plastique. Compte tenu des niveaux actuels et prévus de production de plastique, les solutions de bout de chaîne, telles que la gestion et le nettoyage des déchets, ne suffiront probablement pas à résoudre efficacement la crise du plastique.
C’est dans cet esprit qu’Eden Tech relève ce défi avec ASCANDRA, une nouvelle technologie reposant sur un système microfluidique composé de piles de CD. Cette approche innovante vise à filtrer les microplastiques de l’eau et se veut une solution durable, inspirée par la nature et pour la nature. ASCANDRA offre une approche prometteuse pour répondre au problème croissant des microplastiques dans l’eau et démontre l’engagement d’Eden Tech à trouver des solutions respectueuses de l’environnement aux enjeux mondiaux importants. La mise en œuvre d’ASCANDRA peut contribuer à réduire la quantité de microplastiques dans les océans et garantir un environnement plus propre et plus sain pour les générations futures.
References
1. Geyer, Roland & Jambeck, Jenna & Law, Kara. Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances. (2017)
2. Eunomia and ICF, Investigating options for reducing releases in the aquatic environment of microplastics emitted by (but not intentionally added in) products. (2018)
3. Arthur, Courtney; Baker, Joel; Bamford, Holly, « Proceedings of the International Research Workshop on the Occurrence, Effects and Fate of Microplastic Marine Debris » (2009)
4. Jambeck JR, Geyer R, Wilcox C, Siegler TR, Perryman M, Andrady A, Narayan R, Law KL. Marine pollution. Plastic waste inputs from land into the ocean. Science. (2015)
5. The European Environment Agency (EEA), « Plastic waste management in Europe: A country-by-country review » (2018).
6. Plastic waste in the environment: a review » by R.C. Thompson et al., published in Science of the Total Environment, (2009)
7. « Plastic litter in the Mediterranean Sea » by V. Savoca, et al., published in Marine Pollution Bulletin, (2014)
8. Lebreton, L., Egger, M. & Slat, B. A global mass budget for positively buoyant macroplastic debris in the ocean. Sci Rep 9, 12922 (2019).
9. Jambeck JR, Geyer R, Wilcox C, Siegler TR, Perryman M, Andrady A, Narayan R, Law KL. Marine pollution. Plastic waste inputs from land into the ocean. Science. (2015)
10. Jennet Orayeva, IAEA Department of Nuclear Sciences and Applications, World Oceans Day 2020: New IAEA Research Records Dramatic Increase in Microplastic Pollution in Eastern Tropical Pacific Ocean