Comment nettoyer les microplastiques de l'océan ?

Il pourrait y avoir 50 000 milliards (50 000 000 000 000) de particules de microplastique flottant actuellement dans les océans du monde. Ces fragments de plastique d’un diamètre inférieur à 5 mm ont été retrouvés dans 16 marques de sel de mer sur 17, quatre échantillons d’eau potable sur cinq et 80% de moules britanniques.

« Le problème avec les microplastiques, c'est qu'ils ne disparaissent pas dans l'environnement », explique Claudia Sick, biologiste et chef de projet à l'ONG danoise Plastic Change. « Le plastique met extrêmement longtemps à se dégrader complètement – plusieurs centaines d'années ou plus – et pendant cette longue période, ces particules de tailles différentes risquent de nuire à une variété d'organismes. »

Petits mais dangereux

La plupart d'entre nous rencontrons rarement les plus gros morceaux de pollution plastique qui sont les composants les plus visibles des déchetterie océaniques, comme le Great Pacific Garbage Patch, une concentration de déchets plastiques plus grande que le Texas découverte en 1985. Mais nous avalons tous régulièrement des microplastiques. Et bien que les effets sur la santé humaine soient inconnus, il est de plus en plus évident qu'ils nuisent à la vie des animaux, en particulier dans les mers.

« Ces petites particules bloquent ou réduisent les fonctions des organes vitaux. Dans une moule, les particules microplastiques peuvent adhérer aux organes de filtration qui les alimentent, et dans les poissons, aux branchies ou à leur système digestif », explique Mme Sick. Cela peut empêcher les organismes de capturer ou de digérer les aliments, induisant un stress et même les empêchant de respirer correctement.

Selon Emmanuel Joncquez, spécialiste des procédés de bio-réacteur à membrane chez Alfa Laval, les recherches sur ce problème mondial ne font que commencer, même si le problème est de plus en plus reconnu. Le Programme des Nations Unies pour l'environnement a lancé cette année son projet Clean Seas, encourageant les pays à prendre des mesures telles que l'interdiction de l'utilisation de microplastiques dans les cosmétiques.

« Le problème pourrait être encore pire que nous le pensons, car les microplastiques sont très difficiles à trouver et à mesurer », explique M. Joncquez. Quelques chaluts de mer ont essayé de ramasser des particules d'un diamètre inférieur à 0,3 mm et, entre ce diamètre et 0,005 mm, il n'existe toujours pas de moyen scientifiquement accepté de les quantifier. "Lorsqu'on filtre jusqu’à cette taille, les systèmes d’analyse standard ont des difficultés à déterminer s'il s'agit de plastique ou d'un autre matière », explique M. Joncquez.

D'où viennent les microplastiques ?

Les microplastiques sont divisés en « matières premières » – ce sont les microplastiques utilisés, par exemple, comme exfoliants dans les produits de soin et les cosmétiques, ou pour le décapage à l'air de la peinture et de la rouille– et en « matières secondaires ». Ce sont des fragments créés par la désintégration de plus gros morceaux de plastique, tels que des fibres textiles, des pneus de voiture ou des emballages.

Un projet pilote primé

Alafa Laval a travaillé avec Plastic Change, l'université d'Aarhus, l'université de Roskilde et EnviDan pour mesurer les quantités de microplastiques rejetées dans le fjord de Roskilde au Danemark depuis la station d'épuration de Bjergmarken.
Alfa Laval a financé, installé, géré et exploité une installation pilote de bioréacteurs à membrane (MBR) capables de filtrer des particules jusqu'à 0,2 μm (micromètres), soit un millième du diamètre des filets ou des filtres utilisés dans les chaluts de plastique standard. L'usine a contribué à la recherche en concentrant 50 fois les solides en suspension dans l'eau retenue, afin qu'ils puissent être étudiés.

« La concentration de plastiques dans les eaux usées danoises n'est heureusement pas si élevée aujourd'hui, au point que l'on peut échantillonner un faible volume d'eau pour obtenir un échantillon adéquat et représentatif. Pour les besoins de l'étude, il fallait donc filtrer un grand volume d'eau, explique Mme Sick. C'est là que le MBR d'Alfa Laval a été d'une grande aide, car il a pu créer un concentré de plastique à partir d'un grand volume d'eaux usées. »

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La technologie des membranes pour "attraper" les microplastiques

« Ce que j’ai trouvé le plus intéressant, c’est qu’environ 1% à 5% des microplastiques traversant
la station d’épuration se retrouvent dans les eaux usées traitées et 80% se retrouvent dans la boue. »

Plus de 50% des boues danoises sont utilisées comme engrais dans l’agriculture, de sorte que le
plastique pris dans la boue par l’usine, qui contient beaucoup de fragments de caoutchouc noir,
éventuellement des pneus, est renvoyé sur les terres agricoles, changeant possiblement le comportement et la santé d'organismes terrestres essentiels, avant d'être éventuellement emporté par les rivières, les fjords et la mer.

Pour Alfa Laval, l'étude confirme que le procédé MBR est un moyen efficace pour éliminer les microplastiques. Aucune particule de microplastique n'a encore été trouvée dans les eaux usées traitées par l'usine pilote, avec une analyse de 50 μm jusqu'à présent. « Cela confirme que le MBR retient plus de microplastiques que les technologies conventionnelles », explique M. Joncquez.

Aujourd'hui, la technologie des bioréacteurs à membrane est plus coûteuse et consommatrice
d'énergie que les réservoirs de sédimentation, ce qui en limite l'utilisation là où il y a des contraintes d'espace ou des exigences de production spécifiques, ou là où les terrains sont coûteux. Selon M. Joncquez, les municipalités nordiques commencent néanmoins à penser au MBR comme une solution au problème des microplastiques.

Règlementations à venir

« Les gens savent qu'il pourrait y avoir une réglementation à venir sur le plastique et ils commencent à chercher des solutions. » Mais M. Joncquez pense qu'il faudra quelques années aux scientifiques pour développer une méthode efficace et standardisée permettant de mesurer la quantité de microplastiques dans l'eau. « Il est très important d’éviter d’avoir plus de plastique dans la mer, a-t-il déclaré. Mais, comme pour la réglementation sur le changement climatique, cela pourrait prendre 50 ans ». Mais suite à une résolution de l’ONU de décembre 2017 appelant tous les membres à « donner la priorité aux politiques » qui « évitent que les déchets marins et les microplastiques ne pénètrent dans l’environnement marin », la tendance a commencé à changer.