A-t-on trouvé le talon d’Achille des polluants éternels? A en croire un article publié dans le prestigieux magazine Science début août, certaines de ces molécules ultra-résistantes auraient bien un point faible. L’équipe de scientifiques de l’université Northwestern, aux Etats-Unis, a présenté une méthode relativement simple et peu coûteuse pour détruire une partie des molécules rassemblées au sein de la grande famille des PFAS.
Cet acronyme désigne des milliers de substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées que l’on retrouve dans une multitude de produits, de la high-tech aux emballages quotidiens en raison de leur résistance hors norme… Mais qui sont de plus en plus décriées, voire interdites, en raison de leur persistance et de leur dissémination dans les environnements, ainsi que des risques qu’elles posent pour la santé humaine. D'où la recherche de méthodes pour les éliminer à la source, ou les capter et les détruire une fois qu'elles sont relâchées dans l'environnement pour dépolluer les sites contaminés.
Des composés résistants aux traitements classiques
Cette dernière étape est loin d'être simple. Incinération à très haute température, oxydation électro ou photochimique, utilisation d’additifs chimiques complexes… Pour surmonter la stabilité légendaire des PFAS – qui explique leur abondante utilisation dans la high-tech et l’industrie pour leurs propriétés anti-adhésives, imperméabilisantes, ignifuges ou tensioactives – il est aujourd’hui indispensable d’employer des méthodes radicales et parfois très coûteuses. Des méthodes seules capables de briser ces molécules, dont les squelettes de carbone et de fluor (des molécules liées solidement entre elles) les rendent «récalcitrantes aux traitements classiques que l’on utilise par exemple pour les composés chlorés», explique Stéfan Colombano, ingénieur-chercheur au BRGM spécialiste de la dépollution des sols, qui travaille sur le projet européen Promisces, qui s’attaque à l’épineuse question de l’élimination de ces produits.
Un défi, d’autant plus que les PFAS sont très solubles. «Ils sont donc très mobiles et peuvent franchir les barrières de l’environnement, pour s’infiltrer dans les eaux souterraines ou se déplacer avec la pluie, et même dans le corps humain», décrit Julie Lions, spécialiste des sources et du comportement des PFAS dans les sols et les eaux au BRGM et coordinatrice du projet Promisces. Omniprésents, les PFAS peuvent aussi se retrouver concentrés dans certains lieux. Par exemple, sur les sites militaires faisant usage de mousses anti-incendie pour contenir des feux d’hydrocarbures. D’où un lourd travail scientifique pour développer des procédés de captage et d’élimination «acceptables techniquement et économiquement».
40% des PFAS sensibles à la méthode de l'université
C’est dans ce cadre qu’intervient le travail de l’université de Northwestern, qui propose un système plus simple que ceux existants pour se débarrasser de certains PFAS. Baptisée «minéralisation à basse température», cette méthode utilise deux composés simples à se procurer: un solvant industriel baptisé DMSO et un produit de nettoyage commun dans l’industrie, l’hydroxyde de sodium (ou soude caustique). Un bain inhabituel qui, chauffé à des températures entre 80 et 120°C, permettrait selon les chercheurs de faire tomber certains PFAS comme des châteaux de cartes. Alors que ces derniers sont très résistants dans l’eau, le solvant permet d’attaquer le groupe carboxyle (un groupement de molécules que possèdent certains PFAS: les PFCEA) et de fragiliser la molécule, dont la structure se décompose ensuite rapidement en molécules inoffensives, via une série de réactions chimiques.
Comme tous les PFAS ne disposent pas de groupe carboxyle, les auteurs de l’étude estiment que 40% des molécules existantes pourraient être sensibles à cette attaque. Un beau résultat, mais loin de tout résoudre. Tout d’abord, pour être efficace, le procédé devra sûrement être couplé à un processus de captage, afin de concentrer ces polluants en quantités suffisantes pour ne pas gaspiller de solvant. Ensuite, certains PFAS, à base de soufre notamment, pourraient non seulement ne pas réagir au traitement, mais même en limiter l’efficacité… Et ce alors que «souvent, il faut s’attaquer non pas à une seule molécule, mais à une multitude de PFAS en même temps», pointe Stéfan Colombano.
Privilégier l'élimination à la source
«C’est un article avec une partie expérimentale en laboratoire et une autre théorique, qui comprend des modélisations numériques… Il faut maintenant passer à des pilotes et à la mise en œuvre en pratique de cette technique pour évaluer ses performances», juge Julie Lions, du BRGM. Une confrontation au terrain qui permettra de juger de la dégradation effective des molécules, comme de l’impact environnemental de la dépollution elle-même, qui n’est pas abordé dans l’article.
«Cela représente une nouvelle solution prometteuse à ajouter aux technologies potentielles de lutte contre les PFAS, dans un champ de recherche qui avance», conclut Stéfan Colombano. Des solutions indispensables, mais qui ne doivent pas faire oublier que «la solution la plus simple est la substitution des PFAS dans les usages non essentiels, afin de les éliminer à la source», rappelle Julie Lions. Un travail qui devra être fait par les industriels.
