Durabilité
Lutter contre les microplastiques grâce à la science – Insectes et matériaux alternatifs
Les microplastics sont devenus une préoccupation. Ces particules, plus petites que 5 millimètres, se détachent du plastique lorsqu’il se dégrade. C’est une menace pratiquement omniprésente et ubiquitaire.
Selon un article publié dans le magazine de la Harvard Medical School, Harvard Medicine, les microplastics ont ont été détectés dans tout le corps humain, y compris dans le sang, la salive, le foie, les reins et le placenta.
Les microplastics, plus petits que 1 micromètre, appelés nanoplastics, sont encore plus dangereux car ils peuvent infiltrer les cellules. En dehors du corps humain, les microplastics ont pénétré – avec leur présence fortement contaminante – l’environnement, la faune marine et les animaux.
Les microplastics pourraient être trouvés dans le lait maternel humain et les premières selles d’un nourrisson, le méconium, indiquant que le danger des microplastics nous accompagne, comme une ombre menaçante, dès le jour zéro.
Ils pourraient potentiellement provoquer des dommages oxydatifs, des dommages à l’ADN et des changements d’activité génétique. C’est également une substance connue comme cancérigène et, comme le rapporte Harvard Medicine, les microplastics ont été identifiés comme responsables d’une diminution du nombre et de la qualité des spermatozoïdes, de cicatrices ovariennes et de troubles métaboliques chez la progéniture dans des études réalisées sur des souris.
Malgré ses effets néfastes, nous, les humains, inhalons et ingérons constamment des microplastics via les fruits de mer contaminés, y compris le poisson et les crustacés. Ils sont présents dans l’eau du robinet, l’eau en bouteille et d’autres boissons couramment consommées comme la bière.
Une étude citée par les Nations Unies a estimé que l’adulte moyen consommait environ 2 000 microplastics par an via le sel. Une autre étude récente a montré que les gens consomment en moyenne entre 39 000 et 52 000 particules de microplastics chaque année.
Si l’on ajoute les particules de microplastics inhalées, le nombre serait d’environ 74 000. Pour l’eau du robinet, on ajoute 4 000 particules supplémentaires, tandis que pour l’eau en bouteille plastique, le nombre augmente de 9 000 particules.
Bien que ces chiffres soient déjà vertigineusement élevés, l’auteur de l’étude, Kieran Cox, estime que ces données sous-estiment la consommation réelle de microplastics, et il est possible qu’en réalité, les valeurs soient bien plus élevées.
De temps à autre, différents pays ont imposé des réglementations ou des interdictions sur les microbilles et les microplastics. Pourtant, étant donné que notre société dépend de plus en plus des plastiques pour leur polyvalence, stabilité, légèreté et faibles coûts de production, le volume de microplastics dans certains compartiments océaniques pourrait doubler d’ici 2030.
Les scientifiques, chercheurs et plusieurs organisations à travers le monde recherchent constamment des solutions.
Dans une invention révolutionnaire, une équipe d’ingénieurs chimistes du Massachusetts Institute of Technology a mis au point un nouveau matériau biodégradable pour remplacer certains microplastics. Ils ont conçu une alternative écologique aux microbilles utilisées dans certains produits de santé et de beauté.
Source: MIT News
Alternative respectueuse de l’environnement aux microbilles utilisées dans les produits de santé et de beauté
Les États-Unis d’Amérique ont été le premier pays à instaurer une interdiction de l’utilisation des microbilles dans les produits de soins personnels. Cela a commencé dans l’État de l’Arizona puis s’est étendu à de nombreux autres grands États, dont la Californie, New York, le New Jersey, etc.
C’était en 2014. Depuis, de nombreux pays ont suivi la voie tracée par les États‑Unis. La liste des pays comprend de nombreuses grandes économies de consommation dans le monde, dont le Canada, la Nouvelle-Zélande, l’Irlande du Nord, l’Italie, le Royaume‑Uni, la Suède, Taïwan, la Corée, etc.
Aujourd’hui, afin de réduire les microplastics à la source, un groupe de chercheurs du MIT a développé une classe de matériaux biodégradables qui pourrait remplacer les perles plastiques utilisées dans les produits de beauté. Ces matériaux polymères biodégradables sont capables de se décomposer en sucres et acides aminés inoffensifs.
Selon Ana Jaklenec, chercheuse principale au Koch Institute for Integrative Cancer Research:
« Une façon d’atténuer le problème des microplastics est de déterminer comment nettoyer la pollution existante. Mais il est tout aussi important de regarder vers l’avenir et de se concentrer sur la création de matériaux qui ne généreront pas de microplastics dès le départ. »
Dans l’article de recherche qui décrivait initialement l’innovation en détail, les chercheurs ont expliqué que leur motivation était de remplacer les plastiques non dégradables par des matériaux dégradables présentant des propriétés adaptables à des applications ciblées.
Pour atteindre leur objectif, ils ont développé une plateforme de microparticules dégradables (MP) basée sur un poly(β-amino ester) (PAE) qui se dégrade en dérivés de sucre et d’acides aminés.
Ce qui rend l’innovation encore plus attrayante, c’est sa diversité d’applications et son potentiel élargi. Les chercheurs ont démontré que les particules pouvaient être utilisées pour encapsuler des nutriments tels que la vitamine A.
Les aliments enrichis en vitamine A encapsulée et autres nutriments pourraient offrir une solution exceptionnelle à une partie importante des 2 milliards de personnes dans le monde souffrant de carences nutritionnelles. En plus de la vitamine A, le matériau pourrait également encapsuler la vitamine D, la vitamine E, la vitamine C, le zinc et le fer.
Bien que ces nutriments soient sensibles à la chaleur et à la lumière, l’enveloppe adéquate – fabriquée avec ces polymères – peut les rendre résistants à une exposition à l’eau bouillante pendant jusqu’à deux heures. Les particules ont également été testées pour leur sécurité en les exposant à des cellules intestinales humaines cultivées et en mesurant leurs effets sur les cellules. Aucun dommage n’a été causé aux cellules.
Les microbilles sont quelque chose qui est souvent présentes dans les nettoyants. Les chercheurs ont également étudié si ces particules pouvaient remplacer ces microbilles.
Ils ont mélangé les particules avec de la mousse de savon et ont constaté que cela pouvait remplir efficacement la fonction des nettoyants en éliminant les marqueurs permanents et le crayon eyeliner waterproof de la peau beaucoup plus efficacement que le savon seul.
En parlant de la polyvalence du matériau, l’auteur principal de l’article, Linzixuan (Rhoda) Zhang, étudiante diplômée en génie chimique au MIT, a déclaré :
« Nous voulions utiliser cela comme première étape pour démontrer qu’il est possible de développer une nouvelle classe de matériaux, d’élargir les catégories de matériaux existantes, puis de les appliquer à différentes applications. »
Alors que cette recherche se concentrait sur la façon de remplacer les microbilles, une autre recherche provenant de l’Université de la Colombie‑Britannique a proposé une idée encore plus intéressante.
Comment les insectes pourraient aider à l’élimination des microplastics
Selon une recherche publiée dans Biology Letters, la zoologiste de l’UBC, Dr Michelle Tseng, et l’ancienne étudiante Shim Gicole ont testé les vers de farine en les nourrissant de masques faciaux broyés—un produit plastique courant—mélangé à du son.
Après un mois, il a été constaté que les vers de farine consommaient environ la moitié des microplastics disponibles, soit environ 150 particules par insecte, et prenaient du poids. Ce qui était excrété ne représentait qu’une petite fraction de ce que les vers de farine avaient ingéré, soit environ quatre à six particules par milligramme de déchet.
Ce qui était rassurant dans toute l’expérience, c’est que la consommation de microplastics n’a pas affecté la survie ou la croissance de l’insecte. Il convient de mentionner ici que les vers de farine sont connus comme les charognards et décomposeurs de la nature. Ils peuvent survivre jusqu’à huit mois sans nourriture ni eau et sont heureux de manger leurs propres semblables lorsque la nourriture est rare.
Il est important de noter que le but de la recherche ne se limite pas à l’élimination des microplastics en les nourrissant aux insectes. Les chercheurs déclarent que, par la suite, ils apprendront des mécanismes digestifs des insectes comment décomposer les microplastics et étendront ces connaissances pour lutter contre la pollution plastique.
Selon le Dr Michelle Tseng:
« Peut‑être pouvons‑nous commencer à considérer les insectes comme des amis. Nous tuons chaque jour des millions d’insectes avec les pesticides généraux – les mêmes insectes dont nous pourrions apprendre pour décomposer ces plastiques et d’autres produits chimiques. »
À ce jour, la plupart des études sur les insectes mangeurs de plastique n’étaient pas écologiquement réalistes. Cependant, dans ce cas, les vers de farine ont consommé environ 50 % des MP, ont éjecté une petite fraction, et la consommation n’a pas affecté la survie.
Alors que les chercheurs du monde entier tentent de combattre la menace du plastique dentaire et des ongles, il existe de grandes entreprises qui ont été utiles pour fournir des solutions à grande échelle. Une de ces entreprises qui a très bien réussi dans le domaine de l’élimination du plastique est Veolia.
1. Veolia
Dans le domaine des plastiques, Veolia constate que l’un des principaux défis est le manque d’installations de recyclage du plastique. En tant que membre fondateur de l’Alliance to End Plastic Waste (AEPW), aux côtés de plus de 80 entreprises membres de toute la chaîne de valeur du plastique (producteurs, utilisateurs et recycleurs), Veolia s’est engagée à contribuer à hauteur de 1,5 milliard de dollars pour aider à éliminer les déchets plastiques de l’environnement, en particulier des océans.
Veolia propose plusieurs solutions pour le recyclage du plastique. Il peut traiter plusieurs types de résines qui peuvent ensuite être réutilisées par les clients industriels de Veolia. Celles-ci incluent le polyéthène (HDPE ou LDPE), utilisé dans l’emballage ou la construction ; le polypropylène (PP), utilisé dans l’industrie automobile, la construction, le mobilier et les appareils ménagers ; et le polyéthylène téréphtalate (PET), principalement présent dans les secteurs de l’emballage et du textile.
Veolia propose une alternative aux matériaux vierges en récupérant et recyclant les déchets plastiques en plusieurs étapes, incluant la collecte, le tri, le déchiquetage, le lavage, la formulation, l’extrusion et la création de polymères circulaires prêts à l’emploi.
Les produits issus des solutions de recyclage du plastique de Veolia sont utilisés par le groupe anglo‑néerlandais Reckitt (RB.SW ) pour ses produits de nettoyage Finish Quantum Ultimate. Les solutions de Veolia aident Reckitt dans son engagement à rendre 100 % de ses emballages plastiques recyclables et à contenir au moins 25 % de contenu recyclé d’ici 2025.
Veolia a également collaboré avec Koninklijke Van Wijhe Verf et Dijkstra Plastics pour introduire un pot de peinture fabriqué à partir de plastique post‑consommation 100 % recyclé, utilisant des résines recyclées déjà employées par les consommateurs. Alors que Veolia transformait le plastique en granulés, Dijkstra Plastics les a ensuite convertis en pots de peinture pour Koninklijke Van Wijhe Verf et sa marque de peinture Wijzonol.
Veolia a soutenu l’aventure Plastic Odyssey visant à transformer la pollution plastique des océans en ressources. Plastic Odyssey était un navire de 40 mètres de long qui transformait les déchets plastiques en énergie à bord. L’expédition a duré de 2020 à 2023. À chacun de ses 33 escales, des systèmes de recyclage existants et nouveaux ont été développés avec les parties prenantes locales.
Elle a soutenu ce projet et organisé une conférence au siège du groupe qui a réuni l’équipe de Plastic Odyssey, les experts de Veolia et les responsables de l’activité eau de Veolia en France, qui avaient mobilisé plus de 170 000 clients du groupe pour soutenir cette aventure, ainsi que les représentants de la Fondation Veolia.
En parlant de l’importance du projet et du soutien qu’il pouvait offrir à l’initiative, Laure Simon, Directrice Marketing, Division Consommateur de l’activité eau de Veolia en France, a déclaré:
« En dehors de la prouesse technologique du navire, ce qui nous a fascinés était le sérieux du projet Plastic Odyssey, dont les valeurs sont en accord avec celles de Veolia. Nous voulions offrir à nos consommateurs la possibilité de participer : pour chaque abonnement à la facturation électronique, Veolia Eau France a fait don de 1 € au projet Plastic Odyssey… Plus de 170 000 consommateurs se sont inscrits à l’initiative. La famille qui a gagné le tirage au sort pour visiter le site de Plastic Odyssey à Marseille était vraiment enthousiaste à propos du projet. »
Pour les trois premiers trimestres de 2024, Veolia a enregistré un chiffre d’affaires de 32 543 M d’euros et un EBITDA de 4 936 M d’euros.
L’avenir de notre lutte contre les microplastics
La lutte contre les microplastics s’est déroulée à l’échelle mondiale. Dans l’UE, par exemple, les missions 2019 TARA missions et le Ocean Race Europe en 2021 ont prélevé des échantillons de microplastics de la mer Baltique, du détroit d’Angleterre et de la mer Méditerranée. Le United States National Centres for Environmental Information (NCEI) a rassemblé des données publiques sur la pollution microplastique provenant de diverses croisières de recherche et travaux de terrain.
Il existe quatre projets en cours, PLASTICHEAL, Imptox, PLasticFatE et POLYRISK, qui se termineront en 2025. Ces projets sont tous destinés à étudier l’impact et les conséquences des micro‑ et nanoplastics sur différents aspects de la santé humaine.
Un autre projet, Aurora, se concentre sur les impacts précoces de l’exposition aux micro‑ et nanoplastics sur la santé humaine. La Commission européenne a proposé que les microplastics soient inclus dans les listes de surveillance des eaux de surface et souterraines selon les Directives sur les normes de qualité environnementale (EQSD).
En dehors de l’Europe, en mars 2022, à l’Assemblée des Nations Unies pour l’environnement, 175 nations ont convenu de mettre fin à la pollution plastique. Un accord juridiquement contraignant – abordant les questions du plastique à usage unique et de la technologie de recyclage, entre autres – devait être rédigé d’ici la fin 2024. En 2023, l’Union européenne a interdit la vente de paillettes plastiques en vrac.
En dehors des directives organisationnelles, diverses organisations de recherche travaillent à leur propre manière de combattre la menace de la pollution microplastique. Deux des percées les plus récentes ont déjà été discutées dans les segments d’ouverture.
En 2021, par exemple, la première étude expérimentale a été menée sur la rétention des microplastics par les canopées marines. La recherche a constaté que les canopées marines pouvaient agir comme des barrières ou des puits potentiels pour les microplastics. La rétention augmentait avec la densité des pousses d’herbe marine et la densité spécifique des polymères, tandis qu’elle diminuait avec la vitesse du flux.
Une autre recherche, publiée en 2021, a étudié les possibilités de remédiation des microplastics dans les environnements marins grâce à la technologie des membranes. La technologie des membranes englobe un éventail de techniques, dont la microfiltration, l’ultrafiltration et la nanofiltration.
Selon une recherche publiée en 2019, dix recommandations ont été publiées pour les parties prenantes afin de réduire la pollution plastique. Celles‑ci comprenaient :
(1) Régulation de la production et de la consommation
(2) Éco‑conception
(3) Augmentation de la demande de plastiques recyclés
(4) Réduction de l’utilisation des plastiques
(5) Utilisation d’énergie renouvelable pour le recyclage
(6) Responsabilité élargie des producteurs sur les déchets
(7) Améliorations des systèmes de collecte des déchets
(8) Priorisation du recyclage
(9) Utilisation de plastiques biosourcés et biodégradables
(10) Amélioration de la recyclabilité des déchets électroniques
Cependant, le défi demeure que ces petites particules de microplastics sont souvent suffisamment petites pour traverser les systèmes de filtration de l’eau, et nous pouvons alors les ingérer à notre insu. Elles peuvent être transportées dans l’atmosphère et se répandre jusqu’aux coins les plus reculés de la Terre. Elles ont été trouvées dans le miel, le thé et le sucre, ainsi que dans les fruits et légumes.
Selon une étude de l’Université de Cardiff, les microplastics se retrouvent également sur les terres agricoles via les boues d’épuration utilisées comme engrais. Ce qui ajoute à l’inquiétude, c’est que la plupart de ces microplastics finiront dans les cours d’eau à la suite du ruissellement de la couche supérieure du sol.
En 2015, le Congrès a modifié le Federal Food, Drug, and Cosmetic Act (FD&C Act) en adoptant le Microbead-Free Waters Act of 2015. La loi interdit la fabrication, l’emballage et la distribution de cosmétiques à rincer contenant des microbilles plastiques. Elle s’applique également aux produits qui sont à la fois cosmétiques et médicaments en vente libre (également appelés « over‑the‑counter » ou « OTC »), tels que le dentifrice.
Dans l’ensemble, la guerre contre les microplastics est désormais un combat à 360 degrés. Les chercheurs, organisations internationales, entreprises et gouvernements nationaux se battent ensemble. Cependant, une élimination complète nécessiterait davantage de sensibilisation parmi les utilisateurs et les parties prenantes qui fabriquent ces produits contenant des microplastics.
