Les micro- et nano-plastiques au sein des hydrosystèmes urbains ? Un état de l’art sur cette question environnementale et sanitaire.

La production de plastiques est passée de 1,5 millions de tonnes en 1935 à 335 millions en 2016. La majeure partie des produits plastiques consommés en Europe sont collectés en vue de leur traitement et, dans la mesure du possible, de leur valorisation matière (recyclage matière) ou énergétique (combustion et pyro-gazéification). Toutefois, la collecte des résidus plastiques n’est pas totale. En effet, de nombreux produits plastiques en fin d’usage échappent aux filières de traitement et de valorisation et se retrouvent, volontairement ou involontairement dans les différents compartiments de la biosphère, dont l’exutoire final, l’océan.

Leur accumulation et leur fragmentation en micro (0,1 µm – 5 mm) et nano-plastiques (1 -100 nm) dans les écosystèmes naturels ou urbains sont susceptibles de perturber les cycles bio-géo-chimiques et leurs fonctionnalités. Leurs impacts sur les hydrosystèmes urbains (considérés ici comme l’ensemble des habitats et compartiments du cycle urbain de l’eau par lesquels transitent les flux d’eau, de matières et d’énergie au sens large) font l’objet de questionnements scientifiques, en particulier sur les milieux aquatiques (rivières, nappes) ou les stations d’épurations. Depuis une vingtaine d’année, la communauté scientifique s’intéresse à la présence de particules plastiques dans les différents compartiments de la biosphère : l’eau, l’air et le sol, mais également dans les organismes vivants. Leur présence est mise en évidence partout.

Les hydrosystèmes urbains sont des systèmes clés de la propagation des micro- et nano-particules de polymères synthétiques : la majorité de la population mondiale vit dans les zones urbaines, dont le quart à moins de 100 km des côtes. Si les émissions de macro-

déchets de plastiques sont globalement assez bien contrôlées dans les pays industrialisés, les émissions micro et nano-plastiques (identification du terme source) le sont nettement moins en raison de leurs genèses multiples : fragmentation des macro-plastiques (genèse de micro et nano-plastiques secondaires), micro et nano-plastiques de consommation utilisés dans certains produits cosmétiques, et les fibres synthétiques issus de l’abrasion des pneus, des tissus synthétiques au cours de lessives, revêtements, peintures acryliques (micro et nano-plastiques plastiques primaires) sont susceptibles d’être transférés par le vecteur eau, d’un système à l’autre. A l’échelle urbaine, plusieurs voies de transfert vers le milieu naturel sont identifiées : les systèmes d’assainissement des eaux usées, le ruissellement des eaux pluviales sur les surfaces urbaines et les systèmes fluviaux.

Objectif :

L’objectif global de ce programme de recherche multidisciplinaire est de réaliser un état de l’art des connaissances actuelles sur les micro- et nano-plastiques dans les hydrosystèmes urbains. Il s’agit donc de réaliser un état des connaissances scientifiques sur plusieurs facettes de la problématique abordée :

Le terme source

L’identification du terme source des micro- et nano-particules plastiques conduira à aborder plusieurs points méthodologiques : la mise en évidence de micro et nano-particules organiques synthétiques (échantillonnage, extraction), leur caractérisation (tailles, forme, nature des polymères) et leur quantification dans les différents compartiments (et matrices) des hydrosystèmes urbains.

Le terme vecteur

Il conviendra d’aborder le terme vecteur des micro- et nano-plastiques au sein des hydrosystèmes urbains à partir de l’évaluation de leur devenir (stockage, transfert, conversion, réactivité, interactions avec le biotope), en particulier dans les sédiments des bassins de retenue et d’infiltration des eaux pluviales mais également dans les installations de traitement des eaux usées.

Le terme cible

La synthèse des connaissances actuelles sur les conséquences environnementales sera abordée pour mieux cerner les enjeux vis-à-vis du biotope mais également vis-à-vis de la ressource en eau. Sur l’ensemble des points abordés dans cet état l’art, les méthodes d’investigation seront présentées et discutées dans la perspective de leur mise en œuvre sur des hydrosystèmes urbains.