Solution en ligne pour la surveillance des micropolluants de l’eau
Les micropolluants, des substances chimiques présentes dans l’eau à de très faibles concentrations, peuvent provenir de diverses sources. Il s’agit notamment de produits pharmaceutiques et de shampooings, ainsi que de plastiques et de pesticides. «Les stations d’épuration des eaux et des eaux usées ne peuvent pas toujours identifier et éliminer ces micropolluants», explique le coordinateur du projet ECO-SOS Harsha Ratnaweera, rattaché à l’Université norvégienne pour les sciences de la vie. «Le cas échéant, il est possible qu’ils s’accumulent dans les masses d’eau, voire dans les tissus des poissons et des moules. Ce qui présente des risques pour l’environnement et la santé.»
Le défi de la détection des micropolluants
Le projet ECO-SOS, financé par l’UE, a cherché à résoudre ce problème en concevant de nouveaux systèmes de surveillance des micropolluants en temps réel. L’objectif était d’appliquer des techniques d’estimation computationnelle intelligente aux données recueillies par des capteurs physiques en ligne abordables et facilement disponibles. «Les outils actuellement utilisés pour détecter les micropolluants sont souvent coûteux, chronophages et complexes», note Harsha Ratnaweera. «C’est un peu comme chercher une aiguille dans une botte de foin.» Harsha Ratnaweera et son équipe ont donc voulu savoir si des capteurs logiciels intelligents étaient en mesure repérer les micropolluants de manière plus efficace. Des échantillons d’eau prélevés dans une station d’épuration en Norvège ont été contrôlés puis analysés à l’aide d’algorithmes dérivés de modèles mathématiques complexes. L’équipe a également étudié l’utilisation potentielle de sondes spectrales dans les systèmes de capteurs logiciels. L’accent a été mis sur la mesure des substances perfluoroalkylées (PFAS). Les PFAS sont des produits chimiques utilisés pour fabriquer des revêtements fluoropolymères et des produits anti-taches, ils comptent parmi les micropolluants les plus préoccupants trouvés dans l’environnement.
Potentiel des systèmes de capteurs logiciels en ligne
Les résultats du projet, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, ont permis de mettre en évidence la sensibilité et le potentiel des systèmes de capteurs logiciels en ligne pour la surveillance et la détection des micropolluants. «Au cours de notre campagne d’échantillonnage, nous avons trouvé toute une série de substances, en particulier des produits pharmaceutiques (qui étaient la cible principale), mais aussi des phtalates (un plastifiant) et du bisphénol A (un autre plastifiant)», indique Harsha Ratnaweera. «La plupart de ces substances étaient présentes à des concentrations extrêmement faibles.» La fréquence élevée de détection des phtalates est une constatation intéressante. Certains phtalates ont été identifiés dans la majorité des échantillons d’eau, ce qui suggère que ces contaminants devraient faire l’objet d’une attention particulière dans le cadre de la surveillance future. La mesure des PFAS s’est toutefois avérée plus difficile, car les PFAS n’absorbent ni n’émettent de lumière. L’équipe a dû chercher des moyens indirects de mesurer ces substances chimiques, notamment des signaux fluorescents émis par les matières organiques présentes dans l’eau. Les informations recueillies lors des essais contribueront néanmoins à l’élaboration de futurs systèmes de surveillance de ces contaminants.
Renforcer la surveillance et le contrôle des micropolluants
L’analyse des données des expériences est toujours en cours. «La conception de capteurs logiciels est un processus qui prend du temps et qui implique la validation et la manipulation de vastes ensembles de données», ajoute Harsha Ratnaweera. «C’est pourquoi il est très exigeant sur le plan informatique. La faible concentration de ces polluants est l’un des plus grands défis dans le cadre du développement des systèmes logiciels.» Néanmoins, Harsha Ratnaweera estime que le projet a apporté une contribution significative à l’avancement de nos connaissances en matière d’analyse des données, ainsi qu’au développement de capteurs logiciels pour la détection des micropolluants dans l’eau. Cela pourrait certainement être important dans un avenir proche, en particulier si les autorités et les agences de l’eau sont tenues de renforcer leur surveillance et leur contrôle des micropolluants.
Mots‑clés
ECO-SOS, micropolluants, capteurs, contaminants, eaux usées, PFAS, phtalates
