La science s’attaque aux polluants organiques persistants et mobiles, appelés à juste titre «produits chimiques éternels»
Le plan d’action européen pour l’économie circulaire constitue l’un des piliers du pacte vert pour l’Europe(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), mais les substances persistantes, mobiles et potentiellement toxiques, les PM(T) – en particulier les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) – constituent des obstacles majeurs à la réalisation de cet objectif. Les PFAS, connus sous le nom de «produits chimiques éternels», sont présents dans des produits industriels et de consommation tels que les peintures, les emballages alimentaires, les mousses anti-incendie et les poêles antiadhésives. Ces substances résistent à la dégradation et se répandent facilement dans le sol, l’eau et les sédiments. Le projet PROMISCES(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, s’est concentré sur l’identification de la manière dont ces polluants empêchent le déploiement de l’économie circulaire et sur l’élaboration de stratégies visant à surmonter ces problèmes. Un aperçu accessible des résultats du projet est disponible dans un document intitulé Layman’s report(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), soit un rapport à destination du grand public. «Une fois que les PFAS se retrouvent dans l’environnement, ils peuvent y persister pendant des décennies, voire des siècles, et s’accumuler au fil du temps», explique Julie Lions, hydrogéologue au BRGM(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et coordinatrice du projet PROMISCES. «Certains d’entre eux sont très mobiles dans les systèmes d’eau, ce qui signifie qu’ils peuvent se disperser loin de leur source et contaminer de vastes bassins d’eau.»
Faire progresser la détection des PFAS
PROMISCES a développé des capacités analytiques pour améliorer les mesures de ces polluants dans divers types d’échantillons environnementaux. Les chercheurs ont mis en œuvre 14 méthodes de détection quantitative comprenant 62 PFAS et 84 autres PM(T) industrielles. Les avancées comprennent de nouvelles méthodes pour mesurer le fluor organique total dans le sol et les boues, ce qui permet d’estimer la contamination par les PFAS. L’équipe a eu recours à des technologies de pointe pour identifier des polluants inconnus, ainsi qu’à des dispositifs (échantillonneurs passifs) qui captent les polluants présents dans l’eau au fil du temps. Les résultats montrent que la sensibilité de la détection varie en fonction du type d’échantillon. Bien qu’un test appelé «TOP assay» ait permis de caractériser les PFAS cachés et leurs précurseurs, il n’existe pas de méthode unique et fiable capable de mesurer tous les PFAS. «L’analyse des PFAS est confrontée à des défis majeurs. PROMISCES a donc contribué à la nécessité de développer des méthodes toujours plus efficaces pour répondre aux exigences croissantes de la surveillance de l’environnement», déclare Julie Lions. Le projet a contribué à l’établissement de normes européennes sur les PFAS, à l’élaboration de recommandations pour la mise en œuvre des directives de l’UE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et à la collaboration avec des groupes d’experts liés à la directive sur l’eau potable(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Comprendre les risques pour la santé
Au-delà de l’analyse chimique traditionnelle, le projet a utilisé des tests non animaux pour évaluer 15 effets sur la santé des PFAS et des PM(T) industrielles. «Les effets les plus importants observés étaient des effets de liaison aux récepteurs sur le système de l’hormone thyroïdienne», fait remarquer Julie Lions. «Ce résultat était quelque peu inattendu, car les recherches existantes sur les PFAS se sont principalement concentrées sur la toxicité hépatique, les problèmes de reproduction ou l’immunotoxicité.» PROMISCES a développé des modèles informatiques pour prédire la toxicité et le comportement environnemental de 71 PFAS. Ces outils sont disponibles et accessibles à l’ensemble de la communauté de la recherche via une application web.
Des technologies pour un avenir plus propre
Le projet a mis au point de multiples technologies pour éliminer les PFAS et les PM(T) industrielles, testées dans des conditions réelles dans sept études de cas(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) européennes. Les innovations portent sur la contamination de divers environnements, de l’eau potable en Allemagne aux sédiments contaminés en Italie. Une avancée prometteuse est la technologie de cavitation ultrasonique, qui utilise des ondes sonores à haute fréquence pour générer des bulles microscopiques qui s’effondrent et brisent les liaisons carbone-fluor dans les molécules de PFAS. «Nous avons démontré une efficacité allant jusqu’à 95 % pour la destruction des PFAS dans les eaux contaminées. Cette technologie présente l’avantage de ne nécessiter aucun additif chimique», fait remarquer Julie Lions. Le chauffage à haute température (pyrolyse) à 600 ºC a permis d’éliminer efficacement les PFAS des sols et des sédiments. Parmi les autres méthodes prometteuses figurent le rinçage du sol in situ à l’aide de fluides non newtoniens, qui peuvent éliminer les PFAS du sol avec une efficacité pouvant atteindre 80 %, et le traitement au plasma, qui a permis d’éliminer de 40 % à plus de 90 % des PFAS à longue chaîne. Pour les PFAS à chaîne courte, une élimination efficace des eaux souterraines riches en matières organiques a été obtenue grâce à une approche combinée associant filtration sur charbon actif et échange d’ions. En outre, PROMISCES a formulé des recommandations politiques cruciales, soulignant la nécessité d’harmoniser les réglementations, d’améliorer la surveillance et de fonder l’évaluation des risques sur des données scientifiques. Un autre résultat est le cadre d’aide à la décision(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui aide les parties prenantes à gérer les PM(T) dans des contextes d’économie circulaire grâce à une meilleure disponibilité et interopérabilité des données sur les substances. Les travaux se sont poursuivis depuis la clôture du projet PROMISCES en avril 2025, trois partenaires du projet (COLAS, le BRGM et l’IPGP) ayant déposé une demande de brevet pour la dépollution des PFAS. «Ce procédé permet de décontaminer les sols, les eaux souterraines et les installations industrielles, et a déjà été mis en œuvre sur plusieurs sites de dépollution de systèmes de sécurité incendie», explique Julie Lions.
