Dégradation des plastiques dans les cours d'eau

Les déchets plastiques présents dans les mers et les rivières constituent un problème mondial, notamment en raison de leur lente dégradation et de la formation potentielle de microplastiques qui en résulte. Mais à quelle vitesse les différents plastiques se dégradent-ils réellement dans l'eau ? Quels sont les produits de dégradation générés ? Quels paramètres environnementaux influencent ce comportement de dégradation ? Sur le site du campus de génie mécanique de l'université Leibniz de Hanovre à Garbsen, une infrastructure unique est actuellement en cours de construction sous la houlette de l'IKK (Institut für Kunststoff- und Kreislauftechnik) dans le but de répondre précisément à ces questions. Le nom du projet SkalAb signifie « Analyse multi-échelle des mécanismes de dégradation aquatique des matériaux polymères ». Le Fonds européen de développement régional (FEDER) finance la mise en place du laboratoire et son équipement technique à hauteur de plus de deux millions d'euros, dans le cadre de la réponse de l'Union à la pandémie de Covid-19.

Dégradation du plastique dans la mer et les rivières

La décomposition complète du plastique dans la mer et les rivières peut prendre plusieurs centaines d'années. « Nous ne savons pas exactement ce qu'il advient précisément des différents types de plastique », explique le Dr Florian Bittner, chef de projet à l'IKK. La durée de la dégradation des plastiques ne dépendrait pas seulement de leur composition respective, mais aussi de nombreux autres facteurs tels que la lumière, la température ou les courants, ainsi que de leurs interactions respectives. 

Analyse du comportement de dégradation des plastiques dans les eaux

C'est pourquoi les scientifiques souhaitent reproduire, à différentes échelles, ce que l'on appelle des microcosmes et des mésocosmes, afin d'étudier les scénarios à analyser dans le cadre de projets de recherche. Ceux-ci reflètent alors les conditions environnementales naturelles des écosystèmes aquatiques.  L'équipe de recherche souhaite ainsi étudier le comportement de dégradation et les mécanismes de dégradation dominants de différents matériaux en fonction de l'environnement concerné, tel que la salinité, la disponibilité en oxygène, le mouvement des vagues ou la température. Les processus de dégradation seront analysés en détail sur le plan chimique et morphologique. De plus, les produits de dégradation seront recensés dans le système aqueux. 

Développer des matériaux polymères adaptés

Grâce à ces méthodes d'analyse, les bases d'une étude systématique et approfondie des relations entre la cinétique de dégradation et les paramètres liés aux matériaux et à l'environnement, ainsi que des mécanismes de dégradation et des produits de dégradation potentiellement générés, sont posées pour la première fois dans le cadre des projets de recherche actuels et futurs de l'IKK. Les résultats servent notamment à développer des matériaux polymères adaptés ou innovants, qui présentent de meilleures propriétés de dégradation et contribuent ainsi à réduire l'impact sur l'environnement.

(Publié le 11 mars 2022)