Saviez-vous que les Canadiens consommeraient plusieurs grammes de plastique chaque année? Selon le Forum économique mondial, le poids des matières plastiques pourrait dépasser le poids des poissons dans nos océans et nos cours d'eau d'ici 2050. Comment une telle quantité de plastique aboutit-elle dans nos océans (et dans nos organismes)? Pourquoi est-il si difficile de le récupérer?
Les problèmes liés à la pollution plastique s'aggravent sans cesse. Le vortex de déchets du Pacifique Nord, une « île flottante » faite de déchets et de débris de plastique située entre Hawaï et la Californie, couvre une superficie 4 fois supérieure à celle de la province de Terre-Neuve-et-Labrador. Pire encore, on trouve désormais des particules de plastique dans la neige, les glaces de l'Arctique et les fonds marins. D'où vient ce plastique et comment est-il arrivé dans l'océan? Pourquoi ne pouvons-nous pas simplement le récupérer? Les articles en plastique à usage unique contribuent à ce fléau, mais existe-t-il d'autres sources?
De votre maison à... absolument partout
Rappelons d'abord que les articles en plastique que nous jetons sont souvent soit incinérés, soit mis en décharge, soit envoyés à l'étranger pour être triés et éventuellement recyclés. Malheureusement, le recyclage n'est pas toujours possible en raison de multiples facteurs. En outre, les vents, les pluies, les inondations et les facteurs humains entraînent une partie de ce plastique dans les cours d'eau, qui s'écoulent dans des masses d'eau plus importantes, jusqu'à atteindre l'océan. De même, on perd régulièrement de l'équipement utilisé pour la pêche, qui est souvent fabriqué en plastique, sans le récupérer ensuite. Or, le plastique se dégrade constamment en petits morceaux appelés microplastiques qu'il est très difficile de récupérer entièrement avec les systèmes actuels de filtration et de traitement de l'eau.
En outre, chaque personne rejette dans l'environnement de nombreuses particules de plastique, souvent sans même s'en rendre compte. Par exemple, les eaux grises rejetées lors de chaque cycle de lessive contiennent un grand nombre de particules de plastique provenant des tissus synthétiques. Le liquide antigel utilisé dans les voitures, qui contient des polymères, constitue un autre bon exemple. Ces particules qui aboutissent dans les eaux douces ou les milieux marins sont constamment déplacées par les courants et continuent de se dégrader, ce qui les rend presque impossibles à récupérer. Certaines vont également couler au fond de l'océan et s'intégrer ainsi aux fonds marins. Par conséquent, même si la production et la consommation de plastique diminuaient considérablement aujourd'hui, une grande quantité de ces particules continueraient chaque jour, et pendant longtemps, à se frayer un chemin jusque dans l'océan. La question principale est donc la suivante : comment résoudre ce problème?
Travailler ensemble à la recherche de solutions
Les chercheurs du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) ont mis au point des modèles numériques et des technologies d'apprentissage machine qui permettent de prédire les sources potentielles, les voies d'accès et le devenir des microplastiques dans différents milieux aquatiques. En reconnaissant et en comprenant mieux d'où viennent les particules – et leur parcours une fois qu'elles arrivent dans un cours d'eau – il sera plus facile de les récupérer. En adaptant les techniques de modélisation existantes utilisées pour éliminer d'autres types de polluants, pour mieux étudier le devenir et le transport des microplastiques, nous pouvons créer et activer de nouveaux outils et processus qui aideront les gestionnaires des ressources en eau et les personnes qui élaborent les politiques à prendre des décisions.
Outre la modélisation numérique, les experts du CNRC mettent au point des capteurs novateurs combinant des technologies ultrasonores et optiques pour la surveillance physique sur place. Grâce à ces outils et techniques, les chercheurs peuvent recueillir en temps réel des données cruciales pour permettre de mieux comprendre le comportement des particules en milieux aqueux et trouver ainsi les meilleures solutions pour relever ce défi environnemental aux conséquences alarmantes pour les générations futures.
De nouvelles méthodes de détection et de quantification à plus haute résolution spatiale sont nécessaires pour le recensement des nanoplastiques. Ces méthodes, combinées à des matériaux nanoplastiques de référence normalisés, représentatifs de ceux observés dans l'environnement, peuvent nous renseigner sur la façon dont ces particules interagissent entre elles et avec les organismes biologiques. L'élaboration de protocoles de mesure standardisés facilitera la surveillance et l'élimination des nanoplastiques qui représentent une menace imminente pour les environnements marins et d'eau douce du Canada.
Les microplastiques constituent une menace croissante pour les poissons et les autres animaux aquatiques. Le poisson-zèbre, un outil précieux de modélisation de la toxicité humaine et environnementale, peut servir à étudier les incidences environnementales des microplastiques. Il constitue une plateforme d'essais toxicologiques à haut débit reconnue au niveau international, qui peut être utilisée pour tester une grande diversité de microplastiques et de produits chimiques potentiellement associés. Cela peut s'avérer utile pour comparer les effets de types, de tailles et de profils chimiques différents de micro et de nanoplastiques.
Pour s'attaquer au problème de la pollution plastique à la source, le CNRC a utilisé sa technologie brevetée d'amidon thermoplastique pour mettre au point des feuilles multicouches transparentes novatrices, produites à partir d'amidon canadien, pour l'emballage des aliments périssables. Ce matériau compostable et rentable, fabriqué à partir de ressources 100 % renouvelables, présente un double avantage pour le Canada : réduction sensible du volume des déchets plastiques, et promotion de la bioéconomie circulaire. La phase de recherche est achevée et la démonstration commerciale est en cours chez Winpak, un chef de file canadien de l'emballage.
Le CNRC travaille avec d'autres collaborateurs, dont l'Université d'Ottawa, l'Université McGill, le Plastic Lab d'Ocean Wise, Photon etc. et Ocean Diagnostics, afin d'améliorer les connaissances et d'élaborer des solutions novatrices pour relever ce défi. « Lorsque l'occasion se présente, nous établissons des liens avec les industries et les universités et nous travaillons ensemble pour résoudre les problèmes qui nous touchent », explique Vahid Pilechi, chercheur et chef d'équipe au Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial du CNRC et expert en modélisation du devenir et du transport des polluants. « L'environnement est un de nos biens les plus précieux. Nous devons en prendre soin, pour qu'il prenne soin de nous ».
Par ailleurs, le CNRC a lancé en février 2020 un appel de propositions par l'intermédiaire de Solutions innovatrices Canada, un programme d'Innovation, Sciences et Développement économique Canada, en vue d'élaborer de nouvelles technologies permettant de réaliser sur place des tests d'identification et de quantification des microplastiques dans l'eau, ce qui ouvrirait la voie à l'élaboration de nouvelles techniques de surveillance des microplastiques dans les eaux canadiennes.
Une priorité pour le Canada
Dans son budget de 2022, le gouvernement canadien a annoncé des investissements de 183,1 millions de dollars étalés sur 5 ans visant à réduire le volume des déchets plastiques et de favoriser le recyclage du plastique en élaborant et en mettant en œuvre des mesures réglementaires et en entreprenant des recherches scientifiques pour mieux éclairer les décideurs. Les experts du CNRC continuent de s'attaquer à ce défi aux côtés de partenaires universitaires et industriels. Ensemble, ils cherchent à améliorer la détection, le suivi et la surveillance des particules de plastique en milieux aqueux, à mieux reconnaître et caractériser les différents types de microplastiques recensés, à améliorer les connaissances sur la façon dont ils affectent les organismes vivants et à créer des emballages alimentaires durables qui ne nécessitent pas de plastiques dérivés du pétrole.
« Le problème du plastique requiert l'attention et la collaboration de tous les niveaux de la société. Le CNRC peut être un chef de file en matière d'innovation scientifique et technologique dans ses domaines d'intervention, mais pour résoudre le problème, nous devons tous travailler ensemble », conclut M. Pilechi. « Nous devons aussi nous attaquer au problème à la source, en renseignant le grand public sur les moyens de mieux utiliser le plastique au départ ».
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