D’où viennent les microplastiques ?

Comme promis un post sur les microplastiques. Il me paraissait important de vous expliquer la manière dont ils se forment. Je ne parlerai que de leur formation pas de leur impact sur l’écosystème.

Les microplastiques sont des particules de plastiques comprises entre 5 millimètres et quelques nanomètres. Leur nature chimique correspond à celle des plastiques les plus utilisés dans l’emballage : polyéthylènes, polypropylène, polyester (PET), polystyrène, PVA, etc.

Il existe deux catégories de microplastiques :

1/ Les microplastiques primaires qui sont fabriqués volontairement comme les agents exfoliants dans les gommages ou les paillettes dans les soins, la peinture ou certains produits ménagers.

2/ Les microplastiques secondaires qui sont produits involontairement et obtenus par l’usure ou la dégradation de plastiques ou de fibres textiles synthétiques Nous allons donc nous focaliser sur ce type de microplastiques.

Comme expliqué dans mon post sur la dégradation des thermoplastiques, ces derniers se dégradent en fonction : de leur nature chimique, de leur structure (cristalline ou non), de la présence d’additifs et de l’environnement

Dans le cas des microplastiques, qui sont un état avancé de dégradation des plastiques dans l’environnement, il y a trois principaux types de dégradation qu’il faut considérer.

1/ la dégradation mécanique (abrasion)

Elle a lieu dans l’eau, sur les plages etc. ce n’est pas la principale responsable de la formation des microplastiques. Sauf pour les textiles, mais dans ce cas là les machines à laver sont les principales sources de fragments textiles.

2/ la dégradation chimique

Les plastiques se dégradent principalement par exposition aux UV, mais la présence d’oxygène et d’eau (pour certains polymères comme les polyesters) peuvent également fortement contribuer à leur dégradation.

L’oxygène va générer des fonctions chromophores (fonctions qui kiffent et absorbent les rayonnements) sur les chaines qui vont favoriser la photo-oxydation des polymères concernés. La photo-dégradation va couper des chaines (majoritairement).

Cette dégradation est d’autant plus rapide que la température à la surface du plastique est importante.

C’est pour cela qu’un plastique restant sur une plage en plein soleil se dégradera plus facilement qu’en mer. Et qu'il se dégradera plus facilement dans les zones chaudes.

Avant d’attaquer le 3e type de dégradation petite question : comment se fait-il que la dégradation des plastiques ne soit pas homogène ? pourquoi se fragmentent-ils ? nous allons revenir un instant sur leur structure.

Comme présenté dans le thread sur la dégradation des thermoplastiques, les chaines de polymère s’organisent sous forme cristalline et amorphe. Les thermoplastiques que l’on utilise sont généralement semi-cristallins, c’est-à-dire qu’ils ont à la fois une phase amorphe (des chaines qui s’entremêlent sans organisation) et une phase cristalline (hyper organisée, sous forme de cristaux).

Les zones amorphes sont désorganisées et les chaines ne sont pas très serrées contrairement à la phase cristalline. Il sera donc plus facile pour une molécule d’eau ou d’oxygène de pénétrer dans une phase amorphe qui se dégradera donc beaucoup plus rapidement.

Pendant la dégradation des plastiques, les zones amorphes vont donc se dégrader par coupure de chaîne en premier. Elles vont se couper petit à petit pendant que les parties cristallines se dégraderont, elles, beaucoup plus difficilement.

Au fur et à mesure des coupures de chaîne, le plastique va devenir fragile. les longues chaines de la phase amorphe ne jouent plus leur rôle, elles ne permettent plus au matériau de se déformer.

C’est en effet grâce à ces enchevêtrements de chaines en désordre en lâches que le plastique peut se déformer Petit exemple de fragilisation d’un polypropylène exposé aux UV (source : Yakimets et al, 2004) :

3/ La biodégradation

Les plastiques se trouvant dans la mer peuvent être couverts par un biofilm (communauté de micro-organismes : bactéries, champignons, algues,…) qui va avoir plusieurs effets. Les plastiques se dégradent dans la nature !!! mais lentement…

Ce film va accentuer l’effet de la dégradation chimique et mécanique en d’introduisant dans les microfissures. Puis, les micro-organismes présents dans le biofilm vont avoir des effets spécifiques en fonction de la nature chimique du plastique et des conditions d’exposition.

Je ne vais pas les détailler ici, mais cela va de la dégradation chimique liée à leur activité (ils peuvent par exemple générer des acides qui dégradent certains plastiques) à l’assimilation ou la minéralisation de certains plastiques.

Et là vous me dites que les plastiques sont bourrés d’additifs qui vont venir polluer les océans. Que nenni ! Vous vous dites bien que si le polymère en arrive à cet état de dégradation, les additifs se seront dégradés depuis bien longtemps.

Leur fonction est de protéger le plastique (anti-UV ou anti-oxydant). Ce sont de petites molécules qui vont donc soit diffuser en dehors du plastique et se dégrader dans l’environnement, soit être consommées pendant le vieillissement du plastique

Et pourquoi est ce qu’on en retrouve DE PARTOUT?? parce que ce sont des matériaux légers, qui vont donc facilement être emportés par le vent.

Exemple : on retrouve bien du sable du Sahara dans les hauteurs des Pyrénées, c’est aussi pour cela qu’on y retrouve des microplastiques.

Juste pour préciser, on parle beaucoup de microplastiques mais tout élément solide se dégrade par abrasion, réaction chimique ou physique. La grande question soulevée avec les microplastiques est leur impact sur l’écosystème et la santé. Sujet qu’il faudra suivre.

J’espère que cela vous aura permis de mieux comprendre la manière dont ces microplastiques se forment.

Petit lien vers le Thread sur Twitter : https://twitter.com/Kako_line/status/1134578406430072834