Durée de vie des masques chirurgicaux dans la nature

Depuis plusieurs jours, vous pouvez lire et entendre que les masques chirurgicaux jetables se dégradent en 450 ans dans l’environnement. Mais qu’en est-il réellement ?

Précision : cet article n’a pas vocation à minimiser l’impact de la pollution générée par les masques. Mais je ne pouvais pas rester sans réagir sur quelque chose qui me paraissait incohérent. Les masques qui sont jetés dans l’environnement ont un impact énorme sur la biodiversité et l’environnement, quelle que soit leur durée de vie.

De manière générale, les scientifiques qui comme moi étudient la dégradation des plastiques, le font pour déterminer en combien de temps ou sous quelles conditions les propriétés du plastique atteignent le seuil fixé.

Exemple : déterminer en combien de temps le plastique perd 50% de ses propriétés, ou 50% de sa masse. En d’autres termes, en combien de temps il perdra sa fonction. Il est rare que l’on détermine la durée de vie, c’est-à-dire la disparition du plastique dans l’environnement.

Pourquoi ? parce qu’il n’y a pas de seuil existant. Où s’arrêter? Doit-on considérer la fin de vie à un certain % de perte de masse comme pour le biodégradable? sa disparition (à l’œil nu)? ou la complète dégradation sous forme de H20 et CO2?

Ce n’est pas si simple, parce qu’il faut aussi considérer les microplastiques éventuels qui, contrairement à ce qui est dit, se dégradent plus rapidement dans l’environnement vu leur taille qu’un matériau identique massif.

En effet, ils sont plus petits, les anti-oxydants qu’ils contiennent ont généralement été consommés et leur structure a été modifiée.

Mais simuler un environnement naturel est très complexe.

On va considérer ici la perte de masse du matériau, c’est-à-dire sa disparition.

Pour introduire la suite, je vous suggère mon article sur la dégradation des thermoplastiques ici.

En complément, celui sur la formation des microplastiques et la manière dont les plastiques se dégradent dans l’environnement ici. :

Il y a donc plusieurs manières de dégrader un plastique : dégradations chimiques, physiques et mécaniques. Sachant ces dégradations, que l’on étudie de manière séparée, se côtoient et parfois combinent leurs effets dans la nature. Ce n’est donc pas simple.

Ce qui est testé en laboratoire peut être soit très optimiste soit très pessimiste (conservatif). C’est pour cela que l’on considère toujours les éléments issus d’essais en conditions réelles. J’en ai moi-même réalisé beaucoup sur des fibres et des films.

La dégradation d’un plastique dépend donc :
✅du matériau : type de plastique, additifs et charges, cristallinité, etc.
✅ de l’environnement : UV, température, micro-organismes, eau, vent/pluie, abrasion, oxygène, sollicitation mécanique, etc.

Prenons un exemple : si je compare la vitesse de dégradation d’un plastique de type polypropylène sous forme de film avec une fibre de même épaisseur (même formulation, même densité, même volume).

Comme la fibre a une forme cylindrique et que la dégradation de ce plastique se fait essentiellement en surface par oxydation, le film se dégradera 400 fois plus vite que la fibre. C’est pas intuitif à première vue.

Autre exemple qui ressemble au masque chirurgical : si je prends un film en polypropylène (PP) et que je compare sa dégradation avec un tissu de même épaisseur, considérant une structure équivalente, la dégradation du tissu sera plus rapide parce qu’il y a beaucoup de vide entre les fibres et que la surface d’échange avec l’environnement est plus importante.

J’espère que vous suivez toujours !

Ainsi, Le masque chirurgical est constitué de 3 couches, que l’on peut décrire comme un ensemble de fibres de PP non-tissées : 2 couches de PP spunbond (20 g/m²)+ le filtre en PP melt bond (20 g/m²).

Je ne considère pas les élastiques + Barrette nasale pour simplifier. ces couches sont constituées de fibres non-tissées.

Selon l’étude ici (cohérent avec d’autres études) la vitesse de dégradation du PP est de :

  • 0.5 µm/an : enterré, pas de soleil
  • 20 µm/an : en plein soleil
  • 7.5 à 5µm/an dans l’eau de mer (exposé UV puisque ça flotte)

La vitesse de dégradation peut être considérée comme linéaire jusqu’à la demi-vie (perte de 50% de la masse) puis il y a ralentissement. Environ doublé, si on veut être conservatif.

Pourquoi ? parce qu’il faut considérer un ralentissement de la dégradation, la formation d’une couche de protection qui ralentira la dégradation au cœur du textile, la cristallisation, etc.

Il faut considérer plusieurs étapes dans le processus avec des vitesses différentes.

Mais globalement, on peut approximer les vitesses de dégradation précisées précédemment. Je prends beaucoup de précautions parce que nous sommes dans un processus complexe, multi-paramètres, et il est important de dire que ce sont des estimations. Qui peuvent être variables.

L’épaisseur d’une fibre est de 12 µm environ pour le spunbond et 1µm (max) pour le meltblown. Le masque a une épaisseur d’environ 0,5 mm.

Si le masque avait été un film, en enlevant les vides entre les fibres pour obtenir une équivalence en termes d’épaisseur, la durée de dégradation aurait été entre 5 et 70 ans. Mais c’est une estimation théorique peu crédible.

Il faut aussi prendre en compte les anti-oxydants, même si peu présents dans les masques jetables disponibles pour le grand public, ainsi que l’accès à l’environnement qui est plus faible au centre du textile qu’en surface. Ils contribuent à l’augmentation de la durée de vie.

Ainsi, un masque (parties textiles uniquement) mettra dans le meilleur des cas 20-30 ans à se dégrader (en plein soleil, avec épisodes de pluie intermédiaire ou s’il flotte) et dans le pire des cas 100 (s’il est enterré à au moins 50 cm, en fonction du sol).

Cela est cohérent avec les études réalisées sur des géotextiles non-tissés en PP, utilisé dans le génie civil enterré ayant environ 220 g/m². Ces derniers ont une demi-vie (perte de 50% de ses propriétés) de 5 à 10 ans lorsqu’exposé aux UV et s’ils contiennent peu d’anti-oxydants.

Par contre, enterrés ils durent au moins 200 ans. Mais nous sommes dans le cas d’un textile 3,5 fois plus épais que notre masque. Les 450 ans évoqués correspondent à la durée de vie d’un film en PP de 1 à 2 mm en fonction des conditions d’exposition.

C’est un chiffre qui marque, qui touche et qui interpelle. Mais ce n’est pas réaliste pour notre masque, sauf s’il est jeté dans des conditions très particulières, ou qu’il se retrouve entraîné dans des zones très froides et sans UV.

Vous trouverez des vitesses de dégradation dans les articles et livres traitant des geotextiles et géosynthétiques. Les vitesses ont pu être validées par l’exhumation d’échantillons. C’est variable en fonction des expositions mais c’est plus réaliste que des essais en laboratoire.

Ce thread n’a pas vocation à être polémique. Je pense juste que l’on peut interpeller avec de vraies explications ou des données au plus juste. 20,100 ou 450 ans c’est beaucoup dans la nature. Et le matériau aura le temps de faire beaucoup de dégâts.

Alors quelle que soit la durée de vie estimée d’un matériau, il ne doit pas être jeté dans la nature. Ne préjugeons pas de l’impact réel d’un matériau dans un environnement auquel il n’est pas destiné.

Petit lien vers le Thread Twitter :

https://twitter.com/Kako_line/status/1267201395893157892?s=20

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