Des chercheurs de l'université RMIT ont mis au point un matériau magnétique réutilisable qui élimine plus de 95 % des microplastiques et nanoplastiques présents dans les eaux usées en une heure environ. Ce matériau capture également divers autres contaminants, notamment les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées, les métaux lourds et les produits pharmaceutiques. Publiée dans le Chemical Engineering Journal, cette recherche prolonge les travaux initialement présentés par l'équipe en 2022.
L’ampleur du problème des microplastiques est bien documentée. On retrouve désormais des particules de plastique dans l’eau potable, la chaîne alimentaire et le sang humain à l’échelle mondiale. Les nanoplastiques, dont la taille est inférieure à un micromètre, se sont révélés particulièrement difficiles à traiter à grande échelle. Il n’existe actuellement aucune méthode d’élimination à grande échelle éprouvée pour les particules de cette taille.
À quoi sert le matériau
Lors de tests en laboratoire, l'adsorbant a éliminé des particules d'une taille aussi réduite que 30 nanomètres. Cette gamme de tailles est généralement inaccessible aux systèmes de filtration classiques. Environ 80 % des contaminants ont été éliminés dans les 15 premières minutes de traitement. Cette rapidité est cruciale, car la plupart des stations d'épuration municipales fonctionnent avec des cycles de traitement très courts.
Le matériau s'est avéré performant sur plusieurs types de plastiques courants, notamment le polyéthylène, le polypropylène et le polyester. Son efficacité est restée intacte aussi bien en eau douce qu'en eau salée. Outre les plastiques, les chercheurs ont constaté d'excellents taux d'élimination du mercure, du chrome, du cuivre, des colorants synthétiques et de l'ibuprofène.
La professeure Nicky Eshtiaghi de l'université RMIT a qualifié la capture des nanoplastiques d'avancée cruciale. « Il n'existe toujours pas de solution à grande échelle éprouvée pour les éliminer », a-t-elle déclaré. Le Dr Muhammad Haris, premier auteur de l'étude, a précisé que le matériau avait été conçu spécifiquement pour éliminer rapidement les microplastiques et les nanoplastiques.
Essais industriels et récupération magnétique
L'équipe a testé cette technologie sur les eaux usées de blanchisseries industrielles, une source importante de pollution par les fibres synthétiques. Le matériau a éliminé plus de 88 % des microfibres de polyester et des colorants, malgré la présence de tensioactifs et de matières organiques dans l'eau. C'est un résultat significatif. Les effluents de blanchisserie sont chimiquement complexes, et de nombreuses méthodes de traitement voient leur efficacité diminuer dans ces conditions.
Un système prototype, développé en collaboration avec One Eye Industries au Canada, a démontré que l'adsorbant pouvait être séparé magnétiquement de l'eau et récupéré rapidement après chaque utilisation. La récupération magnétique lève un obstacle majeur au déploiement commercial. Si un matériau ne peut être récupéré et réutilisé efficacement, les coûts d'exploitation deviennent prohibitifs à grande échelle.
Le procédé de fabrication a également connu des améliorations significatives. L'équipe produit désormais le matériau à température ambiante en utilisant moins de matières premières coûteuses. Les chercheurs affirment que les coûts de production sont environ 75 % inférieurs à ceux des versions précédentes. Le matériau est réutilisable à de multiples reprises.
Voies commerciales et contexte réglementaire
L'université RMIT a entamé des discussions commerciales préliminaires avec Fire and Test Australasia, une entreprise autochtone basée à Geelong, dans l'État de Victoria. Ce partenariat vise le traitement des eaux pluviales et usées, notamment pour des applications à l'échelle communautaire. Les chercheurs collaborent également avec Star Water Group, dont les clients incluent des opérateurs sur le marché américain.
Cette orientation américaine s'explique par une logique bien précise. Ces dernières années, les autorités de réglementation américaines ont renforcé les normes relatives aux microplastiques et aux PFAS. La demande de solutions de traitement avancées augmente de la part des opérateurs municipaux et industriels, contraints de se conformer aux nouvelles limites. L'alliance d'une performance de capture élevée et d'une récupération magnétique à faible coût confère à cette approche une viabilité commerciale plausible dans ce contexte.
Cette technologie présente également un potentiel pour les systèmes décentralisés. De nombreuses régions n'ont pas accès à des infrastructures de traitement à grande échelle. Un matériau à action rapide, permettant une récupération propre et pouvant être produit à moindre coût pourrait bénéficier aux petites communautés et aux zones reculées où les usines conventionnelles sont impraticables.
Où en sommes-nous ?
Les résultats publiés à ce jour proviennent d'essais en laboratoire et sur prototypes. Le passage des performances en laboratoire à un déploiement à grande échelle, à l'échelle municipale ou industrielle, soulève d'autres défis techniques et réglementaires. Les chercheurs ont indiqué que des partenaires commerciaux étudient actuellement ces questions.
La pollution plastique et la contamination chimique persistante suscitent des préoccupations croissantes de la part des autorités réglementaires et des investisseurs. Les services publics, les fabricants de textiles et les utilisateurs industriels d'eau sont soumis à une pression grandissante pour démontrer la fiabilité de leurs stratégies de traitement. Un matériau capable de traiter simultanément les microplastiques, les nanoplastiques, les métaux lourds et les PFAS, et ce dans des délais compatibles avec les pratiques des opérateurs, aurait une large applicabilité dans de nombreux secteurs si ses performances sur le terrain confirmaient les résultats obtenus en laboratoire.
