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Une partie des microplastiques provient de la fragmentation des macrodéchets de plastiques. S'y ajoutent les microbilles qui ont déjà la taille du plancton et peuvent donc être ingérées par de petits animaux (crustacés, escargots aquatiques, moules, huîtres, poissonsetc.).
Petits morceaux de polyéthylène trouvé dans une pâte dentifrice. Des microbilles de polyéthylène ou des micropastiques sont ajoutés par leurs fabricants à certains dentifrices, respectivement comme abrasif de la plaque dentaire et exfoliant de la gencive ; et/ou comme colorant[1].
Paillettes plastiques (Glitter) colorant un vernis à ongles.
« Paillettes » de pastique coloré ou métallisées, introduites dans de nombreux objets décoratifs.
Après le lavage, ces paillettes de plastique finiront dans l’égout et probablement dans un cours d’eau ou la mer.
Tubes de paillettes de plastique coloré et métallisé, non biodégradable.
Rouge à lèvres contenant des micropaillettes métallisées et probablement des microbilles de plastique.
Les bâches plastiques dégradées peuvent être source de microplastiques.
Un grand nombre de jouets en plastique (ou leur morceaux) finissent en mer, et parfois dans l’estomac d'oiseaux marins qui en meurent (albatros notamment, voir ci-dessous).
Albatros (Phoebastria immutabilis) mort de faim, l'estomac plein de plastique. En raison d'une « fausse satiété » induite par un estomac plein, l'animal cesse de se nourrir. Et les puissants sucs digestifs de son estomac ne peuvent détruire le plastique.
En 2012, 93 % des fulmars boréaux (oiseaux marins migrateurs de la même famille que l'albatros) échoués ou morts sur le littoral de l'Orégon, puis autopsiés, avaient les intestins remplis de plastique. L'un d'entre eux avaient 454 morceaux de plastique dans l'estomac[2]. En 2012, 260 autres espèces marines étaient connues pour mourir de cette façon.

Les microplastiques sont les petites particules (< 5 mm) de matière plastique dispersées dans l'environnement. Ils sont devenus un sujet de préoccupation car ils s'accumulent dans les sols, les cours d'eau, les lacs et l'environnement marin et certains aliments ; ils ont en quelques décennies contaminé tous les océans et les espèces marines à tous les niveaux de la chaîne alimentaire, d'un pôle à l'autre et jusque dans les grands fonds[3].

Il peut s'agir de fragments d'objets en plastique ou de microbilles de plastique de plus en plus utilisées par l'industrie et dans les cosmétiques depuis quelques années[4], ou de fibres synthétiques[3] (abondamment retrouvées dans les boues d'épuration qui sont épandues sur les sols[5]).

Leurs impacts (locaux et globaux, immédiats et/ou différés) ne sont étudiés que depuis le début des années 2000 et sont encore mal cernés. Ils ne semblent pas avoir d'effets directs sur la santé humaine, mais pourraient avoir des effets indirects et affectent certains animaux.

Un rapport[6] récent (2017) de l'UICN juge que la gestion et réduction des macrodéchets plastiques est nécessaire et urgente, mais que même si elle était totalement efficace, elle ne réglerait que la partie la plus visible du problème[6]. Les appels récents à interdire l'utilisation de microbilles dans les cosmétiques sont bienvenus selon l'UICN, mais ces microbilles ne sont que 2 % de la source des microplastiques primaires. L'UICN appelle donc la R&D des entreprises, l'écoconception et la législation à évoluer pour prendre en compte la production primaire de microplastiques notamment ceux issus du lavage des textiles synthétiques et de l'usure des pneus, invitant les consommateurs à agir en choisissant des tissus naturels plutôt que synthétiques[6]. En 2018, des microplastiques et des produits chimiques persistants sont retrouvés dans presque tous les échantillons de neige et d'eau collectés par Greenpeace en Antarctique, même dans les zones les plus reculées[7]. En 2019, une étude sur un secteur isolé et protégé (Natura 2000), à 1 400 mètres d’altitude, dans le massif pyrénéen, sur le versant français, a montré le dépôt journalier d'une moyenne de 365 minuscules morceaux de plastique par mètre carré[8].

Une campagne mondiale CleanSeas a été lancée à l'occasion du quatrième sommet mondial des océans (Bali, 23 février 2017). Elle invite les gouvernements et les entreprises à interdire les micro-plastiques dans les produits cosmétiques, à taxer les sacs en plastique et à limiter l'utilisation d'autres articles jetables. Dix pays se sont alors engagés à agir[9].

Les microplastiques se dégradent en nanoplastiques, une étude publiée en 2014 montre qu'ils inhibent la croissance d'un genre d'algue verte, S. obliquus, ainsi que la reproduction d'un petit crustacé, le Daphnia magna[10].

Sommaire

Éléments de définitionModifier

Leur définition varie selon les auteurs et chercheurs.

Pour certains ce sont toutes les particules uniquement composées de plastique et plus petites que 1 mm[11].

D'autres portent la limite de taille à 5 mm[4],[12].

Concernant la limite inférieure de taille, on retient souvent dans cette catégorie toutes les particules d'une taille comparable au neuston (c'est-à-dire captées par un filet à neuston dont les mailles mesurent 333 µm[13].

Les particules nanométriques sont les « nanoplastiques », très difficile à identifier, qui pourraient poser des problèmes sanitaires et environnementaux différents, en raison des propriétés particulières des nanoparticules.

On distingue les microplastiques primaires et secondaires. Ces derniers sont issus de la dégradation de plus grands morceaux de plastiques sous l’effet conjugué de l'oxygène, des UV, de la chaleur, d'actions mécaniques ou de l'activité biologique[14].

« Sources » (provenances) et « puits »Modifier

SourcesModifier

Ces déchets surtout retrouvés dans certains sols (débris de billes de polystyrène expansé ou de bâche de culture), cours d'eau, sédiments[15] et en mer proviennent pour la plupart d'apport terrigènes (80 % environ des plastiques marins sont estimés apportés en mer par les fleuves ou le vent) et pour certains directement apparus dans les eaux marines à partir de la dégradation de filets, fils de pêche en nylon et autres engins de pêche, de toiles et bâches synthétique, de pelliculages plastiques ou de morceaux d'emballages et objets divers jetés ou perdus en mer, épaves, etc.

Les pluies d'orages, les inondations et grands tsunamis sont également source d'apports en mer de grandes quantités de plastiques. Localement l'érosion d'anciens sites d'enfouissement en libère également. Les rotofils et certaines machines à nettoyer le sol (balayeuses…) perdent aussi des fibres ou fragments de plastique.

Une partie importante des fibres synthétiques de moins de 1 mm en suspension dans l'eau et trouvées dans l'estomac de nombreux animaux provient de l'usure ou de la fragmentation des fils synthétiques, de textiles synthétiques et aussi de la dégradation de tissus non-tissés. Ils sont notamment introduits dans l'eau via les lessives domestiques ou industrielles[16]. Il s'agit par exemple de fragments de polyester, de polyéthylène, d'acrylique, d'élastane[17],[18]). Le lavage des vêtements et tissus synthétiques[19] et la conduite sur route, qui use les peintures routières sont deux sources de pollution de l'océan mondial qui avaient été sous-estimées. Ces particules invisibles à l'œil nu constituent en 2017 jusqu’à un tiers (15 à 31 % des 9,5 millions de tonnes déchets marins en plastique et autres polymères rejetées chaque année, selon un rapport qui a porté sur sept régions géographiques marines (publié le par l'UICN[6]).

Ils sont devenus la première source de microplastiques dans les régions du monde développé bénéficiant d'une gestion efficace des macrodéchets (comme en Amérique du Nord et en Europe)[6]. Les textiles en fibres synthétiques sont la principale source primaire de microplastique en Asie alors qu'il s'agit de la pollution routière par les pneus en Amériques, Europe et Asie centrale[6].

Plus en amont les produits de soins, dentifrices et maquillages sont aussi des sources de microplastiques qui sont envoyés via les eaux grises vers les réseaux d'assainissement et se retrouvent en partie dans les boues d'épuration, souvent épandues sur les sols.

PuitsModifier

Les puits « environnementaux » de plastique sont principalement :

  1. les sols : après passage par les égouts, via les boues d'épuration (souvent utilisées comme amendement organique en agriculture)[20]. Selon l'AEPC, à la conférence Micro 2018 sur le devenir et l'impact des microplastiques (Lanzarote, Espagne), à terme le risque est plus élevé pour les milieux terrestres et d'eau douce, que pour les mers. Certains microplastiques ont une demi-vie de plusieurs milliers d'années. L'AEPC doit aussi étudier les risques posés par les plastiques oxo-dégradables (avis à la Commission[Quoi ?] attendu pour avril 2020) ;
  2. les sédiments, les mers fermées et les lacs et surtout les océans et en leur sein les animaux filtreurs.

Dans tous les milieux (eau, air, sol) la distribution et l'abondance des microplastiques a augmenté rapidement, globalement et de façon constante depuis deux décennies, de manière corrélée avec l'augmentation de la consommation de plastique dans le monde[4].

On ignore dans quelle mesure ces puits sont définitifs (inclusion dans les futurs substrats géologiques) et dans quelle mesure les embruns, les oiseaux marins, les poissons migrateurs et les animaux pêchés ou chassés par l'homme peuvent les réintroduire dans la chaîne alimentaire humaine, éventuellement sous forme de « nanoplastiques » très difficiles à détecter.

Processus de fragmentationModifier

On distingue des « microplastiques primaires » et « secondaires ». Les matières et matériaux secondaires se forment dans l'environnement à la suite des ruptures et dégradations des premiers, notamment en mer où une dégradation photochimique activée par les UV solaires (UV-B en particulier). Le mouvement des vagues et les oxydants font que les plastiques flottants ou en suspension dans l'eau près de la surface libèrent rapidement diverses molécules organiques dans l'eau ; ceci est démontré au moins pour le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène et le polytéréphtalate d'éthylène qui dès après quelques jours à la lumière UV dans l'eau libèrent des molécules de bas poids moléculaire avec des groupes terminaux oxydés, supposées être des produits de scission de chaîne provenant de la dégradation des polymères de matières plastiques. En 2018, on a identifié en laboratoire 22 de ces produits de dégradation libérés par ces quatre types de plastiques ; ce sont surtout des acides dicarboxyliques[21]. Dans le même temps, plus ou moins vite selon les contextes, ils se brisent en fragments de plus en plus petits[4]. Même des plastics très denses et durs, et chimiquement traités contre les UV par ajout d'additifs à base de plomb ou cadmium (jusqu'à 50 % du poids de certaines menuiseries PVC) ne résistent pas longtemps à l'abrasion lorsqu'ils sont roulés par les vagues dans les galets ou sur les plages de sable ou gravier.

Éléments de classificationModifier

Il n'y a pas encore de classification standardisée, mais ces « microplastiques » peuvent être classés :

  • selon leurs usages originaux ;
  • selon leur taille : de 5 à 1 000 µm (1 mm), typiquement ; et généralement 10 à 150 μm pour les cosmétiques[22] ;
  • selon leur densité (qui fera qu'ils couleront, flotteront (microbilles expansées) ou voyageront entre deux eaux) ;
  • selon leur matériau (type de polymère qui les compose) ;
  • selon leur forme (bille lisse ou rugueuse, plaque, fil, forme d'aiguille, filiforme, anguleuse ou douce, etc.) ;
  • selon leur structure (homogène, pleine ou creuse. On trouve de plus en plus de microbilles creuses, très légères car contenant à l'origine un gaz (isobutane, isopentane ou de l’air)[22]) qui en font un thermoplastique expansible (ex. : microsphères thermoplastiques expansibles Expancel produites par le groupe industriel Kemanord Plast) ; susceptibles d'être retrouvées dans certains produits cosmétiques (ex. : billes de 100 à 250 μm brevetées comme agent exfoliant par L'Oréal[22]) ;
  • selon certaines de leurs propriétés vis-à-vis de l'eau (hydrophobes ou hydrofuges, polymères hydratés ou secs[22]) ;
  • selon ce qu'ils contiennent (colorant, métaux, métalloïdes et autres additifs) ;
  • selon qu'ils aient ou non fait l'objet d'un traitement de surface (coating) ;
  • selon certaines propriétés spéciales (magnétiques, élastique, etc.).

Composition chimiqueModifier

Ils sont faits de monomères polymérisés.

Les monomères : ils sont généralement dérivés du pétrole, mais peuvent aussi l'être du gaz naturel ou potentiellement du charbon (via la carbochimie)[23],[24],[25].

Les microplastiques primaires : ils sont en 2014 abondamment présents dans de nombreux produits. Dans les produits cosmétiques, il s'agit presque toujours de polyéthylène pur, de polyisotéréphtalate d'éthylène ou de polytéréphtalate d'éthylène (autorisés par la FDA pour le contact alimentaire, et ne contenant pas de phtalates contrairement à ce que leur nom invite à penser). Plus rarement, il s'agit d'acrylonitrile ou de chlorure de vinylidène, et contenant parfois des traces de métaux lourds ou des dérivés de chlorure de vinylidène et d'acrylonitrile ou de monomères d'acrylique (ex. : acrylate de méthyle ou acrylate d'éthyle ou méthacrylate) ou de monomères de styrène (ex. : α-méthylstyrène ou styrène simple[22]).

Les microbilles de plastique creuses, expansées ou expansives contiennent un gaz (hydrocarbure ou air en général).

Certaines (paillettes colorées, composites, ou métallisées notamment) contiennent des métaux, des métalloïdes et/ou divers additifs.

Certaines ont subi un traitement de surface (leur donnant un aspect nacré par exemple), ou contiennent des additifs techniques dans leur masse.

Les plastiques souples (et donc leurs fragments) contiennent souvent des phtalates.

Usages originelsModifier

les microplastiques sont originellement conçus et fabriqués pour répondre à certaines fonctions, par exemple :

  • des abrasifs industriels ;
  • des exfoliants (cosmétiques) ;
  • des précurseurs pour la plasturgie (pellets dits de résine ou larmes de sirène ;
  • des charges (ex. : billes de polystyrène expansé ajoutées à la terre par les horticulteurs, microbilles ajoutées à d'autres matériaux plastiques ou aux cosmétiques pour les alléger, les texturer) ;
  • des microbilles creuses isolantes, ou élastiques et amortissant les chocs, etc.

Prise de conscienceModifier

En 1980, des chercheurs de l'université d'Alaska s'inquiètent du fait que l'estomac d'un nombre croissant d'oiseaux morts en Alaska contient du plastique. Une première étude rétrospective conclut que 58 % des cadavres ramassés entre 1969 et 1977 avaient mangé des objets en plastique ou des fragments de plastique.

Dans les décennies qui suivent (surtout depuis les années 1990), divers navigateurs, scientifiques, associatifs, cinéastes et médias ont d'abord ponctuellement attiré l'attention sur des phénomènes d'accumulation de macroplastiques, puis de microplastiques sur les berges, plages et fond de divers milieux sur la planète, même loin des zones habitées et industrielles. Dans les années 2000, plusieurs articles scientifiques et de presse alertent quant aux enjeux nouveaux et au phénomène émergent du problème[26].

Lors du premier atelier international de recherche consacré aux effets et devenir des débris marins de microplastiques (à l'université de Washington, du 9 au 11 septembre 2008), les scientifiques présents ont unanimement convenu que l'accumulation constatée de microplastiques dans les eaux marines est préoccupante notamment en raison :

  • d'une présence croissante et de mieux en mieux documentée de microplastiques dans le milieu marin ;
  • de longs temps de séjour de ces particules (et donc d'une probable accumulation de particules de plus en plus petites, éventuellement capables d'adsorber des quantités significatives d'autres polluants ou d'en désorber) ;
  • de leur ingestion démontrée par de nombreux organismes marins.

Jusqu'alors, la recherche avait surtout porté sur les macrodéchets flottants ou échoués de plastique, et il était déjà largement reconnu que de nombreux animaux mourraient par suffocation piégés dans des enchevêtrement de filets et débris flottants ou entre deux-eaux, ainsi qu'à la suite de l'ingestion de sacs plastiques ou d'objets en plastique qui ont souvent conduit à la mort et à des échouages. Ces faits ont notamment été démontrés par des autopsies ou par l'examen de cadavres.

Puis des microplastiques plus discrets (< 5 mm ou < 1 mm) mais nombreux ont été trouvés dans les tractus digestifs d'un nombre croissant d'animaux se nourrissant en filtrant l'eau tels que des vers arénicoles (Arenicola marina), les moules, huîtres et certains escargots aquatiques, des crustacés (crabes, crevettes, langoustines, etc.) mais aussi des poissons, des oiseaux, et des mammifères marins, montrant que tout le réseau trophique est concerné, ainsi donc qu'une partie de la chaîne alimentaire humaine, ce qui a soulevé de sérieuses inquiétudes chez les scientifiques, pêcheurs, associations environnementales et de nombreux citoyens.

Dans l'alimentation humaineModifier

Selon un rapport commandé par le WWF à l'université de Newcastle (Australie), et publié en 2019, un individu moyen pourrait ingérer jusqu'à cinq grammes de plastique chaque semaine.

Le poisson et les fruits de mer sont une source importante de protéines pour les humains (6,1 % des protéines alimentaires dans le monde en 2007[27]). Les microplastiques ingérés par les poissons, moules crustacés sont consommés par l'homme qui est situé en fin de réseau trophique.

  • En 2015, une étude faite à l'université d'État de New York a échantillonné 18 espèces de poissons : toutes contenaient des microplastique dans leur organisme[28],[29]. Il est prouvé que des particules et fibres plastique s'associent chimiquement des métaux, métalloïdes, polychlorobiphényles et à d'autres toxiques lors de leur séjour dans les égouts, stations d'épuration, boues d'épuration, sédiments, cours d'eau, estuaires et mer. Le complexe de micropolluants est ingéré par l'Homme avec sa nourriture[28]. Un citoyen moyen est exposé aux microplastiques dans divers types d'aliments d'un régime alimentaire normal (dans le sel de table par exemple) où des chercheurs chinois ont trouvé des microplastiques (dans trois types de sels vendus en supermarchés) : le sel de mer en contient le plus mais il y en avait aussi dans le sel de lac et même de mines de sel[30]. De même le sel de mer et le sel gemme vendus en Espagne comme sel de table en contiennent aussi (principalement du polytéréphtalate d'éthylène (PET) dans les deux études)[31].
  • En 2018, la bioaccumulation dans la chaîne alimentaire par les moules (organismes filtreurs) est étudiée via des échantillons représentatifs pour l'Angleterre. Conclusion : un Anglais moyen ingérerait 123 morceaux de plastique par an, rien qu'en mangeant des moules[32].

Un consommateur moyen mangerait ainsi 4 620 particules de plastique par an dans les pays où la consommation de mollusques et de crustacés est plus élevée[32]. Selon cette étude, l'humain est — en moyenne — cependant bien plus exposé aux microplastiques dans la poussière domestique qui contamine nos aliments (ou que nous inhalons et ingérons) qu'en mangeant des moules[32].

  • En 2018, des analyses de fèces sont faites par le Dr Philipp Schwabl de l’université de médecine de Vienne et l’Agence de l'environnement autrichienne, chez huit personnes (d'Europe et du Japon, ayant mangé des aliments emballés dans du plastique et bu de l'eau en bouteille plastique ; six ayant aussi mangé des fruits de mer). Des microplastiques ont été trouvés dans les matières fécales de chacune de ces personnes pour au moins un type de microplastique. Les auteurs signalent que c'est une étude préliminaire, statistiquement non significative et n'ayant pas recherché l'origine exacte de ces microplastique[33],[34].
  • En 2019, à partir de 26 études (soit plus de 3 600 échantillons traités), c'est le régime alimentaire américain qui est étudié, pour un régime alimentaire constitué des aliments couramment consommés et à l'apport quotidien recommandé. L'étude évalue aussi le potentiel d'inhalation de microplastiques et l'influence potentielle de l'eau de boisson[35]. Résultats : pour 15 % environ de l’apport calorique des Américains évalué, l'étude estime que 39 000 à 52 000 particules sont avalées par an par un tel Américain (selon l’âge et le sexe). L'estimation passe de 74 000 à 121 000 fragments par an si l’inhalation est aussi prise en compte[35]. En buvant la quantité d'eau recommandée sous forme d'eau embouteillée, ce sont 90 000 microplastiques supplémentaires avalés chaque année (contre 4 000 pour ceux qui ne consomment que de l'eau du robinet). Les auteurs précisent que « ces estimations sont sujettes à de grandes variations, mais que compte tenu des limites méthodologiques et des données disponibles, ces valeurs sont probablement sous-estimées »[35].

Enjeux de connaissancesModifier

La connaissance, la classification, le suivi et l'évaluation scientifiques des microplastiques représentent des enjeux en soi. En effet, ils possèdent des formes, natures et tailles très différentes, évoluent dans le temps (différemment selon qu'ils sont biodégradables ou non) et leur comportement varie fortement selon les contextes. En 2019, des chercheurs ont recommandé de s'inspirer des progrès réalisés dans l'étude des conséquences du noir de carbone sur l'environnement afin d'étudier plus efficacement les microplastiques et leurs incidences. Cette approche permettrait de gagner en rapidité dans leur observation par rapport à celles réalisées dans le passé d'autres polluants omniprésents comme le noir de carbone justement, qui présente selon eux beaucoup de similitudes avec les microplastiques[36].

Enjeux sanitairesModifier

Les effets directs et indirects de l'ingestion de ces microplastiques sur la santé sont encore inconnus[4], cependant la libération spontanée de bisphénol A (perturbateur endocrinien) par certains plastiques suggère une part de responsabilité des microplastiques dans l'infertilité ainsi que certains troubles du développement grandissant chez la population. En raison de leur taille, les microplastiques sont plus biodisponibles. Ils sont par exemple ingérables par des détrivores ou des planctophages[14].

La principale préoccupation sanitaire pour l'homme a d'abord porté sur les colorants, additifs et molécules chimiques toxiques et cancérigènes ou mutagènes utilisés pour fabriquer nombre de ces plastiques ; on a ensuite aussi pensé et montré que les microplastiques peuvent servir de support et vecteur pour des toxiques (métaux et métalloïdes notamment) ainsi que des biofilms incluant potentiellement des agents pathogènes[37].

Des craintes concernent les femmes en âge de procréer et le fœtus (risque de malformations congénitales dont anomalies de distance anogénitale, micropénis ou non descente testiculaire[38], à la suite de l'exposition aux phtalates et aux métabolites du DEHP connus pour interférer avec le développement de l'appareil reproducteur masculin.

Le BPA (ingrédient chimique durcisseur des plastique) est aussi connu pour causer un large éventail de troubles y compris à faible dose (maladies cardiovasculaires, diabète de type 2 et anomalies des enzymes hépatiques notamment)[38]. Bien que ces effets aient été biens étudiés, il est encore utilisés dans le polyester et donc présent dans les milliards de fibres synthétiques libérés dans l'environnement par les vêtements et tissus polyester.

Le tétrabromobisphénol A (TBBPA), autre ingrédient dangereux des plastiques, est utilisé comme retardateur de flamme, notamment dans les microcircuits. Il perturbe l'équilibre des hormones thyroïdiennes, de la fonction hypophysaire et est source d'infertilité[39].

Enjeux écologiquesModifier

En 2017, une étude a montré[40] que ce n’est pas accidentellement, mais volontairement que de nombreux poissons ingèrent des microdébris de plastiques perdus en mer[41]. Les poissons n’ont pas ce comportement face à des plastiques encore « propres ». Ce comportement peut aller jusqu’à entraîner leur mort, mais plus souvent se limite à des intoxications ou à une bioaccumulation de polluants divers issus du plastique ou adsorbé à sa surface. Il est source de risque pour les consommateurs de poissons.

Explication : les microdébris flottant dans l’océan ou entre deux-eaux se couvrent rapidement d'un périphyton (biofilm d’algues et bactéries et de microorganismes fixés, et parfois d’œufs de divers organismes. Ces microplastiques ont alors pour les poissons planctonivores le goût ou l’« odeur » de leur nourriture. Il en va de même pour des déchets plus gros (trouvés en abondance dans l’estomac d’albatros morts). À ce jour, ce phénomène a été constaté pour au moins cinquante espèces de poissons un peu partout dans le monde. Science Advances a publié en 2017 une étude évaluant à 8,3 milliards de tonnes la quantité de plastique produite de 1950 et 2015, qui aurait engendré 6,3 milliards de tonnes de déchets (dont 9 % ont recyclés seulement). Plus de 8 millions de tonnes de déchets plastiques finissent annuellement en mer.

Effets de l'ingestion de microplastiques par des organismes marins

Du point de vue vétérinaire et écosystémique et chez les animaux supérieurs (marins ou semi-aquatiques, ou prédateurs d'animaux ayant consommé du plastique) les effets connus et possibles sont notamment :

  1. le blocage physique de la fonction digestive ou de certains organes de l'appareil digestif (c'est une cause fréquente de mortalité chez les grands oiseaux marins) ; certains animaux cessent de manger et meurent en raison d'une « fausse satiété » sensation trompeuse causée par le fait que l'estomac est rempli d'objets en plastique que les sucs digestifs ne peuvent détruire ; chez la moule, les petites particules passent du système branchial ou digestif au système circulatoire[42] ;
  2. une modification de la densité et de la qualité des excréments du zooplancton (qui ingèrent facilement des microplastiques dès que les grains mesurent moins de 1 mm). Or les granulés fécaux du zooplancton sont un aliment pour d'autres organismes marins. Ils jouent un rôle dans le cyclage des éléments via les flux verticaux de la matière organiques particulaires (pompe biologique). Les granulés fécaux émis par le zooplancton véhiculent des microplastiques, dont vers le biote détritivore et coprophage, ce qui a été démontré chez le copépode Calanus helgolandicus. Un phénomène de bioturbation et de bioconcentration apparait alors. Le taux de chute des excréments planctoniques vers le fond peut diminuer, alors que la fragmentation des microplastiques augmente[43] ;
  3. intoxication chronique, à la suite de la désorption d'additifs chimiques du plastique, ou de substances toxiques préalablement adsorbées à la surface du plastique durant son trajet dans l'environnement ;
  4. perturbation de l'écosystème par les « radeaux » de plastiques non biodégradables, capables de traverser des océans en quelques mois ou d'y subsister durant des années ou décennies. Il a été démontré qu'ils peuvent servir de support pour la dispersion d'espèces exotiques, éventuellement susceptibles de devenir invasive dans leur lieu d'arrivée[44]. Or les phénomènes d'invasion biologique sont maintenant reconnus comme étant l'une des cinq grandes causes d'effondrement de la biodiversité, mettant notamment en danger la biodiversité marine dans le monde. Environ la moitié de la matière plastique introduite dans le milieu marin est susceptible d'être durant un certain temps en mouvement, puis des objets de taille moyenne peuvent être alourdis par le fooling et notamment par la croissance de coquillages fixés. Ils peuvent alors couler et rejoindre le fond (avec les goudrons et autres polluants qu'ils auront éventuellement adsorbés).

En mai 2017, deux chercheurs suédois de l'Université d'Uppsala[45] ont publié un article de recherche dans la revue Science où il prétendaient avoir établi des modifications comportementales et une diminution des aptitudes physiques de certains poissons aux étapes précoces de leur vie dans la présence des microplastiques ; l'article a été par la suite rétracté, et les auteurs accusés de fraude scientifique[46],[47].

Les microplastiques comme support de polluants organiques persistants (POP)Modifier

Plus un plastique est poreux, fendu, pelliculé ou fragmenté, plus sa surface développée grandit, et plus il peut interagir avec son environnement, et en particulier absorber ou relarguer des composants présents dans son environnement.

Les nappes d'hydrocarbures (issues de marées noires, de dégazage, ou de fuites d'installations pétrolières ou gazières offshore) sont nombreuses en mer. Les plastiques flottants peuvent ainsi adsorber des hydrocarbures et encore plus facilement adsorber d'autres polluants organiques persistants[48] tels que les polychlorobiphényles (PCB), dioxines et composés de type DDT.

Les effets de l'ingestion chronique de microplastiques ainsi « pollués » sont encore inconnus[49], mais plusieurs études suggèrent qu'il existe là une porte d'entrée potentielle vers le réseau trophique. Parmi les sujets de préoccupation figurent les métaux et additifs chimiques ajoutés à certains plastiques lors de leur fabrication, dont on peut penser qu'ils seront d'autant plus facilement relargués que le plastique sera fragmenté, et en présence de sucs digestifs acides, pouvant alors avoir des effets délétères sur les organismes et éventuellement indirectement sur le réseau trophique, les réseaux écologiques et les écosystèmes, via des effets toxiques connus (pour le plomb par exemple) ou encore mal compris à de très faibles doses (perturbation endocrinienne pouvant notamment induire des changements de sexe (imposex) et/ou affecter les capacités de reproductive de nombreuses espèces, y compris humaine[50]).

Aux niveaux actuels de concentration dans l'océan ouvert, les microplastiques semblent peu susceptibles de constituer un réservoir géochimique de POP majeur à échelle mondiale, mais leur présence augmente rapidement, et leur rôle à des échelles régionales (dans les soupes de plastique accumulées dans les grands gyres océaniques, ou en aval de zones polluées) est jugé préoccupant.

Ils peuvent notamment jouer un rôle de support mobile et de réservoir de polluants, en particulier à proximité ou en aval de certains fleuves et canaux, dans certaines lagunes et partout en aval des rejets des grandes zones industrielles et des méga-villes ou en aval de territoires agricoles utilisant beaucoup de bâches plastiques ou toiles de non-tissés. De premières cartographies du risque ont été récemment publiées sur la base de modèles courantologiques mathématiques.

Exemples de POP détectés dans l'océan et susceptibles de s'adsorber sur des microplastiques (liste incomplète) :

Produits issus de la chimie organique de synthèse, détectés dans l'océan
Nom Effets sanitaires principaux
Aldicarbe (Temik) Hautement toxique pour le système nerveux.
Benzène Provoque des dégâts aux chromosomes, des leucémies, anémie et désordres du systèmes sanguin.
Chlorure de vinyle Dégâts au foie, rein et poumons, problèmes cardiovasculaires et gastrointestinauxl ; cancérigène et mutagène suspecté.
Chloroforme Dégâts sur le foie et les reins ; cancérigène suspecté.
Dioxines Cancérigènes et mutagènes, et effets dermatologiques.
Dibromure d'éthylène (EDB) Cancer et stérilité masculine.
Polychlorobiphényles (PCB) Dégâts au foie, rein et poumons, etc.
Tétrachlorure de carbone Cancérigène, et affecte le foie, les reins, les poumons et le système nerveux central.
Trichloroéthylène (TCE) À haute dose, endommage le foie, les rein, le système nerveux central et la peau. Cancérigène et mutagène suspecté.

Des nanoplastiques et nanoparticules d'autres polymères dans l'environnement ?Modifier

Notamment dans le zones où les microplastiques sont soumis à l'abrasion[51], ils finissent par produire des particules encore plus fines (nanoplastiques[52]), dont les effets ne semblent pas encore avoir été scientifiquement explorés, dans nos aliments[53] ou dans l'air notamment[54].

Ainsi des particules invisibles à l’œil nu sont issues de l'usure des peintures marines, des marquages routiers et de millions de pneus en caoutchouc synthétique s'usant au contact des routes, classées parmi les nanoplastiques.

Des morceaux de plastiques ont été retrouvés dans les systèmes digestifs de presque tous les grands animaux marins et des coquillages filtreurs, mais qu'en est il pour les organismes planctoniques filtreurs qui vivent en pleine eau ? Pour voir si les plastiques pourraient se retrouver sur le menu de tels invertébrés et à quelle vitesse, des scientifiques ont dans le Golfe du Mexique avec un robot sous-marin expérimentalement alimenté un larvacé (organisme filtreur planctonique gélatineux, transparent et géant) : Bathochordaeus stygius avec des microplastiques de 10 à 600 μm de diamètre de couleurs vives. Un robot sous-marin doté d'une caméra a ensuite été utilisée pour observer le devenir de ces micropastiques dans les grandes bulles de mucus que se construisent ces animaux, puis dans la colonne d'eau ; certains animaux ont effectivement intégré des microplastiques dans leur bol alimentaire et les ont stockés dans leur « bulle de mucus » et/ou les ont rejeté dans le milieu avec leurs excréments[55]. Ces plastiques ont ensuite été observés dans leurs enveloppes gélatineuses ou dans les boulettes fécales descendant rapidement vers le fond (confirmant qu'en mer les plastiques ne sont pas qu'un « problème de surface » et qu'on ne perçoit que la partie superficielle du problème)[55]. Or ce mucus ou ces excréments sont à leur tour des sources potentielles de nourriture pour d'autres organismes. Les auteurs de cette études ne peuvent à ce jour évaluer les tonnages concernés dans le monde, mais concluent que les excréments et les mucus des larvacés contribuent d'une part à une recirculation d'une partie des microplastiques dans la chaine alimentaire, et d'autre part via la « neige » de déchets et cadavres qui « chutent » en permanence vers les fonds marins. Ils estiment qu'un transfert de pollution peut avoir un impact sur les écosystèmes[55]. On sait aussi que les plastiques et microplastiques peuvent devenir des surfaces d'adhésion d'autres micro-polluants, chimiques cette fois, et en se réduisant en taille, ils peuvent eux-mêmes relarguer des métaux toxiques (utilisés comme colorants ou stabilisateurs anti-UV) ou des perturbateurs endocriniens (plastifiants).

Le cas des zones polairesModifier

Jusqu’en 2014, parce que ces zones sont quasi-inhabitées et peu fréquentées, on les supposait épargnées par les microplastiques, puis peu à peudes indices et preuves sont venu montrer le contraire. À chaque fonte annuelle des glaces, une partie de ces microfibres de plastique sont libérées dans l'eau[56]. Elles peuvent alors contaminer la chaîne alimentaire dont dépendent notamment de nombreux cétacés et autres mammifères et oiseaux marins situés en tête de la pyramie alimentaire.

En zone arctiqueModifier

En 2014 Obbard et al. montrent que la glace de mer en Arctique contient déjà localement des taux de microplastiques (fibres textiles essentiellement) très supérieure à ceux précédemment mesurés dans des zones les plus contaminées de l’océan (Gyres de plastique). Or cette glace a commencé à fondre, et devrait encore fondre en libérant une grande quantité de ces fragments ; « La fragmentation et la typologie du plastique suggèrent une présence abondante de débris âgés provenant de sources lointaines »[56]. Ceci suggère des apports aériens et/ou qu'un sixième gyre marin de plastique[57] existerait en Mer de Barents[58]. Cette année là l’UICN publie un rapport « Plastic debris in the ocean »[59]. Les premières évaluations quantitatives (2015) montrent une pollutoin préoccupante par les microplastiques[60].

Début 2016, l’UICN alertait sur le fait que l’arctique est plus pollué par les microplastiques qu’on ne le pensait, et qu’il existe des risques collatéraux pour les consommateurs car environ 40% des pêcheries commerciales des États-Unis (en poids) viennent de l’arctique (mer de Béring pour les USA) et ce taux est monté à 50% pour le poisson consommé dans l'Union européenne (Weildemann 2014). Un projet de recherche a été lancé pour évaluer l’étendue et la gravité du problème et rechercher des solutions. L’étude a été approuvée par le GESAMP (Groupe mixte d'experts des Nations Unies sur les aspects scientifiques de la protection de l'environnement marin), et l’Institut coréen de recherche polaire (KOPRI) a proposé l’aide d’experts techniques et l’accès à son navire de recherche, Araon, le plus grand brise-glace de recherche au monde[61].

En 2017, les chercheurs d’un observatoire des grands fonds de l’arctique (HAUSGARTEN Arctic deep-sea observatory) montrent que les sédiments marins de l’arctique sont également touchés[62]. Une autre équipe confirme qu’une partie au moins de ce plastique est apporté par la circulation thermohaline[63].

En 2018, Peeken et ses collègues confirment que l’océan arctique se comporte comme un « puits » de microdéchets de plastiques[64] et au même moment une autre étude sur leur quntité, distribution et composition montre que les eaux de sub-surface (0.7 particles par m3 d’eau à -8,5 m) de la zone centrale de l’Arctique ne sont pas épargnées, de même que la colonne d’eau jusqu’à une profondeur de 4369m [65], avec une répartition variant selon le type de masse d’eau observée (Couche mixte polaire (0 -375 morceaux par m3 d’eau)> Eaux profondes et profondes (0 –104)> Eaux de l'Atlantique (0 –95)> Halocline i.e. Atlantique ou Pacifique (0–83)). Apartir de l’analyse de 413 organismes benthiques dominants (de trouvées sur les fond des mers de Béring et de Tchoukotka) Fang & al. (2018) montrent que divers organismes vivant dans les écosysèmes benthiques (fond) commencent aussi à y être contaminés, mais moins que dans d’autres régions du monde (les prédateurs comme Asterias rubens (record de contamination pour l’Arctique) sont cependant plus touchés, de même que les espèces vivant le plus au nord (ce qui confirme respectivemnet une bioconcentration dans le réseau trophique, et un transport par les courants) [66]. Abondance moyenne variant de 0,02 à 0,46 fragments de plastique par gramme de poids humide, ou de 0,04 à 1,67 fragments par individu. Les plastiques étaient surtout des fibres (87% des cas), puis du film (13%). Les couleurs des fibres étaient surtout rouge (46%) et transparent (41%), et le film était généralement gris et surtout constitué de polyamide (PA) (46%), devant le polyéthylène (PE) (23%), le polyester (PET) (18%) et le cellophane (CP) (13%). Taille des microplastiques : de 0,10 à 1,50 mm la plupart du temps ; taille moyenne 1,45 ± 0,13 mm[66].

En aout 2019 une équipe allemande confirme le diagnostic dans le journal Science Advances. Ils montrent que les courants marins ne sont pas l’unique vecteur : maintenant qu’on les cherche, on trouve aussi des microplastique dans l’air, et « en forte concentration dans des échantillons de neige provenant des Alpes suisses, de certaines régions d'Allemagne et de l'Arctique, même dans des endroits aussi reculés que l'archipel de Svalbard, et dans la neige sur des glaces flottantes » [67]. L’étude montre aussi qu’alors que dans les eaux arctiques, les fibres de plastique dominent ; dans la neige, les principales sources semblent être en zone continentale la pollution routière (usure des pneus). Dans la neige qui tombe en arctique on retrouve du caoutchouc nitrile, des acrylates et de la peinture qui peuvent venir de loi (ces microplastiques ont souvent une taille proche de celle du pollen, ils peuvent donc circuler sur des milliers de km [67],[68].

En zone antarctiqueModifier

Deux études récentes (2017) ont montré que près du pôle sud, bien que dans des eaux encore plus éloigné des zones habitées et des lignes de transport maritime, les eaux de antarctique sont aussi concernées[69],[70].

Vers des alternatives ?Modifier

Si la plupart des polymères à base de pétrole sont non biodégradables ou très peu biodégradables, de nombreux plastiques d'origine naturelle le sont. Certains industriels cherchent à les étudier et parfois à les copier (biomimétique) pour les intégrer dans la production de matériaux biodégradables similaires aux plastiques actuels.

Leurs propriétés, durant la phase de dégradation dans l'environnement, exigent cependant encore un examen détaillé avant le développement d'une large utilisation.

Notes et référencesModifier

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Voir aussiModifier

Articles connexesModifier

Liens externesModifier

BibliographieModifier

VidéographieModifier