Sediment dispersal of PE and PVC primary microplastics in a coastal archipelago surrounding a plastic production industrial complex

La dérive invisible : l'histoire du plastique dans la mer

Imaginez l'océan non pas seulement comme une vaste étendue bleue, mais comme un gigantesque tapis roulant tourbillonnant. Dans ce système, de minuscules morceaux de plastique — si petits qu'on les appelle « microplastiques » — sont constamment déposés, emportés et transportés par les courants. Certains de ces morceaux sont dits « secondaires », ce qui signifie qu'ils sont les restes fragmentés de plus grosses bouteilles ou de sacs en plastique qui se sont décomposés au fil du temps. D'autres sont « primaires », c'est-à-dire les minuscules granulés, poudres ou pellets fabriqués en usine qui sont destinés à être fondus pour fabriquer de nouveaux produits. Considérez les microplastiques primaires comme la farine brute dans une boulangerie ; ils sont la matière première avant que celle-ci ne devienne un gâteau.

Les scientifiques savent depuis longtemps que la pollution plastique est un casse-tête mondial, mais ils tentent encore de comprendre exactement comment ces minuscules particules fabriquées en usine se comportent une fois qu'elles atteignent l'eau. Coulent-elles immédiatement comme une pierre ? Flottent-elles comme un bouchon de liège ? Et comment la forme du littoral et le mouvement de l'eau influencent-ils leur destination finale ? Comprendre cela est crucial car le fond de l'océan agit comme une immense bibliothèque, conservant l'histoire de ce qui y a été jeté. Si nous pouvons lire les « livres » (les couches de sédiments) au fond de la mer, nous pouvons découvrir d'où provient la pollution et à quelle vitesse elle se propage. C'est le mystère qu'une équipe de chercheurs suédois a décidé de résoudre dans un coin spécifique du monde, particulièrement chargé en plastique.

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La trace plastique des fjords suédois

Dans un archipel côtier de la côte ouest de la Suède, près d'une ville appelée Stenungsund, se trouve un complexe industriel massif. C'est comme un immense quartier d'usines où deux grandes entreprises fabriquent des matières plastiques brutes : l'une fabrique du Polyéthylène (PE), et l'autre du Polychlorure de vinyle (PVC). Ce sont la « farine » mentionnée plus haut — des plastiques de pré-production qui ressemblent à de minuscules granulés, poudres ou grains duveteux avant d'être transformés en produits finis. Les chercheurs voulaient savoir : quelle quantité de ce plastique brut fuit accidentellement dans les fjords voisins (qui sont comme de étroites et profondes entrées marines entourées d'îles), et où va-t-elle ?

Pour le découvrir, l'équipe est sortie en octobre 2018 et a prélevé de la boue au fond de l'eau à neuf endroits différents. Ils ont traité ces échantillons de boue comme un détective traitant une scène de crime, en utilisant des produits chimiques spéciaux et de l'eau très salée pour séparer le plastique de la terre. Ils ont ensuite observé les particules sous des microscopes puissants et utilisé des lasers (spectroscopie Raman) et de la lumière infrarouge (FTIR) pour identifier exactement quel type de plastique il s'agissait.

La grande découverte : une ligne directe de l'usine au fond de l'eau
Les résultats étaient clairs et directs. Ils ont trouvé des microplastiques dans chaque échantillon de boue prélevé. La quantité de plastique variait de 6,7 à 48 particules par gramme de boue sèche. Les types les plus courants trouvés étaient le PE, le PVC et le Polypropylène (PP), représentant plus de 90 % de tous les plastiques identifiés.

La partie la plus excitante de l'histoire est l'« empreinte digitale » du plastique. Les particules trouvées dans la boue étaient presque identiques les unes aux autres — même forme, même couleur, même texture. Cela suggère qu'elles ne provenaient pas de déchets aléatoires flottant depuis loin ; elles provenaient d'une source unique et locale. C'est comme trouver un tas de briques Lego identiques et intactes dans une rivière ; vous savez exactement de quelle usine elles sont tombées. Les chercheurs ont conclu que les industries de production de plastique de Stenungsund sont les principaux coupables de cette pollution.

Le conte de deux plastiques : les flotteurs contre les couleurs
L'étude a également révélé une différence fascinante dans le comportement des deux principaux plastiques, agissant comme deux personnages différents dans une course.

• PE (Polyéthylène) : Ce plastique est plus léger que l'eau de mer. Imaginez un ballon à l'hélium. Parce qu'il est si léger, il a tendance à flotter à la surface ou à rester dans les couches supérieures de l'eau pendant longtemps. Les chercheurs ont constaté que le PE était dispersé sur une zone plus large. Il a voyagé plus loin de l'usine avant de finir par couler au fond.
• PVC (Polychlorure de vinyle) : Ce plastique est plus lourd que l'eau de mer. Pensez à une pierre. Il coule beaucoup plus vite. Les chercheurs ont trouvé que les particules de PVC étaient plus concentrées juste à proximité de la zone industrielle et ne voyageaient pas aussi loin. Elles quittaient la colonne d'eau rapidement, créant un « point chaud » de pollution proche de la source.

En utilisant une formule physique appelée la loi de Stokes, l'équipe a estimé qu'une particule de PVC mettrait environ 2 heures pour atteindre le fond marin, tandis qu'une particule de PE pourrait mettre environ 33 heures (ou environ 8 heures si l'on tient compte du fait que les particules de PE sont généralement plus grosses). Cette différence de « vitesse de chute » explique pourquoi le PE se trouve plus loin que le PVC.

Le mystère du plastique « fantôme » (PP)
Il y avait un plastique qui apparaissait dans la boue mais qui n'avait pas de fabricant local clairement identifié : le Polypropylène (PP). Bien que le PE et le PVC puissent être directement tracés jusqu'aux usines de Stenungsund, la source du PP reste un mystère. Les particules paraissaient très uniformes, suggérant qu'il s'agit également de microplastiques primaires provenant d'une usine, mais les chercheurs n'ont pas trouvé de producteur local. Ils soupçonnent que la source pourrait se trouver plus au sud, peut-être près d'un autre port industriel, mais ils ont besoin de plus de travail d'enquête pour en être sûrs.

Les zones « propres » et les zones « sales »
Les chercheurs ont également vérifié deux endroits qu'ils pensaient être propres, servant de groupe de contrôle. L'un était situé loin au sud, et l'autre dans un fjord calme et isolé. Comme prévu, ces endroits présentaient des niveaux très bas de PE et de PVC. Cependant, ils y ont tout de même trouvé un peu de plastique, principalement du Polystyrène (PS) et du caoutchouc. Cela suggère que, si les grandes usines sont la source principale de PE et de PVC, d'autres sources (comme un port voisin pour les camions et les voitures) pourraient laisser échapper d'autres types de plastique.

Pourquoi cela importe
L'étude confirme que les accidents industriels et les fuites lors de la production de plastique brut sont une cause majeure de la pollution des sédiments dans cette zone. Le réseau complexe d'îles et de canaux étroits (le système de fjords) fait que l'eau circule de manière complexe, mais le schéma de la pollution suit néanmoins la logique des usines et de la physique des plastiques.

Les chercheurs estiment que les usines pourraient rejeter environ 0,6 tonne de particules de PVC par an dans l'eau, ce qui est une quantité considérable de minuscules plastiques. Bien que l'industrie dispose de directives pour prévenir les déversements, cette étude montre que même avec ces règles, les microplastiques primaires parviennent toujours dans l'océan, se déposent dans la boue et créent un registre permanent de l'activité industrielle. L'article suggère que pour protéger l'océan, nous devons nous concentrer sur l'arrêt de ces fuites industrielles à la source, car une fois que ces minuscules particules atteignent l'eau, les courants et le poids du plastique décident de leur destin.