Airborne Microplastic Generation and Transport from 3D Printing Activities in a University Setting
Cette étude démontre que les activités d'impression 3D dans un fablab universitaire génèrent et dispersent des microplastiques atmosphériques, principalement composés de polyméthacrylate de méthyle, tant dans l'espace de travail immédiat que dans les zones environnantes, soulignant un risque potentiel pour la santé dans les environnements d'enseignement supérieur.
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Nous passons la grande majorité de notre vie à l'intérieur de bâtiments, respirant un air qui circule dans nos maisons, nos bureaux et nos écoles. Alors que nous nous inquiétons souvent de la poussière visible ou des odeurs chimiques fortes, une nouvelle préoccupation est apparue concernant de minuscules fragments de plastique invisibles. Il s'agit de microplastiques, des particules si petites qu'elles varient de la largeur d'un cheveu humain jusqu'à la taille d'un grain de sable. Comme elles sont si légères, elles peuvent flotter dans l'air que nous respirons et se déposer sur nos bureaux, nos vêtements et notre nourriture. Une fois inhalées, ces particules peuvent voyager profondément dans les poumons, soulevant des questions sur la manière dont elles pourraient affecter notre santé à long terme. À mesure que l'utilisation du plastique augmente mondialement, les scientifiques travaillent pour comprendre d'où proviennent ces particules et comment elles circulent dans les espaces que nous occupons chaque jour.
Une source spécifique de ces particules en suspension dans l'air a attiré l'attention : les imprimantes 3D que l'on trouve dans les ateliers universitaires et les espaces de fabrication (makerspaces). Ces machines fonctionnent en chauffant un mince fil de plastique, appelé filament, jusqu'à ce qu'il fonde, puis en l'extrudant couche par couche pour construire un objet. Bien que cette technologie soit célébrée car elle permet aux étudiants de concevoir et de créer des modèles physiques, le processus de fusion du plastique peut libérer de minuscules particules dans l'air environnant. Des chercheurs de l'Université de Floride ont décidé d'étudier précisément ce qui se passe dans un espace de fabrication universitaire très fréquenté. Ils voulaient savoir si les imprimantes 3D libéraient ces fragments de plastique microscopiques, quelle distance ces fragments parcouraient depuis les machines, et quels types de plastique étaient impliqués.
Pour trouver les réponses, l'équipe de recherche a mis en place une expérience rigoureuse dans un espace de fabrication où des étudiants et du personnel utilisent régulièrement douze imprimantes 3D différentes. L'espace est ouvert les après-midi et les soirs, rempli de personnes travaillant sur des projets allant de prototypes d'ingénierie à des articles textiles. Les scientifiques ont placé des béchers en verre propres à six endroits différents pour recueillir la poussière tombante au cours d'une semaine. Certains béchers ont été placés directement à l'intérieur des boîtiers de protection noirs des imprimantes, d'autres juste à l'extérieur des machines, et d'autres encore sur des établis ou même à l'extérieur de la pièce. Cette disposition leur a permis de voir si les particules restaient proches de la source ou si elles dérivaient à travers le bâtiment. Ils ont également inclus un échantillon témoin pour s'assurer que le plastique trouvé provenait bien de l'air et non de l'équipement utilisé pour la collecte.
Après avoir collecté les échantillons, les chercheurs les ont examinés sous un microscope puissant et ont utilisé un outil d'analyse chimique spécialisé pour identifier les matériaux. Ils ont constaté que des microplastiques étaient présents dans chaque emplacement, de l'intérieur des boîtiers de l'imprimante jusqu'à la zone située à l'extérieur de la pièce. Les particules noires irrégulières étaient les plus communes. À l'intérieur des boîtiers de l'imprimante, ces particules noires étaient abondantes et aux bords tranchants, suggérant qu'elles étaient créées directement par le processus d'impression. À mesure que les chercheurs s'éloignaient des machines, le nombre de ces particules noires diminuait, mais elles ne disparaissaient pas. Elles étaient encore détectables sur les établis et même à l'extérieur de l'espace de fabrication, prouvant que les particules voyageaient à travers l'air et se déposaient dans des zones où les étudiants pourraient étudier ou se détendre.
L'analyse chimique a révélé que le matériau principal composant ces particules noires était le polyméthacrylate de méthyle, un type de plastique souvent utilisé dans l'impression 3D. Les chercheurs ont mesuré la quantité de ce plastique qui s'est déposée sur le sol dans différentes zones. La quantité la plus élevée a été trouvée directement à l'intérieur du boîtier de l'imprimante, comme prévu. Cependant, des quantités significatives ont également été trouvées juste à l'extérieur du boîtier et dans d'autres parties de la pièce. Cela a confirmé que l'activité d'impression générait un flux constant de ces particules capables de s'échapper de la zone immédiate. Curieusement, l'étude a également trouvé d'autres types de plastique, tels que le nylon et le polypropylène, dans les zones où les gens travaillaient sur des projets textiles. Cela suggérait que, bien que les imprimantes 3D soient une source majeure, les activités quotidiennes des personnes présentes dans la pièce, comme le port de vêtements synthétiques ou la manipulation de sacs en plastique, contribuaient également au mélange de particules dans l'air.
L'équipe a également examiné l'efficacité des filtres de certaines machines pour arrêter ces particules. Six des imprimantes de l'espace étaient équipées de filtres conçus pour capturer les émissions. Lorsqu'ils ont comparé les particules à l'intérieur d'une machine filtrée par rapport à une machine non filtrée, ils ont constaté une différence nette. Les filtres étaient très efficaces pour capturer les particules les plus grosses, mais un nombre important des fragments les plus minuscules, ceux de moins de 15 micromètres, parvenait à passer à travers. Comme ces particules sont si petites, elles peuvent rester en suspension dans l'air beaucoup plus longtemps et sont plus susceptibles d'être inhalées profondément dans les poumons. Le fait qu'elles aient été trouvées à l'extérieur des boîtiers d'imprimante, même lorsque les filtres étaient utilisés, indique que les méthodes de filtration actuelles pourraient ne pas suffire à protéger complètement les personnes présentes dans la pièce de l'exposition.
Cette étude constitue le premier regard détaillé sur la façon dont les activités d'impression 3D dans un cadre universitaire libèrent et propagent les microplastiques. Les résultats montrent que ces machines sont une source importante de particules de plastique en suspension dans l'air qui peuvent voyager au-delà de l'espace de travail immédiat. Bien que les filtres sur les machines aident à réduire la quantité de débris plus gros, ils n'arrêtent pas les particules les plus petites et les plus inhalables. À mesure que l'impression 3D se généralise dans les écoles et les bureaux, comprendre comment ces particules se déplacent et s'accumulent est essentiel pour maintenir la qualité de l'air intérieur. La recherche souligne la nécessité de meilleures stratégies pour capturer ces minuscules fragments, afin de garantir que le potentiel créatif de l'impression 3D ne se fasse pas au détriment de l'air que nous respirons.
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