Pollution invisible : Les microplastiques diffusent des « nuages chimiques » dans nos rivières et océans

Au-delà de la pollution visible

On a tous cette image en tête : une bouteille en plastique qui flotte à la surface de l’océan ou un sac coincé sur la berge d’une rivière. C’est la face visible du problème. Mais ce qui inquiète aujourd’hui les chercheurs, c’est ce qu’on ne voit pas. Une étude fascinante, rapportée le 14 décembre 2025 par l’Université agricole de Shenyang, révèle que les microplastiques ne se contentent pas de dériver : ils libèrent en continu une forme complexe et dynamique de matière organique dissoute dans les eaux naturelles.

Ce phénomène, amplifié par l’exposition au soleil, change littéralement la composition chimique de l’eau. Publiés dans la revue New Contaminants, ces travaux cartographient pour la première fois les changements moléculaires qui s’opèrent lorsque le plastique « transpire » dans son environnement. C’est un peu comme si les déchets créaient leur propre signature chimique, bien distincte de celle des rivières naturelles, ce qui pourrait bouleverser notre compréhension de la santé des écosystèmes et du cycle mondial du carbone. Comme l’explique Jiunian Guan, l’auteur principal de l’étude affilié à la Northeast Normal University, ces matériaux créent un « panache chimique invisible » qui évolue à mesure qu’ils s’altèrent.

Plastiques biodégradables et lumière UV : Les résultats surprenants

Pour comprendre ce qui se passe réellement au niveau moléculaire, l’équipe de recherche n’a pas lésiné sur les moyens techniques. Ils ont combiné la modélisation cinétique avec la spectroscopie de fluorescence, la spectrométrie de masse à haute résolution et l’analyse infrarouge. L’objectif ? Examiner quatre types de plastiques omniprésents : le polyéthylène, le polyéthylène téréphtalate (PET), l’acide polylactique (PLA) et le polybutylène adipate co-téréphtalate (PBAT).

Les échantillons ont été plongés dans l’eau, tantôt dans l’obscurité, tantôt sous lumière ultraviolette, pendant des périodes allant jusqu’à 96 heures. Et là, surprise… ou pas. L’exposition au soleil a considérablement accéléré la libération de carbone organique dissous pour les quatre plastiques. Mais le plus ironique, c’est que les matériaux conçus pour être biodégradables (le PLA et le PBAT) sont ceux qui ont relâché les niveaux les plus élevés de substances chimiques. Les chercheurs attribuent cela à leurs structures chimiques moins stables. C’est un détail qui fait réfléchir sur nos alternatives dites « écologiques ».

L’étude a également permis d’identifier le mécanisme de cette fuite. Grâce à des modèles cinétiques, l’équipe a découvert que la libération suivait un comportement d’ordre zéro. En clair, ce n’est pas la concentration de matière dans l’eau qui dicte le rythme, mais bien les contraintes physiques et chimiques à la surface du plastique lui-même. Sous la lumière ultraviolette, c’est la diffusion du film qui a été identifiée comme l’étape limitant la vitesse du processus.

Une soupe chimique toxique et complexe

Alors, de quoi est composé ce cocktail invisible ? Les analyses ont révélé un mélange chimiquement riche d’additifs, de monomères, d’oligomères et de fragments photo-oxydés. Les plastiques aromatiques, comme le PET et le PBAT, ont produit des mélanges particulièrement complexes. À mesure que les plastiques s’altéraient sous l’effet des éléments, on a observé une augmentation des groupes fonctionnels contenant de l’oxygène, indiquant la formation d’alcools, de carboxylates, d’éthers et de carbonyles.

Plus inquiétant encore, des additifs comme les phtalates ont commencé à apparaître, se détachant de leurs liens faibles au sein des matrices polymères. Les analyses de fluorescence ont montré quelque chose de très spécifique : cette matière organique dissoute issue des microplastiques (MPs DOM) ressemble davantage à de la matière produite par une activité microbienne qu’à celle provenant de sources terrestres naturelles. C’est une distinction nette par rapport à la matière organique dissoute habituelle de nos rivières. Avec le temps, la composition change encore, les proportions de substances ressemblant à des protéines, à de la lignine ou à des tanins variant selon le type de polymère et l’intensité du soleil.

Conclusion : Un impact écologique à long terme

Les implications de cette « fuite » chimique sont vastes. Ces mélanges évolutifs pourraient stimuler ou, au contraire, inhiber l’activité microbienne, modifier le cycle des nutriments et interagir de manière imprévisible avec les métaux et d’autres polluants. Des études antérieures avaient déjà montré que ces substances pouvaient générer des espèces réactives de l’oxygène et affecter la formation de sous-produits de désinfection.

Comme le souligne Shiting Liu, co-auteur de l’étude, il est crucial de considérer le cycle de vie complet des microplastiques, y compris ces produits chimiques invisibles. Face à la complexité de cette matière organique dissoute, l’équipe suggère que l’apprentissage automatique (machine learning) pourrait être la clé pour prédire comment ces matériaux évoluent dans l’environnement. L’étude complète, intitulée « Molecular-level insights into derivation dynamics of microplastic-derived dissolved organic matter », a été réalisée par une large équipe incluant Xiamu Zelang, Chao Ma, Zhuoyu Li, Xinyue Wang, Hanyu Ju et Jingjie Zhang (DOI: 10.48130/newcontam-0025-0016). Tant que les rejets de plastiques resteront incontrôlés, cette chimie invisible continuera de s’intensifier dans nos eaux.

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.