1. Introduction : Un Défi Environnemental Global
Les substances per- et polyfluoroalkylées, ou PFAS, constituent un défi majeur pour la santé publique et l’environnement. Elles sont souvent surnommées « polluants éternels » en raison de leur persistance et mobilité dans l’environnement.
Aujourd’hui, face à cette problématique mondiale, l’innovation technologique, notamment avec des approches comme les ultrasons, est essentielle pour fournir des solutions efficaces et durables.
Dans cet article, nous allons explorer la technologie des ultrasons haute fréquence pour la dégradation des PFAS, développée en collaboration avec plusieurs partenaires dans le cadre du projet européen PROMISCES.
Nous discuterons de ce que sont les PFAS, pourquoi ils sont si dangereux, et comment notre technologie offre une solution prometteuse pour traiter ce problème.
2. Comprendre les PFAS
– Qu’est-ce que les PFAS ?
Les PFAS sont une famille de plus de 4000 substances chimiques synthétiques utilisées depuis les années 1940 dans une variété de produits industriels et de consommation à l’échelle mondiale. Leur popularité réside dans leurs propriétés chimiques uniques : ils résistent à l’eau, aux températures élevées, et sont utilisés pour rendre des produits plus résistants comme les textiles, les emballages alimentaires et les revêtements antiadhésifs.
Parmi les plus connus, on retrouve le PFOS (acide perfluorooctanesulfonique) et le PFOA (acide perfluorooctanoïque), deux composés largement utilisés mais désormais interdits dans plusieurs pays en raison de leurs effets néfastes sur l’environnement et la santé humaine.
– Où trouve-t-on les PFAS ?
Les PFAS sont omniprésents dans notre quotidien. On les retrouve dans :
- Les emballages alimentaires, comme les papiers de cuisson et les boîtes de pizza, pour leur propriété de résistance à la graisse.
- Les vêtements et textiles imperméables, comme les manteaux, les chaussures et les tapis traités contre les taches.
- Les mousses anti-incendie, utilisées dans les aéroports, les bases militaires et les usines chimiques.
- Les produits électroniques, dans les câbles, les circuits imprimés et d’autres composants industriels.
Malheureusement, leur utilisation massive a largement contribué à la contamination de nombreux écosystèmes, y compris les sols, les eaux et même l’air. Cela rend les PFAS particulièrement difficiles à éliminer et à traiter.
3. Pourquoi les PFAS sont-ils dangereux et pourquoi faut-il les dégrader ?
– Comprendre la persistance des PFAS dans l’environnement
Ce qui rend les PFAS particulièrement problématiques, c’est leur résistance à la dégradation naturelle et aux procédés conventionnels du traitements des eaux. Contrairement à de nombreux autres polluants, les PFAS ne se décomposent pas sous l’effet de processus biologiques normaux. En d’autres termes, ils persistent dans l’environnement pendant des décennies, voire des siècles.
Cette résistance à la dégradation est due à la force et à la stabilité des liaisons chimiques carbone-fluor qui composent les PFAS.
– Impact sur la santé humaine
Ces substances peuvent s’accumuler dans les organismes vivants, un phénomène appelé bioaccumulation. L’ECHA (European CHemicals Agency) révèlent que les PFAS peuvent contaminer l’eau de pluie, l’eau potable et les eaux souterraines, et, à travers la chaîne alimentaire, les humains mangent des légumes, des cultures, du poisson et de la viande contaminés. Ils s’accumulent ainsi dans notre corps et présentent des effets toxiques pour la santé.
L’exposition à long terme aux PFAS est associée à divers problèmes de santé, y compris :
- Cancer (notamment du foie, des reins et des testicules),
- Troubles hormonaux et perturbation du système endocrinien,
- Toxicité pour les organes, notamment le foie et les reins,
- Effets sur le développement du fœtus et le système immunitaire.
– L’importance de l’élimination des PFAS pour protéger les écosystèmes et la santé publique
La bioaccumulation et la toxicité des PFAS en font un problème mondial qui nécessite une solution urgente. Ces composés se propagent dans les écosystèmes, contaminant les sources d’eau potable, la faune, et par conséquent, l’ensemble de la chaîne alimentaire humaine.
Il est donc crucial de développer des technologies capables de non seulement éliminer les PFAS, mais également de limiter ou substituer leurs utilisations. C’est deux axes sont essentiels pour assurer une solution efficace, globales et durable.
4. Notre Solution : Ultrasons Haute Fréquence pour la Dégradation des PFAS
– Participation au Projet Européen PROMISCES et Notre Objectif
Depuis Avril 2023, nous faisons partie du projet européen PROMISCES, un programme visant à explorer des solutions pour la dégradation des PFAS et d’autres contaminants environnementaux. En collaboration avec des partenaires prestigieux comme l’IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris) et le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), nous avons axé nos recherches sur l’utilisation des ultrasons haute fréquence pour traiter ces polluants.
Notre objectif est clair : démontrer que la technologie des ultrasons haute fréquence peut dégrader efficacement les PFAS, ouvrant ainsi la voie à une utilisation à grande échelle pour des applications industrielles.
– Comment les ultrasons haute fréquence facilitent-ils la dégradation des PFAS ?
Les ultrasons haute fréquence fonctionnent grâce à un phénomène appelé cavitation acoustique. Lorsque les ondes ultrasonores à haute fréquence sont appliquées à un liquide, elles créent des bulles de cavitation. En leurs seins, c’est bulles agissent comme un réacteur à l’intérieur duquel des réactions chimiques ont lieux. Ces bulles, vont également imploser, générant ainsi des températures extrêmement élevées (plusieurs milliers de degrés) et des pressions intenses (plusieurs centaines de bar) capable de créer des espèces chimiques réactives.
Le phénomène de cavitation est ainsi capable de rompre les liaisons carbone-fluor des PFAS, permettant d’obtenir finalement des composants moins nocifs et plus facilement traitables.
Pour le projet PROMISCES, nous avons fait évoluer nos technologies haute fréquence afin d’optimiser le processus de création de la cavitation. Cette évolution offre une solution plus performante pour la dégradation des PFAS en laboratoire et ouvre la voie à des applications industrielles futures.
Des Applications Multiples pour le Traitement des Liquides
En plus de la dégradation des PFAS, notre réacteur ultrasons se distingue par sa polyvalence. Il peut être utilisé pour diverses applications dans le traitement des liquides, telles que :
- Extraction d’enzymes/ADN : Facilite l’extraction rapide et efficace des enzymes ou de l’ADN en brisant les membranes cellulaires sans dégrader les composants bioactifs.
- Accélération de réactions : Grâce à la cavitation, les ultrasons accélèrent les réactions chimiques, améliorant le rendement et la vitesse des processus.
- Destruction de bactéries : Élimination des bactéries et micro-organismes par rupture mécanique des parois cellulaires, sans ajout de produits chimiques.
- Sonochimie : Catalyse et initiation de réactions chimiques complexes par l’effet des ultrasons, utile en synthèse organique et en dégradation des contaminants.
- Lyse cellulaire : Désintégration des cellules pour libérer des composants intracellulaires comme les protéines et les acides nucléiques.
- Extraction d’actifs : Optimisation de l’extraction de substances actives issues de plantes ou de micro-organismes, pour des applications pharmaceutiques et cosmétiques.
Ce réacteur ultrasons apporte ainsi une solution innovante, performante et adaptable pour relever les défis liés au traitement des contaminants et à d’autres procédés industriels ou de laboratoire.
– Les résultats obtenus dans le projet PROMISCES avec l’IPGP et le BRGM
Les résultats issus de notre collaboration avec l’IPGP et le BRGM dans le cadre du projet PROMISCES sont extrêmement encourageants. Nous avons constaté que nos ultrasons haute fréquence permettent de dégrader jusqu’à 96% d’une solution modèle de PFOS, un des composés les plus difficiles à traiter.
De plus, des essais menés sur une eau sous-terraine contenant un mélange de PFAS ont montré un taux moyen de dégradation de 97%, prouvant ainsi l’efficacité de notre technologie sur une matrice réelle.
Les prochaines étapes consisterons à réaliser des essais en flux continu.
– Pourquoi nos ultrasons haute fréquence sont-ils plus efficaces ?
Nos technologies ultrasons se distinguent par :
- Une équipe dédiée à l’excellence : Forte de plusieurs années de recherche et de développement dans des secteurs exigeants tels que le médical et le nucléaire.
- Un concept intelligent : Notre technologie brevetée s’adapte à l’environnement, garantissant une performance optimale en tout temps et une traçabilité en temps réelle.
- Compatibilité industrielle : Notre technologie communicante et nos capacités de fabrication à façon permettent une intégration aisée sur site existant ou en cours de conception.
5. Conclusion : Une Avancée vers un Avenir plus Propre
Les PFAS représentent un défi environnemental complexe, mais grâce à l’innovation et à la collaboration internationale, nous trouvons progressivement des solutions concrètes. La technologie des ultrasons haute fréquence que nous développons dans le cadre du projet PROMISCES joue un rôle clé dans la dégradation des PFAS, offrant un moyen efficace et respectueux de l’environnement pour traiter ces substances persistantes. Avec des efforts conjoints et une recherche continue, nous espérons réduire l’impact des PFAS, ouvrant ainsi la voie à un avenir plus propre et plus sûr.
