Programme de la deuxième rencontre du GDR Polymères et Océans

 
 
 
 
 

09:00-09:20

Ouverture

Session 1



 
 
 
 
 

09:20-10:00

Les Polymères….toute une Histoire !
CRAMAIL HenriConf. invitée

Depuis presque un siècle, les polymères ont révolutionné nos modes de vie. Ils ont pénétré tous les secteurs économiques : transport, construction, sports et loisirs, médical, textiles, électronique, agriculture, etc. A tel point qu’il semble aujourd’hui impossible de s’en passer tant les bénéfices qu’ils apportent sont immenses, ne serait-ce que sur le seul plan énergétique ! Mais peut-être ne faut-il pas tous les mettre dans le même sac ! Principalement issus du pétrole, le futur de ces matériaux est à repenser dans une démarche plus durable qui doit intégrer à la fois, leur recyclage, leur fin de vie, l’apport des bio-resources, etc. Encore un chantier du siècle...
 
 
 
 
 

10:00-10:20

Le rôle de la morphologie et de la structure cristalline des polymères biodégradables dans la dégradation enzymatique
THEODORATOU Antigoni

Au cours des dernières décennies, le rejet du plastique dans l'environnement et l'océan s’est fortement amplifié et les impacts sur l’environnement et les écosystèmes ne sont plus à démontrer. Les polyesters aliphatiques sont des polymères biodégradables prometteurs et économiquement compétitifs, qui peuvent remplacer les polymères non dégradables conventionnels dans plusieurs applications. Dans cette étude, nous avons abordé le problème de la biodégradation du poly (butylène succinate-co-adipate) (PBSA). Le PBSA a des propriétés mécaniques similaires au polyéthylène à basse densité et en raison de la présence de poly (butylène adipate) (PBA), il a une biodégradabilité élevée, c'est pourquoi il est aujourd’hui parmi les matériaux utilisés par exemple pour les sacs de compostage des déchets de cuisine. Malgré les progrès de la synthèse de nouveaux polymères biodégradables, ce polymère plus ancien reste très intéressant pour établir la relation entre la microstructure cristalline et la biodégradabilité enzymatique des polymères biodégradables. L’objectif de ce projet est d’étudier quantitativement la dégradation et la fragmentation de films et de particules dont la microstructure est contrôlée, sous l’effet d’une attaque enzymatique, précurseur de la biodégradation dans l’environnement sous l’effet de micro-organismes. À cette fin, nous avons mis en forme des films en utilisant différents protocoles de cristallisation thermique et des microparticules de même microstructure en utilisant la méthode de cryo-broyage et en tamisant à différentes tailles. La distribution de taille des microparticules ainsi que leur forme ont été étudiées par granulomorphométrie. En outre, en utilisant la microscopie électronique à balayage et la microscopie polarisée, nous avons étudié la morphologie des sphérulites et en utilisant la diffraction des rayons X grand angle, nous avons comparé le degré de cristallinité entre les différents traitements thermiques. La structure des sphérulites obtenues dépend fortement des températures de cristallisation à l'état fondu. Enfin, l'influence de la microstructure et de la morphologie des cristaux sur la dégradation enzymatique a été étudiée en utilisant comme enzyme la cholestérol estérase de Pseudomonas fluorescens. Certains des auteurs ont récemment mis au point un modèle permettant d’interpréter quantitativement la dégradation enzymatique en lien avec la microstructure, et ce modèle sera utilisé pour interpréter ces nouveaux résultats.
 
 
 
 
 

10:20-10:40

Valorisation de sous-produits de pêche pour la fabrication de bio-plastiques
MCREYNOLDS Colin

La transformation des produits de pêche génère des sous-produits peu valorisés qui peuvent être la base de matériaux à forte valeur ajoutée. Parmi ces matériaux, la chitine, un polymère utilisée pour la fabrication de bio-plastiques, mais également des applications dans le traitement des eaux, les cosmétiques, et l’industrie biomédicale. L’α-chitine et la β-chitine ont été purifiés de carapaces de crabe (Polybius henslowii) et de l’os de seiche (Sepia officinalis) avec une approche employant des solvants eutectiques. Ces solvants eutectiques constituent une classe émergente de solvants organiques liquides, fabriqués à basse température à partir de matières premières peu écotoxiques. Un système de chlorure de choline et acide malonique (ratio moléculaire 1 :2) a été employée pour déminéraliser et enlever les protéines de la matière première et isoler de la chitine dans un processus unique. Les rendements ont été comparés favorablement avec des méthodes existantes, donnant 12% de α-chitine à partir de carapaces de P henslowii et 3% de β-chitine à partir de l’os de seiche. La chitine extraite a été analysé par FTIR, Analyse Elémentaire CHNS, TGA, SEM, XRD, et DLS. De plus, le solvant a pu être récupéré et réutilisé, et l’effet du recyclage évalué sur le rendement et les caractéristiques chimiques de la chitine. Cette étude est la première faisant l’objet d’une extraction de β-chitine au moyen d’un solvant eutectique.
 
 
 
 
 

10:40-11:00

Pause
 
 
 
 
 

11:00-11:20

Production "à façon" de polyhydroxyalcanoates : vers des polymères à la biodégradabilité contrôlée ?
BRUZAUD Stéphane

Les polyhydroxyalcanoates (PHA) sont des polyesters d’origine bactérienne, qui constituent une famille de polymères très prometteuse tant du point de vue de leurs propriétés d’usage que celui de leur impact environnemental. La production de PHA est particulièrement pertinente puisqu’elle s’affranchit des procédés chimiques traditionnels, faisant appel à des procédés de biotechnologies industrielles parmi les plus économes en énergie. Pour un grand nombre de bactéries marines ou terrestres, les PHA constituent un matériau de stockage idéal de carbone et d’énergie, en raison de leur faible solubilité et de leur masse molaire élevée. La composition chimique (nature des unités monomères constituant les PHA et proportion de celles-ci dans la chaîne) et donc les propriétés physico-chimiques des PHA dépendent étroitement de la souche bactérienne productrice et des sources de carbone disponibles dans son environnement. Dans un premier temps, la conférence présentera différents exemples de production de PHA de manière à montrer comment le choix des substrats intégrés au départ du processus de biosynthèse permet d’influencer la structure chimique et la morphologie des PHA produits et donc d’ajuster les propriétés physico-chimiques de ceux-ci. Dans un second temps, des résultats récemment obtenus par différentes approches illustreront la capacité de ces polymères à se biodégrader de manière très spectaculaire en milieu marin. Des différences significatives de comportement sont observées au regard de la composition et de la morphologie des PHA. Les principaux facteurs intrinsèques aux PHA (structure chimique, volume libre, transition vitreuse, cristallinité, solubilité, balance hydrophile/hydrophobe, etc.) seront explicités et l’on montrera dans quelle mesure ils peuvent influer sur le comportement des polymères vis-à-vis de la biodégradation, notamment en milieu marin. Les résultats déjà obtenus et ceux à venir visent à développer des modèles pour aider à la conception de polymères "(bio)dégradables sur mesure" dont la (bio)dégradation pourrait être contrôlée en jouant sur les facteurs physiques et chimiques préalablement identifiés et intrinsèques aux PHA.
 
 
 
 
 

11:20-11:40

Eco-conception
MASSARDIER Valérie

La pollution par les déchets plastiques pose de graves questions auxquelles les matériaux polymères biodégradables devraient apporter des réponses. Par rapport a cette problématique, nous présenterons les objectifs et stratégies mises en place par notre laboratoire "Ingénierie des Matériaux Polymères" pour le développement de polymères à faible impact environnemental. En particulier, nous développerons un volet traitant du développement de formulations de polymères bio-sourcés, éco-conçues pour anticiper leur fin de vie. Un exemple montrera comment propriétés et biodégradabilité peuvent être ajustées et conciliées. Enfin, nous présenterons nos outils et plateformes de caractérisations : des surfaces, mécaniques, rhéologiques, thermiques, spectroscopiques (RMN, FTIR, Raman), microscopiques, chromatographiques dédiées à l'analyse des matériaux polymères. Une étude menée sur des Micro-Plastiques (MP) modèles illustrera ce volet de notre présentation.
 
 
 
 
 

11:40-12:00

Le marquage isotopique pour évaluer de la biodégradation du Polyéthylène
EYHERAGUIBEL Boris ANNULÉE

L’évaluation de la biodégradation des polymères est un critère essentiel pour comprendre leur devenir et leur rémanence dans l’environnement et permettre d’évaluer les risques d’impact sur les écosystèmes. Outre l’identification des microorganismes capables de dégrader les polymères, les voies métaboliques empruntées et les vitesses de biodégradation restent encore à peu connues. Les combinaisons de méthodologies couramment employées pour caractériser la transformation des polymères (tensile strength, FTIR carbonyl index, DSC, GPC) et / ou évaluer la croissance microbienne (microscopie à épifluorescence, cytométrie de flux ou mesure ATP) n'expliquent généralement pas les processus de biodégradation au niveau moléculaire ni le devenir des polymères après leur assimilation. Les résultats obtenus renseignent bien souvent sur la biodétérioration et la bio-fragmentation et seule la production de CO2 est considérée comme une preuve suffisante et directe de biodégradation par les scientifiques. L’utilisation d’isotopes stables est une méthode de choix pour réaliser une étude approfondie des processus de biodégradation des polluants organiques. La mesure de l’enrichissement isotopique (13C/12C) du CO2 ou de biomarqueurs du métabolisme et de la biomasse permet de quantifier l’utilisation d’un substrat marqué au 13C par une cellule vivante. Nous avons évalué la biodégradation d’un film de polyéthylène totalement enrichi en 13C par une souche bactérienne pure de Rhodococcus rhodochrous. L’incubation avec cette souche a réalisée pendant 60 jours dans un milieu minéral minimum contenant (1) le polymère marqué, (2) le polymère non marqué comme seule source de carbone ou (3) pas de source de carbone. La concentration de CO2 produit a été mesurée de manière cinétique par GC/MS et l’enrichissement isotopique en carbone 13C a été déterminé par le calcul du ratio isotopique 12CO2/ 13CO2. Les résultats montrent une croissance bactérienne, une production de CO2 enrichie en isotope 13C en présence de polyéthylène marqué confirmant la minéralisation du polymère par les bactéries. L’enrichissement isotopique doit à présent être mesuré dans la biomasse bactérienne afin de pouvoir réaliser un bilan carbone et déterminer les taux et vitesse de biodégradation.
 
 
 
 
 

12:00-12:20

Point Posters
 
 
 
 
 

12:20-14:00

Déjeuner

Session 3



 
 
 
 
 

14:00-14:20

Avancement sur la mise au point d’une méthode de dosage des microplastiques par pyrolyse couplée à la spectrométrie de masse (GT Pyrolyse - GDR Polymères et Océans)
DUFLOS Guillaume

La quantification de la pollution de plastique constitue un véritable défi pour la communauté scientifique. D’importantes avancées dans le domaine des sciences analytiques ont été reportées dernièrement pour détecter et caractériser les micro- et nano-plastiques. Au sein du GDR Polymères et Océan, un groupe de travail se met en place autour de la technique basée sur la pyrolyse associée à la chromatographie gazeuse couplée à une détection par spectrométrie de masse (Py-GC-MS). Un objectif commun de ce groupe est de développer une méthode de quantification robuste et fiable de plusieurs polymères qui puisse être appliquée dans des contextes de recherche ou de surveillance de l’environnement. L’utilisation de la Py-GC-MS permet également une approche qualitative (pour identifier des microplastiques), Cette technique permet aussi l’analyse de composés organiques associés aux débris de plastiques, comme les additifs (en réalisant des programmations de désorption adaptées), ainsi que l’analyse structurale de la macromolécule (pour mesurer les effets de l’oxydation ou de la réticulation dus à la dégradation dans l’environnement). Ce groupe de travail regroupe également des compétences en thermodésorption. La pyrolyse peut enfin être associée à d’autres outils de caractérisation comme l’infrarouge ou le Raman. L’objectif de cette intervention est de présenter le groupe de travail : i) les pratiques communes ii) les différents verrous analytiques comme la compréhension des interférences des matrices environnementales ou simplement la maitrise de l’introduction de l’échantillon qui n’est pas si trivial en pyrolyse. Le groupe de travail proposera des méthodologies pour avancer dans ces questionnements, il se réunira de façon mensuelle. Il est prévu dans ces réunions régulières que des intervenants invités donnent des conférences sur cette thématique.
 
 
 
 
 

14:20-14:40

Quantification des petits microplastiques (25µm-1mm) par spectrométrie de masse : développement d’une méthode analytique.
ALBIGNAC Magali

Les techniques usuelles de caractérisation des petits microplastiques reposent sur des analyses en micro-spectroscopie infrarouge ou Raman. Mais celles-ci peuvent présenter certains inconvénients, comme le temps d’analyse ou la fiabilité de l’interprétation des spectres obtenus. Pour s’affranchir de ces inconvénients, une autre technique d’analyse des petits microplastiques émerge depuis quelques années : la spectrométrie de masse. Pour faciliter l’analyse des macromolécules, la pyrolyse couplée à la chromatographie gazeuse est utilisée afin de les fragmenter et de les séparer. Cela permet alors une analyse quantitative simultanée de plusieurs polymères différents. Pour augmenter la sélectivité et ainsi analyser les polymères dans des matrices complexes, la spectrométrie de masse en tandem est alors choisie. Pour rester cohérent par rapport aux microplastiques retrouvés dans l’environnement, notre développement analytique repose sur l’étude de 7 polymères : le PE, PS, PP, PET, PMMA, PC et Ny6. Mais comment réaliser une gamme étalon externe avec ces polymères, qui pour la plupart son insolubles dans des solvants organiques à température ambiante ? Nous avons alors fait le choix d’une gamme étalon solide, réalisée par des opérations de cryobroyage et de dilution dans une matrice inerte solide. Par cette technique, la gamme peut descendre jusqu’à quelques dizaines de nanogrammes pour certains polymères. Mais avant de pouvoir utiliser cette gamme pour quantifier les petits microplastiques, des optimisations son nécessaires pour s’assurer d’une bonne fiabilité des résultats. La première optimisation repose sur les conditions analytiques, à savoir le choix de la température de pyrolyse ou de la source, ou encore l’utilisation d’un split. La répétabilité de la mesure est aussi un paramètre clé. Des verrous ont été levés, comme l’optimisation des transitions en MS/MS et d’autres sont encore à l’étude, comme les interférences entre polymères ou avec la matière organique naturelle. Il reste encore des étapes pour finaliser une méthode de dosage robuste, mais pouvoir doser les petits microplastiques dans des échantillons naturels avec un minimum de préparation, et un temps d’analyse cours, en fait une méthode d’analyse très prometteuse. Des premiers résultats ont été obtenus avec cette méthode sur l’analyse des polymères présents dans des organismes benthiques marins. Ces résultats sont encourageants même si il reste encore quelques points à approfondir.
 
 
 
 
 

14:40-15:00

Preparation of relevant environmental nanopastics (ENPs), beneficence for behavior and ecoticology studies
BLANCHO Florent

Récemment, il a été montré que les plastiques pouvaient être également présent sous forme de nanoparticules dans l’environnement (océan et sols). Cependant, étant donné leur taille et leur concentration, il est impossible de les échantillonner en quantité suffisante pour des études expérimentales sur leur comportement et impact environnemental. Faute de mieux, de nombreuses études ont principalement été réalisées à l’aide de modèles sphériques synthétisés sous émulsion. Bien qu’utile pour de premiers tests, ces modèles, sphériques et homogènes en propriétés, sont loin d’être représentatifs des NPs observés dans l’environnement, fortement hétérogènes. Dans ce contexte, l’objectif de notre étude a été de produire des nanoplastiques modèles plus représentatifs de ceux observés dans l’environnement (ANR-PEPSEA). Ces nanoplastiques (ENPs, environmental nanoplastics) sont produits à partir de plastiques récoltés au sein du vortex de déchets du Pacifique Nord. Leur extraction est obtenue par agitation et sonification en milieu aqueux, ce qui abrase la surface altérée des débris plastiques. La suspension est ensuite séparée des plastiques puis filtrée à 1.2 µm (fraction colloïdale). Une deuxième étape consiste à purifier cet échantillon riche en matière organique naturelle. Pour cela un protocole d’oxydation sélectif de la matière organique par l’action conjointe de H2O2 et UV a été développée. L’avantage de ce protocole comparé à ceux développés pour les microplastiques est d’éviter des digestions acides ou basiques qui induisent l’agrégation des nanoparticules en augmentant la force ionique de la solution et/ou protonant leur surface, respectivement. Les ENPs ont été caractérisés en composition, taille, forme et propriétés de surface par diffusion de lumière, microscopie électronique, chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse avec pyrolyse (PyGCMS), spectrométrie photo-électronique X (XPS), et titrations potentiométriques. Les analyses Py-GC/MS montrent que ces nanoplastiques sont majoritairement constitués de polypropylène et de polyéthylène. Ils sont anisotropes et polydisperses en taille, et de nombreux groupements carboxyliques sont présent à leur surface. Nous sommes convaincus que le protocole développé ici associé à la stratégie analytique associée permettra à très court terme de relever de nouveaux défis concernant la détermination de l’impact des nanoplastiques dans l’environnement.
 
 
 
 
 

15:00-15:20

GC/MS-Orbitrap: une application pour la caractérisation d’additifs plastiques
AKOUESON Fleurine

La pollution plastique est une menace pour l’environnement et les organismes. Elle les expose à différents dangers. Un de ces dangers est l’impact chimique due aux additifs plastiques organiques. Différents types d’additifs peuvent être ajoutés au polymères plastiques au cours de leur formulation afin de leur conférer certaines propriétés. L’utilisation de certains additifs est controversée du fait que certaines molécules se sont révélées être toxique pour l’environnement, les organismes marins et l’homme. De ce fait, l’analyse des additifs plastiques montre un intérêt grandissant. Afin d’avoir une meilleure compréhension de l’impact chimique de ces additifs, il est important d’identifier, et idéalement quantifier les additifs inclus dans les matrices polymériques. Leur analyse dans les polymères est un challenge analytique du fait de la diversité de la composition chimiques des additifs et du fait qu’il soit, en général, en mélange au sein des polymères. De ce fait, développer des méthodes analytiques de screening relativement facile et rapide présente un réel intérêt. Le but de cette étude est de développer une méthode en pyrolyse couplée à une chromatographie gazeuse et spectrométrie de masse (Py-GC/MS) pour l’identification et, si possible, la quantification d’additifs plastiques organiques. Cette méthode permettra également de caractériser le type de polymère sur le même échantillon. La première étape a consisté à développer une méthode commune en GC/MS-Orbitrap pour l’analyse de différents additifs plastiques ainsi que de constituer une base de donnée haute résolution contenant une large variété d’additifs plastiques.
 
 
 
 
 

15:20-15:40

Pause

Session 2



 
 
 
 
 

15:40-16:00

Métaux/métalloïdes et microplastiques dans l’environnement : distribution planétaire et biodisponibilité associée
CATROUILLET Charlotte

Les débris plastiques vont résider et transiter à travers les différents écosystèmes terrestres pendant de nombreuses années encore. En effet, de grandes quantités de plastiques, dont les micro-plastiques sont retrouvées sur les plages à travers le monde. Si la strangulation de certains animaux par les macro-plastiques a particulièrement intéressée les chercheurs ces 30 dernières années, ce n’est que récemment que des études scientifiques se sont portées sur les métaux/métalloïdes associés aux plastiques. Ces 5 dernières années, un nombre croissant d’études ont mesuré les concentrations en métaux/métalloïdes dans les micro-plastiques récoltés sur les plages du monde entier. Dans cette étude, nous avons répertorié les données disponibles dans la littérature et avons monté des cartes de distribution des concentrations en Pb, Cu, Cd, Zn, Cr, Ni, Fe, As, Ba, Mn, Sb, Al, Co, Sr et U à travers le monde. L’objectif ici est de présenter et cartographier leur distribution à l’échelle globale en couplant nos données et celles obtenus et disponible dans la littérature. Nous avons mis en évidence les lieux présentant peu de données et sur lesquels il serait intéressant de mener des investigations. Enfin, plusieurs hypothèses de travail sur la nécessité de mener des mesures complémentaires sont proposées, plus spécifiquement concernant la biodisponibilité des métaux/métalloïdes étudiés. Nous sommes intimement convaincus que l’approche proposée ici doit permettre d’initier des discussions et stratégies scientifiques communes au sein du GDR Polymères et Océans qui est une de ses principales mission et motivant ainsi notre proposition.
 
 
 
 
 

16:00-16:20

Impacts du vieillissement des déchets plastiques et de l’adsorption de polluants organiques sur le développement d’une souche microbienne Rhodococcus rhodochrous.
MASRY Maria

La surface des débris plastiques constitue un espace d’échange dynamique, propice à de nombreuses réactions. Ainsi, il a été observé l’accumulation de polluants organiques persistants (POP) sur ces débris ou encore leur colonisation par de nombreux microorganismes (Ogata et al. 2009 ; Teuten et al. 2009 ; Zettler et al., 2013). Nos connaissances sur la toxicité des POP associés aux débris plastiques restent toutefois limitées (Koelmans et al. 2017), tout comme leurs interactions biologiques avec la plastisphère. Par ailleurs, au cours de leur transport, ces déchets subissent un vieillissement principalement dû aux UV et aux actions mécaniques (Ter Halle et al., 2016 et 2017). Cette altération suggère une évolution des interactions entre POP, déchets plastiques et microorganismes qui n’a été abordée que partiellement dans la littérature (Hüffer et al., 2018, Müller et al., 2018 ; Debroas et al., 2017). Dans ce contexte, il apparait important d’améliorer l’état des connaissances sur les interactions biologiques des POP associés aux débris plastiques au cours de leur transport et en particulier en fonction de leur vieillissement photochimique. Ainsi, des échantillons de polyéthylène de formulations différentes et connues (vierge, avec des additifs (un antioxydant, l’Irganox 1010 et un antiUV, le Chimassorb 81) et/ou des charges minérales (Omyalite 90)) ont été exposés à la lumière sous irradiation simulée en SEPAP 12-24. A l’issu, ces échantillons ont été dopés en hydrocarbures aromatiques polycycliques (phénanthrène, fluoranthène, benzo(a)anthracène et benzo(a)pyrène) à des concentrations environnementales (600 ng/g pour les HAP légers et 300 ng/g pour les HAP lourds) avant d’évaluer la croissance bactérienne de Rhodococcus rhodochrous en leur présence. La biotransformation des polymères et/ou des POP adsorbées a été examinée en suivant les concentrations résiduelles de polluants et la caractérisation des sous-produits des matrices polymères et des polluants dans la phase aqueuse, par LC-Fluo, GC-MS, LC-MS QTof, LTQ Orbitrap-MS and 1H NMR. Les résultats ont montré que : (i) la biodégradation des échantillons n’était significativement pas affectée par la présence des additifs ; (ii) ce phénomène biologique était accentué par la dégradation photochimique des échantillons de PE ; (iii) la présence des HAP favorise la croissance bactérienne en particulier pour les PE irradiés et formulés.
 
 
 
 
 

16:20-16:40

Attention, le mégot prend l’eau (de mer) !
LACROIX Camille

On estime que 4,5 milliards de mégots sont jetés annuellement dans l’environnement. Fréquemment retrouvés dans l’environnement marin et notamment sur le littoral, ces mégots constitués d’un filtre développé dans le but d’absorber une partie des composés présents dans la fumée de cigarette, sont susceptibles de relarguer des substances toxiques dans l’environnement. Des études récentes mettent d’ailleurs en évidence une forte toxicité des mégots vis-à-vis d’espèces terrestres et d’eau douce. Dans ce contexte, cette étude qui s’inscrit dans le cadre du projet Interreg Zone Atlantique « CleanAtlantic » (2017-2021) et de l’action 48 du plan d’action régional « déchets marins » de la Convention OSPAR, a pour objectif d’apporter de nouvelles connaissances sur les devenirs et impacts des mégots dans le milieu marin afin d‘assister la prise de décision. Pour ce faire, les trois partenaires de cette étude (le Cedre, le Cefas et l’IEO) se sont penchés sur la distribution, le comportement, le vieillissement, la contamination et la toxicité des mégots dans l’environnement marin en couplant étude de la littérature et approches expérimentales. Un recensement des initiatives visant à lutter contre ce déchet a également été effectué. Cette présentation se propose de faire un état des lieux des principaux résultats obtenus dans le cadre de cette étude qui apporte de nouvelles connaissances nécessaires à la mise en place de mesures de prévention et de gestion adaptées à ce déchet ubiquitaire.
 
 
 
 
 

16:40-17:00

Effet des propriétés physiques des particules et du biofilm sur la vitesse de chute des microplastiques en conditions de laboratoire
JALóN-ROJAS Isabel

Comprendre et prédire le transport et devenir des déchets microplastiques (MPs) marins est un défi scientifique complexe en raison des nombreux processus physiques impliqués et de la vaste gamme des densités, tailles et formes des MPs qui influencent les propriétés dynamiques de ces particules. Le comportement dynamique des MPs est encore complexifié par le développement de biofilms (biofouling) et le vieillissement du plastique dont l'effet sur les propriétés dynamiques n’a pas été encore caractérisé. Cette étude vise à évaluer l’effet des propriétés physiques des MPs et du biofilm sur leur vitesse de chute en conditions de laboratoire. Les expériences portent sur deux types de particules (fragments de polyéthylène et fibres de polyester), de 9 tailles (entre 1 et 5 mm) et 2 degrés de colonisation biologique (neuves et vieillies lors de 3 mois dans l’océan). Afin d’améliorer la représentativité, trois répliques de chaque type de particule ont été produites par scalpel au microscope. La densité, la taille, et des indices de forme (e.g. Corey Shape Factor) ont d’abord été quantifiés. La vitesse de chute a ensuite été estimée dans une colonne de sédimentation en plexiglas. L’analyse des données est aujourd’hui en cours et permettra d’évaluer la pertinence des modèles de traînée théoriques pour prédire la vitesse de chute des particules neuves et vieillies et proposer éventuellement un nouveau modèle optimisé.

Session 3



 
 
 
 
 

09:00-09:20

Plastic Origins, un projet de science participative pour cartographier la pollution plastique des rivières
BRUGE Antoine

Plastic Origins est un projet de science participative visant à cartographier la pollution plastique des rivières européennes. Cette cartographie permettra d’identifier les territoires les plus touchés, de proposer des solutions aux acteurs locaux et de mesurer l’évolution de la pollution dans le temps. Le projet utilise un algorithme d’intelligence artificielle pour détecter et compter les déchets échoués sur les berges. La méthode s’inspire des observations réalisées en mer depuis de nombreuses années pour étudier les mammifères marins et les tortues. Elle se présente comme suit : un observateur, positionné à l’avant d’un bateau qui fait route, relève les coordonnées GPS de sa position dès qu’il repère ce qu’il est en charge d’observer. Surfrider a décidé de reproduire cette méthode en rivière pour étudier la pollution plastique. Elle permet de collecter des données sur de grandes distances et ainsi d’avoir une vision plus exhaustive de la pollution plastique d’un tronçon de rivière. Les résultats permettent de générer un indicateur égal au nombre de déchets détectés par kilomètre de berge. Surfrider a, par le passé, testé la mise en place de filets et de barrages flottants en rivière. Ces techniques se sont révélées difficilement duplicables. L’essentiel de la pollution plastique circule en période de crue, quand il n’est pas possible d’installer de tels systèmes. Ainsi, l’étude des déchets échoués sur les berges nous a semblé plus adaptée. Surfrider s’est, dans un premier temps, intéressée aux déchets échoués sur les berges en réalisant des collectes mensuelles sur des zones précises. Les résultats ont apporté des éléments intéressants sur la composition des déchets retrouvés mais la méthode n’a pas permis de suivre l’évolution de la pollution dans le temps, ni de comparer la pollution d’une zone à une autre. Les zones choisies étaient beaucoup trop différentes les unes des autres. Le développement de la végétation sur les sites étudiés a affecté l’échouage des déchets et notre capacité à comparer les données d’une année sur l’autre. L’intelligence artificielle permet de supprimer le « biais observateur ». Chaque observateur apporte une erreur qui lui est propre. L’intérêt de faire de la détection et non de l’observation est de remplacer cette erreur variable par une erreur constante et connue. Elle permet de générer des données fiables et robustes à travers un projet de science participative.
 
 
 
 
 

09:20-09:40

Devenir des débris plastiques flottants rejetés le long des côtes, étude à partir d’un modèle de circulation océanique à l’échelle globale
CHENILLAT Fanny

La pollution marine liée aux plastiques est un problème planétaire qui affecte l'océan, depuis les régions côtières jusqu'à l'océan ouvert. Le trajet et le sort des débris plastiques dans les océans sont encore mal connus pour de nombreuses raisons, notamment liées à une méconnaissance de leurs sources, tant pour leur quantité que leur distribution spatiale. La compréhension du devenir de ces débris reste fondamentale pour mieux gérer et, potentiellement, réduire la pollution par les plastiques. Dans cette étude, nous évaluons le devenir de la pollution plastique flottante rejetée le long des côtes en comparant deux type de sources (ou scénarios) : le premier basé sur les rivières et le second sur la densité de la population vivant le long des côtes. Nous utilisons une analyse numérique lagrangienne dans un modèle de circulation océanique globale avec une résolution de 1/12˚ (<10km). Dans les deux scénarios, environ 20000 particules sont libérées chaque mois pendant les 23 ans de simulation, soit un total d'environ 6 millions de particules. Pour évaluer la pollution des plastiques flottants, nous imposons aux particules de se déplacer uniquement dans la couche de surface. Nous diagnostiquons différents cas de devenir des particules en fonction de leur position finale : les particules peuvent se retrouver soit dans l'océan, soit sur la côte après avoir voyagé en pleine mer, ou bien s’être uniquement déplacé le long de la côte. Cette étude souligne d'abord l'importance du scénario d'entrée sur la contribution des particules dans les principales zones de convergence subtropicales, avec des différences dans les gyres sud et nord de l’Atlantique, et dans celui du Pacifique Sud. De façon plus importante et novatrice, cette étude montre que le scénario d'entrée joue un rôle clé sur le nombre de particules échouées qui aboutissent dans les régions côtières : ainsi, 70% des particules s’échouent sur les côtes dans le scénario des rivières, contre 55% dans le scénario de densité de population. Dans les deux cas, les échouages se produisent majoritairement localement (i.e. dans la même région que celle de départ), mais un nombre important de particules (~15%) peuvent parcourir plusieurs milliers de kilomètres avant d'atteindre les zones côtières, ce qui permet une connectivité entre deux régions éloignées. En résumé, certaines régions côtières contribuent fortement, localement ou à distance, à la pollution des zones de convergence et des régions côtières.
 
 
 
 
 

09:40-10:00

L’Urbanisation et l’hydrologie conditionnent la variabilité spatiale et temporelle de la pollution en microplastiques dans la Garonne
REIS DE CARVALHO Aline

La pollution en microplastiques (MP) représente une nouvelle pression environnementale dans les écosystèmes d'eau douce. Améliorer notre compréhension de la dynamique de la pollution en MP dans ces écosystèmes est donc crucial pour fournir des connaissances permettant de mieux gérer et limiter cette pollution. Dans cette étude, nous avons quantifié la variabilité spatiale et temporelle de la pollution en MP (taille 700 μm - 5 mm) dans les eaux de surface de 14 sites du bassin versant de la Garonne (France). Les résultats ont permis de démontrer que la concentration de MP (moyenne de 0.15 (± 0.46) particules.m-3) variait significativement à la fois au sein du bassin versant entre sites et entre les périodes d’échantillonnage. La variation spatiale de la concentration en MP était déterminée par le niveau d'urbanisation. La variation temporelle de la concentration de MP et de la taille de MP était déterminée par les conditions hydrologiques, avec des concentrations plus élevées et des particules plus petites pendant les saisons chaudes avec un faible débit. Le polyéthylène (44.5%), le polystyrène (30.1%) et le polypropylène (18.2%) étaient les principaux polymères collectées et leur proportion ne variait pas significativement entre les sites échantillonnés. La couleur et la taille des particules était associée au type de polymère, avec le polystyrène présentant une plus grande taille que le polyéthylène et le polypropylène et une proportion plus élevée de particules blanches, caractéristiques qui correspondent à la prévalence élevée des sphérules de polystyrène expansé. Nous avons également trouvé une relation significative négative entre la taille des MP et la distance à la source dans le cours d'eau principal, suggérant un processus de fragmentation entre l’amont et l’aval. La dynamique de la pollution en MP à travers les bassins versants est complexe et des études complémentaires sont désormais nécessaires pour améliorer la résolution spatiale et temporelle de nos connaissances sur la pollution en MP dans les écosystèmes d'eau douce.
 
 
 
 
 

10:00-10:20

Observation et modélisation de la dispersion des plastiques et débris marins en Indonésie
MAES Christophe

La pollution par les déchets plastiques des eaux de l’Indonésie représente un réel problème environnemental, sociétal et économique pour cet état ou plus de 6 millions de personnes sont impliqués dans les activités de la pêche et de l’aquaculture. Il est essentiel pour le ministère indonésien des affaires maritimes et de la pêche (MMAF/KKP) de renforcer ses infrastructures, ses connaissances et ses capacités de modélisation liées à la distribution et à l'accumulation des débris marins en mer, et donc de pouvoir mettre en place des actions efficaces et optimisées en rapport avec cette pollution. Les sources et le devenir des débris marins et des matières plastiques sont pilotés par des mécanismes physiques complexes et dépendent ainsi de la gestion des déchets, de la densité de population et de l'hydrologie ; il est cependant admis que la majorité de cette pollution pénètre dans les océans par les rivières et les fleuves, et qu’une part importante de ces déchets est rejetée sur les plages et le littoral environnant. Un projet d’étude de la surveillance et de la modélisation de la circulation océanique des débris marins en Indonésie a été ainsi soutenu par l’Agence Française pour le Développement (AFD/Fexte) pour la période 2020-2021, sous la coordination de l’IRD. Une combinaison des outils d’observation in situ et de modèles numériques est utilisée pour déterminer et suivre les débris marins dans les mers Indonésiennes. Les résultats du déploiement de plus de 50 flotteurs dérivants de surface (flotteurs GNSS développés par CLS) aux principales embouchures des rivières du pays seront analysés et complétés par les études basées sur la modélisation reproduisant la dérive et l'échouage des déchets plastiques. La combinaison de ces technologies devrait permettre de cartographier la dispersion des macro-déchets flottants à la surface de l’océan et l'échouage d'une partie d'entre eux le long du littoral régional et indonésien. Ces résultats préliminaires devraient apporter les éléments décisifs pour le choix d’un site approprié où sera mené conjointement une modélisation à haute résolution (<1km) et une campagne en mer dédiée à la caractérisation de la pollution imputable aux micro-plastiques.
 
 
 
 
 

10:20-10:40

Pause

Session 2



 
 
 
 
 

10:40-11:00

Toxicité des micro-plastiques sur la dynamique du plancton (mesure des effets sur la nage des copépodes)
CLIMENT Eric

Ce projet étudie la toxicité de la fraction granulaire la plus fine des microplastiques (MP) (moins de 10 µm) sur le comportement de nage des copépodes calanoides présents en grande quantité dans les océans. Le diamètre des MP, comparable à celui du phytoplancton, fait qu’elles sont ingérées par le zooplancton, et notamment par les copépodes calanoides. Les copépodes sont petits (environ 1 mm) mais nagent vigoureusement. Leur motilité leur permet de se déplacer à grande échelle (migrations verticales à travers la colonne d’eau) et d’interagir avec d’autres organismes (prédation, reproduction). Notre espèce modèle est le copépode estuarien Eurytemora affinis, l’espèce dominante du bouchon vaseux dans les estuaires européens et nord-américains, pour laquelle nous disposons d’une culture à grande échelle maintenue par le LOG et d’une expertise sur son écologie. E. affinis est l’espèce modèle des projets Plastic-Seine (GIP Seine-Aval) et CPER MARCO. Plusieurs semaines ont été nécessaires pour obtenir 600 000 copépodes juvéniles et adultes dans des cuves de 1000 L (partenariat LOG et aquarium Nausicaa). Nous avons sélectionné des fragments broyés de polyéthylène qui sont plus réalistes que les particules sphériques en polystyrène habituellement utilisées. Ces fragments ont été fournis par J. Cachot (EPOC, Bordeaux) et préparés dans le cadre du projet européen EPHEMARE. Les copépodes ont été exposés pendant 12 heures au minimum à des concentrations de 3 µg/L et 300 µg/L qui correspondent aux scénarios de faible exposition (milieux côtiers) et forte exposition (bouchon vaseux). Nous avons également utilisé un échantillon de copépodes témoins (sans exposition). Nous avons enregistré le comportement des copépodes dans une cuve de 160 L en eau calme, pour quantifier les effets des MP sur les propriétés cinématiques (vitesse et accélération) des trajectoires, puis en présence de turbulence. Les trajectoires ont été obtenues à l'IMFT par la technique de vélocimétrie tomographique en 3D (Tomo-PIV), en utilisant un système de quatre caméras enregistrant le mouvement de milliers de copépodes à une fréquence de 300 Hz pour bien capturer les accélérations soudaines de la nage. Nous avons vérifié l’ingestion des MP par les copépodes ainsi que le ratio des stades de développement et leur morphologie. Les résultats indiquent que l’exposition aux MP provoque une hyperactivité chez les copépodes. Cette observation est plus nette en eau calme que dans un écoulement turbulent.
 
 
 
 
 

11:00-11:20

Chemical effects of different types of rubber-based products on oyster early life stages
TALLEC Kevin

Assessment of the risks linked to the continuous contamination of all environments by the massive amount of plastic waste released by human societies is an urgent issue. Among, the vast diversity of polymers, rubber materials constitute an important part of the waste production. Usually, during the manufacturing, rubber is associated to a large diversity of chemical compounds (metals, HAPs, additives) which can represent more than 50% by mass of the final rubber-based product. Here, we used the oyster Magallana gigas as model owing to its ecological, functional and economic roles in coastal waters. The sensitivity of early life stages (spermatozoa, oocytes, embryos) to the chemical compounds released in seawater by three types of new or used rubber-based products (tyres, crumb rubber granulates, oyster farming rubber bands) was assessed using several endpoints: (1) gametes viability (survival, intracellular reactive oxygen species production), (2) fertilization success, (3) embryo-larval developmental success. Three different concentrations were used: 0.1, 1 and 10 g/L. Regarding the gamete viability, only the highest concentration of new-oyster farming rubber-bands induced detrimental effects on spermatozoa survival (-29%), resulting in a decrease of the fertilization success (-17%). By contrast, no effects were recorded on oocyte viability. Furthermore, all leachates affected the embryo-larval developmental success (up to complete inhibition at the highest concentration) with a higher toxicity of new materials. Therefore, this work shows that oyster early life stages can be sensitive to chemical compounds released by rubber-based products, highlighting the need to explore the transfer of rubber-associated chemicals from human activities (e.g. driving, oyster-farming) to coastal areas and the potential risks for marine life.
 
 
 
 
 

11:20-11:40

Étude spatio-temporelle de la contamination en microplastiques chez les moules et les huîtres en mer des Pertuis : hétérogénéité ?
LEREBOURS Adélaïde

Le devenir et les effets des microplastiques (MPs) dans les écosystèmes marins font actuellement l’objet d’une grande préoccupation scientifique. L’impact d’une contamination chronique en MPs sur la qualité des écosystèmes marins et les risques encourus sur la santé des espèces marines restent encore relativement inexplorés. En effet, les durées d’exposition de bivalves encagés étaient jusqu’à présent d’un mois. Afin d’évaluer le devenir et les effets des MPs à long terme dans la mer des Pertuis, un suivi environnemental d’un an a été réalisé de mai 2019 à mai 2020 chez l’huître creuse, Magallana gigas et la moule bleue, Mytilus edulis. Après 0, 4, 8 et 12 mois d’exposition des échantillons de bivalves et de sédiments ont été prélevés au niveau de quatre sites « exposés » en sortie des fleuves Sèvre, Charente et Seudre, et d’un site de référence plus éloigné des côtes appelé Le Martray, au sud-ouest de l’Ile de Ré. Les MPs ont été extraits, dénombrés, mesurés, classés par catégories (fibres, microbilles et fragments) et couleurs à l’aide d’un microscope optique équipé d’une caméra. L’identification des MPs a été réalisée à l’aide d’un spectromètre micro-Raman. En parallèle, la croissance des organismes a été mesurée et les paramètres physicochimiques et environnementaux enregistrés. Les résultats des observations optiques mettent en évidence une accumulation de MPs plus importante dans les huîtres (13,4 MPs/ind) que dans les moules (7,9 MPs/ind). La quantité de MPs augmente dans les huîtres au cours de l’année en particulier en sortie de Seudre et dans une moindre mesure en sortie de la Sèvre et de la Charente. Elle reste stable au niveau du Martray, site de référence. Les concentrations retrouvées dans l’eau varient de 0,03 à 0,06 MPs/L et dans les sédiments de 0,3 à 1,5 MPs/g. Les tailles moyennes de MPs varient de 114 μm à 234 μm selon les matrices. Les fibres sont présentes en plus grande proportion suivies par les fragments. Elles sont composées de polyamide ou de polyéthylène téréphtalate. Les liens avec les indicateurs de stress cellulaire et les facteurs confondants en cours d’analyse permettront d’appréhender les effets potentiels de cette contamination sur la santé des bivalves. Les huîtres ont permis de mettre en évidence un site plus contaminé après un an d’exposition et s’avèrent être ainsi un bon indicateur de la pollution aux MPs. L’étude de l’origine de cette contamination permettra de mieux comprendre l’hétérogénéité observée.
 
 
 
 
 

11:40-12:00

Toxicité des microplastiques et des nanoplastiques vis-à-vis d'organismes aquatiques le long d'un continuum eau douce-eau de mer
LATCHERE Oihana

La pollution par les particules plastiques en milieu aquatique est une préoccupation environnementale majeure. De nombreuses études ont été menées pour évaluer la toxicité des microplastiques (MP), et plus récemment des nanoplastiques (NP) vis-à-vis d’organismes aquatiques. Cependant, certains aspects ont été jusqu'à présent peu étudiés. Ainsi, la majorité des études porte sur les effets des particules plastiques dans le milieu marin tandis que les milieux estuariens et d'eau douce sont relativement peu étudiés malgré leur rôle important dans le transfert des plastiques des continents vers l’océan. De plus, le potentiel transfert des MP et des NP dans les chaînes trophiques aquatiques n’est pas encore bien compris et ses mécanismes sous-jacents restent à élucider. Cela nous a conduit à développer une approche multidisciplinaire pour mieux comprendre les effets de MP et de NP, représentatifs de ceux présents dans les estuaires, sur des espèces clés d'une chaîne alimentaire vivant dans le continuum eau douce-eau de mer. La chaîne alimentaire comprend les algues phytoplanctoniques Desmodesmus subspicatus et les diatomées Thalassiosira weissflogii (premier niveau trophique), les mollusques bivalves endobenthiques Corbicula fluminea et Scrobicularia plana (deuxième niveau trophique) et l'anguille européenne Anguilla anguilla (troisième niveau trophique). Les impacts des MP et des NP sur les espèces aquatiques sont évalués à la fois par voie directe et par voie trophique et sont caractérisés à l'aide d'une approche multi-marqueurs allant des effets au niveau individuel (physiologique, comportemental) au niveau sub-individuel (moléculaire, biochimique, microscopique). Cette présentation portera sur les résultats préliminaires des expositions directes des bivalves aux particules de plastique.
 
 
 
 
 

12:00-12:20

Point Posters
 
 
 
 
 

12:20-14:00

Déjeuner

Session 3



 
 
 
 
 

14:00-14:40

Nanoplastique, une classe à part
GIGAULT JulienConf. invitée

Julien Gigault est chargé de recherche au sein de l’unité mixte internationale TAKUVIK à Québec qui est spécialisée sur les écosystèmes arctiques et les changements globaux qui les affectent. Depuis plus de 10 ans les travaux de Julien se focalisent sur tous les phénomènes physico-chimiques qui vont contrôler la présence, la source et le devenir des nanoparticules dans l’environnement. Pour cela il développe des méthodes analytiques originales pour caractériser les nanoparticules dans des milieux naturels complexes. Enfin, une partie importante de ses travaux consiste à mieux comprendre en laboratoire les principaux mécanismes de transport et d’accumulation des nanoparticules afin de valider les principaux résultats obtenus sur le terrain. Depuis 2014 il se concentre sur les nanoplastiques dans les différents compartiments environnementaux.
 
 
 
 
 

14:40-15:00

Transfert mer-atmosphère de particules de polymère via le phénomène de « bubble bursting »
ROSSIGNOL Stéphanie

Le milieu marin est actuellement considéré comme un puit définitif pour les polymères. Les modèles peinent cependant à s’accorder avec les observations donc à représenter l’ensemble des flux et processus. Répondant potentiellement à cette problématique, il a récemment été émis l’hypothèse qu’il pourrait exister un flux sortant de micro et nanoplastiques du milieu marin vers le compartiment atmosphérique via l’éclatement des bulles d’air à l’interface mer-atmosphère (Allen et al., 2020; Zhang et al., 2020). Ce phénomène, appelé « bubble bursting », est connu pour générer à grande échelle des embruns et aérosols dans les atmosphères marines (Lewis et al., 2004). L’hypothèse d’un transfert mer-atmosphère de polymères est notamment étayée par des travaux montrant la présence de microplastiques dans des masses d’air en provenance de l’Atlantique sur la côte landaise (Allen et al., 2020). Dans ce travail, la possibilité d’un tel transfert via le phénomène de « bubble bursting » a été démontrée au laboratoire dans des conditions contrôlées. Le « bubble bursting » a été simulé dans un réacteur en verre fermé contenant 4 L d’eau de composition connue. La présence de particules de polymère dans l’air du réacteur a été mesurée par comptage optique et observée par microscopie électronique en transmission. L’influence de la taille et de la nature des polymères et de la composition de l’eau sur le transfert a entre autres été évaluée. Le transfert de particules commerciales de polystyrène (PS) de diamètres 350, 600 et 1000 nm en suspension dans l’eau pure a été testé et a été observé pour les PS de 350 nm de diamètre. Il a également été montré que la présence d’un surfactant modèle entraine dans la majorité des cas une augmentation du transfert eau-air, alors que la présence de polysaccharides solubles n’a pas d’influence. L’étude additionnelle du transfert de particules commerciales de polyéthylène hydrophobes (200-9900 nm) ainsi que de particules de polyéthylène vierge et formulé, vieilli et non vieilli photochimiquement, indique que l’état d’oxydation de la surface des particules joue également un rôle. Par ailleurs, les analyses MET indiquent que le transfert des particules peut se faire soit de façon isolées soit en agglomérats et recouvertes ou non de surfactant, donnant des indications sur les processus mis en jeu.
 
 
 
 
 

15:00-15:20

Comment relever le défi de l’analyse de nanoplastiques dans les milieux aquatiques ?
JIMENEZ Javier

L’analyse des débris plastiques de taille submicronique issus de la fragmentation de plastiques micro- et macroscopiques est un des enjeux majeurs dans la recherche environnementale actuelle. Bien qu’il existe un grand nombre d’études sur les microplastiques (1μm-5mm), les informations disponibles sur les nanoplastiques (< 1 µm) restent rares, en raison de leurs propriétés intrinsèques rendant leur caractérisation et quantification extrêmement difficiles dans les matrices environnementales. L’Institut des Sciences Analytiques et de Physico-Chimie pour l'Environnement et les Matériaux (IPREM) a relevé ce défi à partir d’une approche pluridisciplinaire, en rassemblent des spécialistes de la chimie des polymères, de la chimie analytique et de la chimie environnementale. Si la présence de nanoplastiques dans l’environnement est une réalité pour la communauté scientifique, les approches analytiques actuelles restent encore à optimiser pour les isoler, les identifier et les quantifier dans les milieux environnementaux complexes. Dans ce contexte, l’analyse de nanoplastiques commence par l’accès aux nanoplastiques modèles. L’IPREM développe en amont, des nanoplastiques modèles de complexité variable : de l’élaboration de nanoplastiques de polystyrène sphériques et monodisperses en taille aux échantillons polymorphes et polydisperses. Les premiers sont obtenus par polymérisation avec le contrôle des paramètres tels que la fonctionnalité chimique/morphologie de surface mimant l’oxydation des nanoplastiques environnementaux, la composition chimique des échantillons en évitant leurs additifs (métaux, tensio-actifs). Les deuxièmes sont obtenus par fragmentation mécanique à partir de microplastiques primaires et secondaires avec un procédé robuste montrant une bonne reproductibilité. Les modèles peuvent aussi contenir des traceurs (radioisotopiques et métalliques) pour des études sur des matrices environnementales. Grace à parc instrumental adapté au domaine, tous les modèles sont caractérisés chimiquement et physico-chimiquement. Les modèles ont permis de développer des outils analytiques basées sur la spectrométrie de masse pour la détection et quantification de nanoplastiques à de très faibles concentrations (2-10 ppt) dans différents milieux aquatiques. Le rôle des nanoplastiques en tant que vecteurs de pollution via leur interaction avec des métaux et des contaminants organiques est lui aussi exploré.
 
 
 
 
 

15:20-15:40

Pause
 
 
 
 
 

15:40-16:00

Quantification des microplastiques par pyrolyse couplée à la chromatographie gazeuse et à la spectrométrie de masse : mise en évidence des effets matrice et implications pour l’étude de sédiments fluviatiles
BOUZID Nadia

Ces dernières années, on observe un intérêt croissant pour l’étude de la contamination en microplastiques (MP) dans les milieux continentaux. Cependant, les connaissances sur la contamination en MP restent insuffisantes et les méthodes d’analyse développées ne permettent pas d’établir de bilan de masse précis entre les différents compartiments environnementaux. Généralement, les MP sont analysés par microscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ou Raman. Ces techniques spectroscopiques apportent une information sur la morphologie des MP et une estimation de leur nombre au-dessus d’une taille minimale (20 µm), mais ne fournissent pas une quantification massique des MP. La pyrolyse couplée à la chromatographie gazeuse et à la spectrométrie de masse (Py-CG-SM) jusqu’ici surtout utilisée pour identifier la nature des MP dans des échantillons environnementaux, a été récemment proposée pour les quantifier. Cette méthode permet l’identification simultanée des polymères, sans limite de taille, et leur quantification massique. A ce jour, cette quantification des MP par Py-CG-SM, se fait généralement par étalonnage externe, sans considération de potentiels effets matrice. Dans le cadre du projet Sedi-Plast, l’effet matrice lié à l’analyse de MP dans des sédiments fluviatiles, pour lesquels il est difficile d’isoler totalement les MP des fractions minérales et organiques résiduelles, a été étudié. Cette présentation a pour objectif de démontrer et de quantifier cet effet matrice à travers diverses expérimentations, et son implication sur l’étude des MP dans les sédiments.
 
 
 
 
 

16:00-16:20

Présence et distribution des nanoplastiques dans un sol contaminé
WAHL Aurélie

En conditions environnementales, les déchets plastiques sont dégradés en débris de différentes tailles, allant du centimètre au nanomètre, qui s’accumulent inexorablement dans chacun des compartiments environnementaux. Suscitant un vif intérêt de la communauté scientifique, leur étude dans les sols a pourtant été tardive, voire inexistante concernant les nanoplastiques. Et pour cause, le sol est un milieu complexe, riche en matière organique et autres colloïdes naturels. Jusqu’à présent, aucune preuve formelle de la présence de nanoplastiques n’a été montrée. Dans ce contexte et dans le cadre du projet CINAPE* financé par l’ADEME, nous nous sommes donc intéressés à la présence effective de nanoplastiques dans le sol. Notre étude s’est basée sur un sol ayant reçu des amendements de déchets ménagers, riches en plastiques. Grâce à un protocole d’extraction et le couplage d’un fractionnement en taille (A4F) avec une méthode d’analyse moléculaire (Py-GC/MS), nous avons démontré la présence de trois types de plastiques (PE, PS, PVC), dont la taille est comprise entre 30 et 150 nm, dans l’horizon de surface. Ces résultats constituent la première preuve de l’existence de nanoplastiques dans les sols et laisse penser que des processus de dégradation s’y produisent. Nous proposons ainsi une méthodologie innovante de détection des nanoplastiques dans une matrice organominérale complexe comme un sol. *ADEME-CINAPE : Caractérisation de la présence et du comportement de nanoplastiques dans un sol
 
 
 
 
 

16:20-16:40

Microplastiques en estuaire de Seine : synthèse des connaissances du projet Plastic-Seine sur les matrices abiotiques (2017-2020)
GASPERI Johnny

Le projet PLASTIC-Seine (Flux et impacts des microplastiques dans l’estuaire de la Seine, 2017-2020) avait pour objectif d’étudier de manière intégrée l’occurrence et les niveaux d’imprégnation de l’estuaire de la Seine par les microplastiques (MP), qu’il s’agisse de la colonne d’eau, du sédiment ou du biote. Structuré autour de trois tâches, le projet visait à 1) dresser un état des lieux de la contamination des compartiments abiotiques sur le fleuve, 2) étudier la contamination par les MP de sept espèces représentatives du réseau trophique de l’estuaire de Seine et 3) mieux comprendre le transfert, le devenir et les effets des MP dans trois des sept espèces sélectionnées. Sur le premier point, les travaux menés démontrent l’ubiquité des MP au sein des matrices abiotiques. Ils soulignent d’une part le rôle majeur joué par le sédiment dans le transfert et le devenir des MP. Ils mettent également en évidence une évolution des concentrations en MP le long du gradient salin. L’étude de deux cycles de marée a montré l’existence des forts gradients de concentration au cours du temps, mais également au sein de la colonne d’eau. Ces gradients peuvent s'expliquer à la fois par la remise en suspension des sédiments de fond, riches en MP, lors du flot et par la sédimentation des particules lors du jusant. Ces travaux ont été financés par le GIP Seine Aval et l'Agence de l'Eau Seine Normandie.
 
 
 
 
 

16:40-17:00

Étude de la (bio)dégradation des polymères par Résonance Magnétique Nucléaire
TRAïKIA Mounir

L’étude du devenir et de l’impact des polymères dans l’environnement est rendue complexe par les divers processus biotiques et abiotiques participant à la transformation des matériaux et par les interactions chimiques et biologiques présentes à l’interface avec le milieu. De nombreux paramètres physico-chimiques et biologiques doivent être mesurés et considérés pour établir des protocoles d’études reflétant de conditions réalistes. La spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), présente l’avantage d’être une méthode non invasive permettant d’étudier des échantillons solides ou liquides. Un large panel d’outils analytiques peut être mise en œuvre pour caractériser aussi bien les polymères et leur vieillissement que leurs produits de dégradation, les additifs ou des macromolécules biologiques. Cette communication fournira un aperçu de différentes applications de la RMN comme un outil particulièrement approprié à l’étude de la (bio)dégradation des polymères. Parmi les exemples proposés, la RMN à l’état solide, employée de façon majeure par les polyméristes pour caractériser les matériaux, permet d’évaluer le vieillissement de polymères, de suivre leur niveaux d’oxydation en identifiant et quantifiant les espèces oxydées. Dans le cas de l’étude de la biodégradation, la RMN à l’état solide peut également être exploitée pour obtenir la composition des biofilms et les détails structurels des biomolécules tel que les protéines, les lipides et les polysaccharides. Le marquage isotopique de polymère peut aussi être utilisé pour suivre l’assimilation de composés marqués dans le biofilm microbien. La RMN à l’état liquide, permet, de façon complémentaire, de suivre la production et le transfert de produits de dégradation et d’additif vers les compartiments aqueux. Ainsi, l’étude des lixiviats extraits de polymères informe sur la composition des molécules pouvant être libérées au cours des processus de vieillissement et de fragmentation. Les profils caractéristiques obtenus pour chaque polymère peuvent être utilisés pour identifier les composés, estimer leur poids moléculaire moyen ou suivre leur biodégradation ou leur accumulation. Par ailleurs, la RMN à l’état liquide, largement utilisée dans les études métabolomiques pour identifier les variations métabolique au sein de microorganismes, peut être employée pour identifier les voies métaboliques de biodégradation des composés organiques et des polymères.

Session 2



 
 
 
 
 

09:00-09:40

Micro- et nano-plastiques dans notre alimentation : des contaminants émergents pour de nouveaux enjeux et challenges en toxicologie alimentaire et santé digestive
MERCIER-BONIN MurielConf. invitée

Muriel MERCIER-BONIN est directrice de recherche INRAE depuis 2019 dans l’Unité ToxAlim à Toulouse. Jusqu’en 2012, elle a mené ses activités de recherche sein du Toulouse Biotechnology Institute (ex-LISBP) à l’INSA de Toulouse en tant chargée de recherche INRAE sur les mécanismes d’interaction entre les microorganismes et les surfaces. Elle a ensuite rejoint l'Unité MICALIS de Jouy-en-Josas sur le rôle structural et fonctionnel du mucus, un acteur clé dans l’homéostasie intestinale. Depuis 2014, elle anime dans l'équipe Neuro-Gastroentérologie et Nutrition une thématique de recherche sur les interrelations mucus/contaminants alimentaires/microbiote/hôte dans le tractus digestif, en conditions physiologiques et physiopathologiques. Elle s’intéresse depuis 2018 à l’impact des micro- et nano-plastiques en santé humaine, avec un focus sur la sphère intestinale.
 
 
 
 
 

09:40-10:00

Contamination de la viande emballée par des microplastiques : occurence et risques associés
KEDZIERSKI Mikaël

Des particules de taille millimétrique ont été observées dans le cadre du projet européen OceanWise dans des barquettes alimentaires contenant de la viande. Ces particules possèdent les mêmes couleurs que la barquette et pourraient en être issues. Or, ces barquettes alimentaires sont généralement fabriquées en polystyrène extrudé (XPS). L’objectif de cette étude est donc de vérifier l’hypothèse d’une contamination des viandes par des microplastiques issus de l’emballage. Pour cela, cette étude se concentre sur les produits carnés (volailles) emballés dans des barquettes en polystyrène extrudé (230x140x20mm). Des viandes provenant de quatre marques différentes ont été testées. L’étude en microscopie optique a permis de compter les fibres et les potentiels microplastiques de polystyrène (MP-XPS). Les spectres infrarouges de tous les fragments récupérés ont été acquis en ATR-FTIR (Lumos, Bruker). Ces analyses ont permis de valider la nature styrénique des particules. Ainsi, des MP-XPS sont présents à des teneurs allant de 4,0 à 18,7 MP-XPS/kg de viande emballée et proviennent probablement des barquettes en XPS. Ces particules sont difficiles à éliminer par simple rinçage et sont probablement cuites avant d’être consommées. Toutefois, à ce stade, la littérature scientifique ne permet pas de déterminer l’importance du risque potentiel pour l’homme. Sur la base de la consommation annuelle moyenne de viande en France, de la masse de XPS observée à l’intérieur de l’emballage, la masse potentiellement ingérée de XPS pourrait atteindre un maximum compris entre 19,7 et 511 mg/an/hab. Cette étude, en évaluant la présence de microplastiques à la surface des produits carnés, élargit l’état des connaissances sur la contamination de l’alimentation humaine par des microplastiques.
 
 
 
 
 

10:00-10:20

Impact de l’ingestion de microplastiques de polyéthylène sur l’homéostasie intestinale chez la souris.
BODY-MALAPEL Mathilde

Introduction : Les microplastiques sont ubiquitaires. Ils sont notamment retrouvés dans les aliments (eaux de boisson, bière, sel, fruits de mers, miel, etc). Ils ont aussi été détectés dans les biberons des nourrissons. Certaines données récentes suggèrent que l’ingestion de certains microplastiques induit une modification du microbiote intestinal et des dysfonctions intestinales dans plusieurs espèces animales aquatiques. Cependant les effets de l’ingestion des microplastiques restent largement méconnus. Objectif : Notre étude a pour objectif d’étudier chez la souris les effets engendrés par l’ingestion de microplastiques de polyéthylène (PE). Méthodes : Deux tailles de PE ont été testées. Elles ont été intégrées dans la nourriture des souris, pour une durée de 6 semaines. Les effets ont été évalués sur les paramètres principaux des fonctions intestinales. Des analyses histo-morphologiques ont été effectuées. Les taux de cytokines inflammatoires, de marqueurs de stress oxydant, de perméabilité et de différenciation intestinales ont été quantifiés par PCR quantitative. Un immunophénotypage par cytométrie en flux a permis d’analyser les variations des populations immunitaires présentes au niveau intestinal. Résultats : Les résultats mettent en évidence plusieurs modifications de l’homéostasie intestinale, dépendantes de la taille du microplastique. Conclusion : Cette étude montrant des effets délétères de l’ingestion de microplastiques sur le système immunitaire intestinal d’un mammifère renforce l’urgence de mettre en place des études afin de déterminer les potentiels effets toxiques engendrés par l’ingestion de microplastiques chez l’homme.
 
 
 
 
 

10:20-10:40

Premiers résultats sur la pollution plastique le long de filières de potabilisation : de la ressource à l’eau potable distribuée en Ile-de-France
BARBIER Jean-Sébastien

La présence de microplastiques dans les eaux destinées à la consommation humaine est un domaine encore peu étudié à l’heure actuelle, avec des conséquences potentielles pour la santé humaine à définir. Le projet Eau-Plast (2019-2021), mené en collaboration avec Veolia Ile-de-France et le Sedif, vise à déterminer et caractériser les concentrations en microplastiques sur trois stations de potabilisations d’Île de France. Dans ce but, l’eau de rivière brute et l’eau produite sont étudiées. Au cours de cette communication, nous présentons les résultats obtenus au cours de la première campagne d’échantillonnage. Les échantillons d’eau brute, d’un volume de 5 L, ont été traités par digestion à l’H2O2. Les échantillons de sortie et du réseau de distribution, d’un volume de 500 L, ont été traités par séparation densimétrique par solution d’iodure de sodium. Une attention particulière a été portée à la prévention et la prise en compte de la contamination durant les étapes de prélèvement, de traitement et d’analyse. L’analyse des spectres infrarouge des particules a été réalisée par LPA-FTIR en mapping sur l’intégralité des filtres, dans une gamme de taille allant de 25 µm à 5 mm. Le logiciel siMPle a été utilisé pour le traitement des spectres infrarouge et a permis la caractérisation du la nature polymérique des particules, la détermination de leur taille, et de leur forme. Les résultats préliminaires montrent des concentrations en eau de rivière de l’ordre de 20 MP/L et une concentration dans l’eau produite de l’ordre de 0,1 MP/L, soit un abattement supérieur à 99 %. Dans les deux cas, une grande diversité de polymères a été observée, avec une prédominance du polyéthylène et du polypropylène. Dans l’eau brute comme dans l’eau produite, les particules de taille comprise entre 25 et 75 µm sont dominantes devant celles de taille supérieure à 75 µm. La majorité des microplastiques sont des fragments, avec une minorité de fibres. Des campagnes supplémentaires sont prévues afin de consolider et affiner ces premiers résultats. Il est également prévu d’analyser différents points du réseau pour observer les potentielles différences de concentration entre la sortie d’usine et l’eau distribuée.
 
 
 
 
 

10:40-11:00

Pause

Session 3



 
 
 
 
 

11:00-11:20

Débris plastiques marins : Sur la connectivité entre les principales rivières d’Indonésie et les échouages sur les côtes du sud-est asiatique
DOBLER Delphine

Sous la tutelle de l’AFD, de l’IRD et en collaboration avec le ministère indonésien des affaires maritimes et de la pêche (MMAF/KKP), un projet de recherche s’est focalisé sur le suivi des débris plastiques marins dans la région du sud-est asiatique à partir de la modélisation de leur trajectoire. L’objectif de cette étude est d’informer les institutions indonésiennes sur la pollution en mer par ces plastiques et leur potentiel zone d’échouage, afin de mieux cibler les actions à mettre en place pour réduire cette pollution. A cause d’une longue espérance de vie et d’un bas coût de fabrication, la production plastique ne cesse d’augmenter chaque année, et une partie conséquente finit dans les océans où elle s’accumule. Les sources et points d’entrées de ces déchets dans l’océan répondent à des dynamiques complexes et dépendent en grande partie de la gestion des déchets, de la densité de population et de l’hydrologie. Pour autant, la plupart de ces déchets sont rejetés en mer depuis les embouchures de rivières. La priorité est par conséquent d’identifier quelles sont les rivières principalement sources de déchets, puis de caractériser les trajectoires en mer et la localisation des échouages de ces débris marins à l’échelle régionale. Une modélisation de la dispersion lagrangienne de particules fictives émanant de 21 rivières indonésiennes a ainsi été réalisée afin d’identifier la distribution spatiale et temporelle des trajectoires et échouages de ces plastiques le long des côtes. Cette analyse est basée sur des courants issus d’un modèle de circulation océanique opérationnel au 1/12° (<10 km) et constitue un premier effort pour évaluer la connectivité entre l’embouchure des rivières indonésiennes comme sources des déchets plastiques et leurs zones d’échouages sur les côtes du sud-est asiatique.
 
 
 
 
 

11:20-11:40

Uncertainties on plastic concentration estimates at sea.
MERCIER Matthieu

The large difference between the estimates of global plastic input in mass in the oceans (Jambeck et al., Science 347, 2015) and current global predictions from numerical models (van Sebille et al., Environ. Res. Lett. 10, 2015) or observations (Cózar et al., P. Natl. Acad. Sci., 111, 2014) is one of the most important issue regarding oceanic plastic litter. Yet, global predictions are based on observations, and uncertainties on the latter are rarely considered to provide error bounds on the former. We discuss here the sources of uncertainties on plastic concentrations estimates (in number and mass), based on a recent model presented in (Poulain et al., Environ. Sci. Technol. 53, 2019). The two main sources of error are the plastic rise velocity and the model for the turbulent diffusivity, although they do not have the same importance. We validated the model with controlled laboratory experiments. Applying this model to global predictions provides us with more realistic encompassing values for the mass of plastic at sea, much larger than the current estimates.
 
 
 
 
 

11:40-12:00

La pollution par les déchets marins sur le littoral de l’Atlantique Nord-Est
ANDRÉ Silvère

Il y a plus d’une dizaine d’année, une surveillance de la pollution du littoral par les déchets a été lancée à l’échelle de l’Atlantique Nord-Est dans le cadre de la Convention OSPAR. Ce programme de surveillance fournit aujourd’hui le jeu de données le plus complet qui existe dans cette zone. Ces données fournies par les différents pays membres de la convention sont utilisées pour alimenter les évaluations régulières de la qualité du milieu marin réalisées par OSPAR. En tant que pilote du groupe d’experts « Déchets sur les plages », le Cedre a coordonné le récent travail d’évaluation mené dans le cadre de la préparation de la prochaine évaluation décennale de la qualité du milieu marin qui sera publiée en 2023. Cette communication se propose de faire une présentation des résultats marquants obtenus dans le cadre de cette évaluation, notamment en termes de quantités, composition et d’évolution de la pollution sur le littoral de l’Atlantique Nord-Est et dans un second temps, un focus sur la façade Manche Atlantique.
 
 
 
 
 

12:00-12:20

Point Posters
 
 
 
 
 

12:20-13:40

Déjeuner

Session Posters



 
 
 
 
 

13:40-16:00

Posters

Session 3



 
 
 
 
 

16:00-16:20

Etudes des microplastiques dans les eaux de ruissellement d’un bassin péri-urbain de l’agglomération parisienne
TREILLES Robin

Il existe à ce jour très peu d’études concernant les microplastiques (MPs) dans les eaux de ruissellement urbain. Pour apporter de nouvelles données dans ce domaine, nous avons évalué les concentrations en MPs dans les eaux de ruissellement à l’exutoire d’un bassin versant péri-urabin situé à Sucy-en-Brie, une commune de l’Est de l’agglomération parisienne. Les eaux de ruissellement de quatre évènements pluvieux présentant des précipitations moyennes ont été échantillonnées de juin 2018 à mai 2019. Au cours de chaque évènement, 300 à 500 litres d’eau de ruissellement ont été collectés à l’aide d’un seau puis filtré à travers un filet de maille 80 µm. L’élimination de la matière organique a été effectuée en combinant SDS et H2O2 30 % à 40°C pendant 48h. Les échantillons ont ensuite subi une séparation densimétrique au NaI (d=1.6 g.cm-3) pour retirer la fraction minérale. Six blancs ont subi la même procédure pour évaluer la contamination. Les échantillons sont filtrés sur des filtres métalliques d’une porosité de 14 µm. Les particules présentes sur ces filtres sont ensuite remises en suspension dans 100 mL d’eau filtrée. Un sous-échantillon de ce volume (2,5 à 20 mL) est filtré sur un filtre en alumine de porosité 0,2 µm pour permettre des analyses en microspectroscopie infrarouge en transmission. Nous observons des concentrations variant de 0.1 MPs/L à 140 MPs/L. En termes de masse, la concentration massique médiane estimée pour l’ensemble des échantillons prélevés s’élève à 70 µg/L. En comparaison, la concentration massique médiane estimée des macroplastiques trouvée pour ce même exutoire est de 31 µg/L. Ainsi, pour ce bassin versant péri-urbain, la masse transportée de MPs vers l’exutoire est supérieure à celle des macroplastiques.
 
 
 
 
 

16:20-16:40

Déterminer le devenir des nanoplastiques dans la banquise : Mécanismes de transferts entre l’eau salée et la glace.
PRADEL Alice

La dissémination des déchets plastiques dans l’ensemble des écosystèmes est un risque écologique avéré. Afin de mieux évaluer ces conséquences, il est nécessaire de caractériser leur transport dans l'environnement pour mieux élaborer les scenarios d'exposition des organismes à ce contaminant émergent et plus spécifiquement aux nanoplastiques (NPs). En effet, les déchets plastiques se dégradent dans l'environnement jusqu'à atteindre des tailles sub-micrométriques (NPs). Ces NPs (< 1µm), comme tout autre colloïde en milieu aqueux, peuvent rester stables dans l'eau sur de longues distances, et contrairement aux micro- et macro-plastiques, ne sont ni visibles (mesure optiques) et ne sont pas soumis à la flottabilité et/ou à la sédimentation du fait de leur densité. Du fait de ce comportement colloïdal, leur devenir dans l'environnement doit être évalué avec des techniques spécifiques et différentes de celles utilisées pour l’étude des autres déchets plastiques. Dans les océans et sédiments, des débris plastiques de toutes les catégories de tailles (macro, micro et nanométriques) ont été quantifiés. Or, dans le milieu polaire, la présence de microplastiques commence à être reportée de manière fragmentaire. Cependant, à ce jour, ce milieu reste totalement inexploré pour les nanoplastiques. Afin d’anticiper des études pour explorer sa présence dans le milieu polaire, cette étude a pour but d’étudier le comportement des NPs à l'interface entre la banquise et l'eau de mer. Pour ce faire, un modèle expérimental a été conçu en laboratoire et permet de geler, en surface, une eau salée. Ce modèle permet d’étudier le comportement des NPs à l’interface glace-eau. Pour décrire les gradients thermohalins qui ont lieu dans ce réacteur, le système à été modélisé numériquemnt en utilisant le le logiciel de simulation numérique COMSOL Multiphysics. Trois modèles de NPs (ayant différentes tailles et formes) et un modèle de microplastique ont été étudiés. L'effet de la matière organique naturelle (MON) sur le comportement a également été prise en compte dans les expérimentations afin de se rapprocher des conditions naturelles. Les résultats montrent que contrairement aux microplastiques qui s'accumulent dans la glace, les NPs ont tendance à être expulsés de la glace. La présence de MON n'altère pas ce phénomène d’expulsion, mais montre un effet stabilisateur des NPs.
 
 
 
 
 

16:40-17:00

Le projet MicroSof : étude de la contamination par les microplastiques de 42 sols français
PALAZOT Maialen

À ce jour, la majorité des recherches sur les plastiques dans l’environnement s’est concentrée sur le milieu marin, considéré comme le réceptacle final de tous ces déchets. L’émergence récente des études sur le milieu terrestre a révélé la présence de microplastiques (MP) dans divers types de sols, des zones les plus densément peuplées aux zones les plus reculées. Les principales sources de plastique dans les sols comprennent l'épandage de boues d'épuration et de compost, l’utilisation de paillage plastique, l'irrigation avec des eaux usées, le dépôt atmosphérique et le ruissellement de surface. Cependant, les quantités retrouvées diffèrent selon les sites et selon les études. En France, seules quelques travaux ont abordé la question de la pollution des sols par les microplastiques. Le projet MicroSof vise à établir les premières références nationales sur la contamination des sols français par les MP. Pour ce faire, des échantillons de terre provenant de 42 sites différents seront analysés. Un protocole d'extraction et de caractérisation de ces microplastiques est en cours de mise au point : après prétraitement et sous-échantillonnage, un premier traitement par réaction de Fenton sera appliqué afin d’éliminer la matière organique, selon le protocole de Hurley et al. (2018). Les MP seront ensuite extraits par séparation par densité avec une solution d’iodure de sodium. Les filtres obtenus seront photographiés, et les particules comptées et caractérisées (taille, forme) à l’aide d’un logiciel de traitement d’image. Leur nature chimique sera également déterminée par spectroscopie infrarouge. Un logiciel d’analyse haut débit des spectres de microplastiques (POSEIDON) conçu à l’IRDL sera utilisé pour identifier les types de composés.
 
 
 
 
 

17:00-17:20

Microplastiques dans l’air : état de l’art, méthodologies et enjeux
BEAUREPAIRE Max

Si les microplastiques (MP) sont étudiés dans les eaux et les sédiments depuis le début du siècle, leur présence dans le compartiment atmosphérique est étudiée depuis moins longtemps. Sur la base de 27 études recensées, ce travail bibliographique dresse un état de la contamination de l’air intérieur et extérieur par les MP. Cette revue analyse en détail les méthodologies employées et les résultats obtenus dans ce domaine en terme de concentrations, de tailles de MP recherchés, et de facteurs influençant la répartition. A l’heure actuelle, le compartiment atmosphérique est échantillonné par une variété de méthodes, ciblant soit les dépôts de poussières atmosphériques soit l’air ambiant. Dans la majorité des études, les échantillons sont filtrés et analysés, sans traitement préalable. La caractérisation et quantification des échantillons se fait majoritairement par un couplage entre détermination visuelle et analyse spectroscopique partielle ou totale par imagerie (µFTIR ou µRaman). Malgré des différences méthodologiques importantes et des zones d’études plus ou moins urbanisées, les concentrations sont dans des ordres de grandeur comparables d’une étude à l’autre. Les concentrations en MPs dans l’air extérieur semblent affectées par le niveau de précipitations, probablement lié au lessivage des particules lors des événements pluvieux. Par ailleurs, les concentrations semblent plus élevées en intérieur qu’en extérieur. Cette différence peut être expliquée par un plus grand nombre de sources de MPs et un effet de confinement en intérieur. Si des sources de MPs en milieu aérien sont supposées (textiles, usure de matériaux urbains ou de pneus), peu d’études ont établi un lien clair entre des sources et des particules observées. De plus, si le compartiment atmosphérique est potentiellement un moyen de transport des MPs sur de grandes distances, des modèles numériques de ce transport restent à réaliser. L’inhalation de MPs semble être une importante source d’exposition humaine aux MPs. Toutefois, aucun effet clair sur la santé humaine n’a jusqu’alors été démontré.

Session 1



 
 
 
 
 

09:00-09:40

Micro- et nano-plastiques dans le contexte de la réglementation européenne Reach
MAXIM LauraConf. invitée

De formation interdisciplinaire (études universitaires d’écologie et thèse en économie écologique), Laura Maxim est chargée de recherche CNRS au LISIS. Elle s’intéresse à la production, l’utilisation et la communication de la connaissance scientifique dans la gouvernance des risques chimiques, à la fois dans l’activité d’expertise sanitaire réglementaire et dans les pratiques d'innovation en chimie verte. Entre autres, elle a contribué au rapport « Leçons tardives des signaux précoces » publié en 2013 par l'Agence européenne pour l'environnement et coordonné l’ouvrage collectif « La chimie durable, au delà des promesses ».
 
 
 
 
 

09:40-10:00

Pollution plastique et croissance économique: l'influence de la corruption et du manque d'éducation
CORDIER Mateo

La croissance économique verte portée par des solutions technologiques est souvent citée comme solution pour atténuer la contamination des écosystèmes par les plastiques. Cependant, la croissance économique semble entrer en contradiction avec les limites de la planète. En développant deux modèles socio-économiques mondiaux visant à estimer les rejets de déchets plastiques mal gérés d'ici 2050 dans 217 pays et territoires, nous démontrons les impacts écologiques de l'absence de processus réglementaires et de programmes environnementaux éducatifs. Nous avons utilisé les données pays par pays de la Banque mondiale pour construire l'architecture de nos modèles. Nos résultats suggèrent que le stock mondial de déchets plastiques mal gérés accumulés sur la période 1990-2050 devrait passer de 61-72 millions de tonnes en 1990 à 5109-5678 millions de tonnes en 2050. Nous avons simulé quatre scénarios de solutions différentes à l'aide de nos modèles: (i) le scénario statu quo (business-as-usual), (ii) le scénario d'atténuation 1: plafonnement du PIB, (iii) le scénario d'atténuation 2: extension de l'éducation, et (iv) le scénario d'atténuation 3: lutte contre la corruption et l'influence des lobbies. Dans le scénario «plafonnement du PIB», la quantité annuelle de déchets plastiques mal gérés augmente légèrement et atteint 64 à 119 millions de tonnes par an en 2050 au lieu de 61 à 110 millions de tonnes par an dans le scénario business-as-usual. Dans le scénario «extension de l'éducation», le montant diminue de 34% par rapport au scénario business-as-usual en 2050. Dans le scénario «lutte contre la corruption», le montant diminue de 60%. Nous fournissons plus de détails dans les prévisions pays par pays disponible ici (voir Tableau 4): https://www.researchgate.net/publication/341258750
 
 
 
 
 

10:00-10:20

COMPOSE: Construire un Observatoire des Matières Plastiques et de leurs Occurrences dans la Société et l’Environnement au Vietnam
STRADY Emilie

En 2015, le Vietnam se classait au 4ème rang mondial des pays émettant la plus grande quantité de plastique dans les océans. Malgré une prise de conscience grandissante concernant les dangers de cette pollution, très peu de connaissances fiables existent sur les causes et les circuits de ces émissions. Le manque de recherches interdisciplinaires sur le sujet se traduit par une quasi absence de données facilement accessibles et de connaissances scientifiques. Fort de ce constat, l’IRD et ses partenaires universitaires (HCMUT, HAU) avec l’appui des collectivités locales ont été pionniers dans la mise en œuvre de mesures scientifiques de la pollution des rivières par les plastiques et d’études scientifiques des circuits informels de collecte et de recyclage du plastique à Hanoi. Le projet COMPOSE, piloté par ’Ambassade de France et l’IRD en partenariat avec IUCN, PRX Paris, et ICISE et financé par le Ministère de l'Europe et des Affaires Etragères (640k€ mars 2019-mars 2021), est né de la continuité de ces travaux, et vise ainsi à améliorer la production et la diffusion de connaissances scientifiques par les universités et institutions vietnamiennes, afin d’informer et sensibiliser les citoyens et décideurs publics vietnamiens sur la pollution de l’environnement par les matières plastiques. Cette communication vise à présenter l'accomplissement du projet au niveau : (i) du renforcement des capacités des équipes de recherche locales en équipant les laboratoires et formant les personnels à une méthodologie commune de mesures des microplastiques et de l'étude des réseaux informels de collecte de plastiques , (ii) de la collecte des données trimestrielle dans 21 environnements aquatiques (rivière, estuaire, lac, lagune, zone côtière) et annuelles dans 6 villes du Vietnam et leurs diffusion libre via les publications scientifiques et les dataverses, (iii) la diffusion des connaissances acquises et construites sous forme d’informations, pour la sensibilisation des autorités publiques, du secteur économique privé, de la jeunesse et du grand public. Ce projet COMPOSE et les outils qui en découlent s'inscrivent dans le calendrier législatif vietnamien. Un plan d'action national multiministériel visant à réduire la pollution plastique marine de 50% d'ici 2030 a été voté en décembre 2019 et le décret, dictant les actions à mettre en oeuvre, est actuellement en cours d'écriture. Nous proposons de finir cette présentation par un retour d'expérience.
 
 
 
 
 

10:20-10:40

Pause

GDR



 
 
 
 
 

10:40-11:40

AG - Infos
 
 
 
 
 

11:40-13:00

Echanges - Discussions
 
 
 
 
 

13:00-13:20

Clôture
Session 1 = Des pistes pour le futur. Quelles sont les solutions à privilégier?
Session 2 = Impacts des plastiques et riques à long terme
Session 3 = Les plastiques : de leur entrée dans l'environnement à leutr devenir ultime

SOUTIENS

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CNRS

Internationalement reconnu pour l’excellence de ses travaux scientifiques, le CNRS est une référence aussi bien dans l’univers de la recherche et développement que pour le grand public. Faire progresser la connaissance et être utile à la société, tel est le rôle confié au CNRS par l’État. La mission du CNRS se décline en cinq axes : faire de la recherche scientifique, valoriser les résultats, partager les connaissances, former par la recherche et contribuer à la politique scientifique.

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GDR Polymère & Océans

Rassembler la communauté francophone travaillant sur le devenir des plastiques en milieu aquatique dans le but de favoriser l’émergence de nouvelles recherches interdisciplinaires. Mobiliser toutes les communautés scientifiques concernées pour soutenir le développement d’approches multi-échelles et transdisciplinaires.

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UPPA

Forte de 23 unités de recherche en association avec des organismes de recherche, tels que le CNRS, l’INRA et Inria, l’UPPA mène des recherches scientifiques de niveau international autour des - axes stratégiques (Environnement et Matériaux, Géo-ressources, Milieux et Ressources Aquatique, Espace, Frontière et Métissage et Justice et Territoire) Axe transversal (Transitions) - thèmes émergents (Construction éco-construction , Aéronautique et Patrimoines et tourisme)

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