Cette méthode permet de combattre les produits chimiques éternels avec les ultrasons

Des recherches récentes suggèrent que l'utilisation des ultrasons pourrait avoir un potentiel dans le traitement d'un groupe de produits chimiques nocifs connus sous le nom de PFAS (per- et polyfluoroalkylées), afin de les éliminer des eaux souterraines contaminées.

Ces PFAS, également appelés "produits chimiques éternels", ont été inventés il y a près d'un siècle et largement utilisés pour fabriquer des produits tels que des ustensiles de cuisine, des vêtements imperméables et des articles de soins personnels. Aujourd'hui, les scientifiques comprennent que l'exposition aux PFAS peut entraîner divers problèmes de santé humaine, notamment des malformations congénitales et des cancers. Cependant, en raison de la stabilité de leurs liaisons chimiques, ces produits sont notoirement difficiles à éliminer de l'environnement. Face à ces difficultés, des chercheurs de l'Université d'État de l'Ohio ont étudié comment la dégradation ultrasonique, un processus utilisant le son pour décomposer les substances en rompant les molécules qui les composent, pourrait agir contre différents types et concentrations de ces produits chimiques.


Leurs expériences sur des mélanges créés en laboratoire contenant trois composés de fluorotélomères sulfonates de tailles différentes - des composés de PFAS généralement présents dans les mousses anti-incendie - ont montré que, sur une période de trois heures, les composés les plus petits se dégradaient beaucoup plus rapidement que les plus grands. Cela contraste avec de nombreuses autres méthodes de traitement des PFAS, où les plus petits sont généralement plus difficiles à traiter. Cette recherche, publiée dans The Journal of Physical Chemistry A, est l'une des rares à explorer cette technologie pour éliminer les PFAS de notre environnement. Elle s'appuie sur des travaux antérieurs de Linda Weavers, co-auteure de cette étude, qui déjà avaient déterminé que cette technologie pouvait également dégrader des produits pharmaceutiques présents dans l'eau du robinet et les eaux usées municipales.

Contrairement aux méthodes traditionnelles de destruction qui tentent de décomposer les PFAS en les faisant réagir avec des produits chimiques oxydants, les ultrasons purifient ces substances en émettant des ondes sonores à une fréquence beaucoup plus basse que celle généralement utilisée pour l'imagerie médicale, a expliqué Linda Weavers. La basse pression des ondes ultrasonores comprime et sépare la solution, créant ainsi des bulles de vapeur appelées cavitations. "Lorsque les bulles implosent, elles acquièrent tellement d'élan et d'énergie qu'elles se compriment et se sur-compressent, ce qui chauffe la bulle", a déclaré Weavers.

Tout comme de puissantes chambres de combustion, la température à l'intérieur de ces minuscules bulles peut atteindre jusqu'à 10 000 Kelvin, et c'est cette chaleur qui décompose les liaisons carbone-fluor des PFAS, rendant les sous-produits essentiellement inoffensifs. Malheureusement, cette méthode de dégradation peut être coûteuse et extrêmement énergivore, mais associée à d'autres solutions, elle pourrait être envisagée pour protéger les eaux souterraines destinées à la consommation et à d'autres usages, a ajouté Weavers.

Bien que ces recherches ne soient pas encore prêtes à être déployées à grande échelle pour aider aux efforts de décontamination, l'étude mentionne que leur travail pourrait ouvrir la voie à la création de petits dispositifs de filtration d'eau pour une utilisation publique domestique. "Notre recherche vise à réfléchir à la manière de passer à une échelle plus grande et à ce dont nous avons besoin pour que cela fonctionne", a déclaré Linda Weavers. "Ces composés se retrouvent partout, donc en apprendre davantage sur eux et comprendre comment ils peuvent se dégrader est important pour faire avancer la science."

Alors que les industries de fabrication commencent à abandonner l'utilisation des PFAS, les agences de réglementation travaillent à sensibiliser le public sur la manière de les éviter. Au niveau international, l'utilisation de ces polluants est encadrée par la convention de Stockholm. Cette dernière est par ailleurs complétée par une stratégie Européenne associée à des réglementations diverses.