Fragmentations chimique et physique de plastiques et microplastiques en eau douce sous irradiation UV-visible

Chemical and physical fragmentations of plastics and microplastics in freshwater under UV-visible irradiation

• Auteur / Autrice : Gaelle Bissagou Koumba
• Direction : Vincent Verney, Florence Delor-Jestin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie, Sciences des Matériaux
• Date : Soutenance le 26/01/2018
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (Aubière, Puy-de-Dôme ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Commereuc
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Delor-Jestin, Fabienne Lagarde
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Gonon, Johnny Gasperi, Emmanuel Richaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polluants organiques persistants

Microplastiques

Photodégradation

Mots clés libres

Photodégradation

Polymères

Microplastiques

Polluants Organiques Persistants

Chromatographie liquide

Chromatographie ionique

Rhéologie

Photodegradation

Polymers

Microplastics

Persistent Organic Pollutants

Liquid chromatography

Ionic chromatography

Rheology

Résumé

La question des détritus marins de plastique et de leur impact sur l'environnement prend de l’ampleur. Il a été démontré que 80% des plastiques sont issus de sources terrestres, tandis que 20% viennent des côtes et mers. De nombreux auteurs soulignent un problème environnemental sérieux lié à l'absorption de POP (Polluants Organiques Persistants) par les débris plastiques, initiant ainsi une source potentielle de contamination de la chaîne alimentaire. Tous les auteurs attribuent la fragmentation en « microplastiques » (taille < 5mm) à des phénomènes liés à la dégradation, en particulier sous UV sans l’avoir jamais réellement ni démontré ni analysé. Les rivières constituant alors un vecteur privilégié de transport des déchets terrestres vers les mers et océans, nous avons décidé de mettre en évidence (et de quantifier) la présence de microplastiques dans une rivière réputée « sauvage » comme l’Allier. Au laboratoire, nous mettons au point des protocoles de simulation de la fragmentation des plastiques sous irradiations UV de différentes matières plastiques dans l'eau (douce). Nous analysons aussi bien les molécules chimiques issues de la dégradation des plastiques et transférées dans le milieu aqueux que les modifications moléculaires que peut subir le matériau.

The question of marine litter and their environmental impact gains importance. It was shown that 80% of plastics results from terrestrial sources, while 20% come from coastlines and seas. Many authors point to a serious environmental problem involved to the absorption of POPs (persistent organic pollutants) by plastic detritus, thus initiating a potential source of contamination of the food chain. All authors attribute the fragmentation to "microplastic" (size < 5mm) to phenomena related to degradation, under UV without ever having demonstrated or analysed it. The rivers constituting then a privileged vector of transport of the terrestrial waste towards the seas and oceans, we decided to highlight (and quantify) the presence of microplastics in a river known as "wild" as the Allier. At the laboratory, we develop simulation protocols for the fragmentation of plastics under UV irradiation of various plastic materials in fresh water. We analyse both the chemical molecules resulting from the degradation of plastics and transferred to the aqueous medium as well as the molecular changes that can undergo the material.