Les microplastiques et leurs additifs dans les produits de la pêche

Plastiques : de la production à la fin de vie
Dans cette première partie, il est important de rappeler quelques notions sur les matériaux plastiques ou plus communément appelé « plastiques ». Le matériau plastique est composé entre autre d’un polymère synthétique qui est défini comme une macromolécule composée d’une succession covalente de molécules (IUPAC, 2006), appelées aussi monomères (Aucher, 2009). Les polymères plastiques sont classés en trois grandes catégories : les thermodurcissables, les thermoplastiques et les élastomères. La différence principale entre ces catégories de polymères est due à la manière dont est créé le polymère à partir du monomère (Aucher, 2009). Les thermodurcissables sont des plastiques qui possèdent des liaisons chimiques covalentes, c’est-à-dire très fortes et qui ont des formes tridimensionnelles. Ces plastiques sont mis en forme sous l’action de la chaleur et cette transformation est irréversible (Chatain, 1998b). Contrairement aux thermodurcissables, les thermoplastiques ont une structure linéaire et peuvent être modelés de manière réversible. En effet, à forte température ces polymères deviennent malléables et la diminution de la température les rend solides (Chatain, 1998a). La fabrication des élastomères a la propriété de rendre ces plastiques élastiques c’est-à-dire qu’ils reviennent à leur état initial après étirement. Les polymères thermoplastiques sont les plus abondants car ils représentent 90% des applications des polymères plastiques (PlasticsEurope, 2016). L’élaboration de polymères plastiques nécessite plusieurs étapes avant d’obtenir le produit final. Les deux étapes finales sont la polymérisation et la polycondensation (Fontanille et Gnanou, 2014). La polymérisation consiste à lier les monomères entre eux de manière linéaire afin de créer la chaine polymérique, le tout à l’aide d’un catalyseur. La polycondensation consiste à enlever les petites molécules, l’eau par exemple, pour former le polymère par condensation chimique (Fontanille et Gnanou, 2014). Lors de la création des polymères plastiques, d’autres substances sont ajoutées incluant des additifs plastiques (OECD, 2004). Ces derniers sont des produits chimiques qui confèrent des propriétés désirées aux polymères plastiques ou qui sont incorporés afin de faciliter la fabrication de la matière plastique (OECD, 2004). Les additifs plastiques sont principalement utilisés pour leurs propriétés de plastifiants, retardateurs de flammes, stabilisants, antioxydants ou pigments. Le type et la quantité d’additifs plastiques incorporés dans un polymère dépend principalement des propriétés attendues du produit final.

La matière plastique tient une place importante dans la société, que ce soit dans le domaine domestique ou industriel (Andrady et Neal, 2009). Les propriétés multiples de ce matériau, comme sa robustesse, sa légèreté, sa durabilité, son faible coût et sa facilité de production (Thompson et al., 2009), en font un matériau utilisable au quotidien par tous et dans de nombreux domaines d’applications. La création du premier polymère synthétique par L. Baekeland date de 1909 (Baekeland, 1909; Fontanille et Gnanou, 2014). La production de matière plastique est en constante augmentation depuis les années 1950 .

En 2016, la production mondiale de plastique (hors fibres) a atteint 335 millions de tonnes, ce qui a représenté une augmentation de 49% depuis 2004 où la production était de 225 millions de tonnes (PlasticsEurope, 2016, 2018). Il est important de noter que ces chiffres n’ont pas pris en compte les fibres synthétiques. En effet, en 2013 la production de fibres synthétiques était de 54 millions de tonnes (Industrievereinigung Chemiefaser, 2013), ce qui peut représenter en fonction des années une sous-estimation de la production plastique de 15 à 20% en comparaison avec les données de PlasticsEurope (Industrievereinigung Chemiefaser, 2013; PlasticsEurope, 2018). Les estimations prédisent un doublement de la production mondiale de matière plastique d’ici à 2025, si aucune mesure de réduction n’est prise (World Economic Forum, 2016).

Sur la cinquantaine de polymères plastique différents, seuls six sont produits de manière industrielle (Andrady et Rajapakse, 2017). Ces polymères plastiques sont aussi appelés les polymères de commodité ou de grande diffusion et sont les suivants : le Polyéthylène (PE) (comprenant le Polyéthylène Haute Densité (PEHD) et le Polyéthylène Basse Densité (PEBD)), le Polypropylène (PP), le Polystyrène (PS), le Polychlorure de vinyle (PVC), le Poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) et le Polyuréthane (PUR). Parmis ces six polymères seul le PUR est un plastique thermodurcissable. Ces six polymères, appelés aussi « Big Six », représentaient plus de 80% de la demande de plastique en Europe en 2016 (PlasticsEurope, 2018). Ils sont utilisés pour différentes applications de part leurs caractéristiques différentes : monomère de base et densité par exemple .

Dernièrement, une autre catégorie de plastique est apparue : les bioplastiques. Néanmoins, il faut faire attention avec ce terme qui est générique. En effet, sous cette appellation, il existe plusieurs types de bioplastiques : les plastiques bio-sourcés, fabriqués (partiellement) avec de la biomasse, comme certains PE ou PET bio-sourcés et les plastiques bio-dégaradables comme le Polybutylene adipate terephtalate (PBAT) qui sont pétro-sourcés (European Bioplastics, 2016). Il est important de noter qu’un plastique bio-sourcé peut être bio-dégradable ou non et que le caractère de biodégradabilité dépend uniquement de la structure chimique du plastique (European Bioplastics, 2016). La production de ces bioplastiques est aujourd’hui faible : 2,05 millions de tonnes produites en 2017 (European Bioplastics, 2017).

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Table des matières

INTRODUCTION
I Le plastique : du matériau « miracle » au polluant microscopique
I.1 Plastiques : de la production à la fin de vie
I.2 Microplastiques
I.2.1 Définitions
I.2.2 Sources des microplastiques dans l’environnement marin
I.2.3 Pollution des environnements marins par les microplastiques
II Microplastiques et produits de la pêche
II.1 Ressources halieutiques
II.1.1 Production et consommation des produits de la pêche
II.1.2 Bénéfices de la consommation des produits de la pêche
II.2 Contamination des produits de la pêche par les microplastiques
II.2.1 Coquillages et crustacés
II.2.2 Poissons frais
II.2.3 Produits transformés
II.3 Impacts des microplastiques sur les organismes marins
II.3.1 Interactions avec le phytoplancton et le zooplancton
II.3.2 Interactions avec les bivalves marins
II.3.3 Interactions avec les poissons
II.3.4 Interactions avec d’autres organismes
II.4 Dangers associés pour la consommation humaine
II.4.1 Ingestion de microplastiques par la consommation d’invertébrés marins
II.4.2 Interactions avec le système digestif
II.4.3 Contaminants biologiques
II.4.4 Contaminants chimiques
III Méthodes de détection et de caractérisation des microplastiques dans les produits de la pêche
III.1 Détection des microplastiques
III.2 Caractérisation chimique des microplastiques
III.2.1 Spectroscopie Raman
III.2.2 Spectroscopie FTIR
III.2.3 Pyrolyse-GC/MS
III.2.4 Autres méthodes de caractérisation des microplastiques
III.2.5 Avantages et inconvénients des principales techniques de caractérisation des microplastiques
CONCLUSION