Influence des effets de matrice pendant la dégradation thermique des microplastiques dans les échantillons naturels

Depuis les années 1950 et l’utilisation croissante des plastiques (Geyer et al., 2017) et du fait d’une mauvaise gestion des déchets qu’ils génèrent, la pollution par les macro- et micro-plastiques impacte l’environnement global, qu’ils s’agissent de l’air, des eaux fluviatiles ou marines, des sols, des sédiments lacustres ou marins (e.g. Van Emmerik et al., 2019 et références incluses). Des méthodes d'études visant à séparer puis à analyser ces polluants dans les sols et les sédiments ont été développées mais celles-ci demandent une mise en œuvre lourde (séparation et analyses physico-chimiques ou spectroscopiques, e.g. Hidalgo-Ruz et al., 2012, Matsuguma et al., 2017, Hermabessiere et al., 2018) et souvent onéreuse.
Pour pallier ses difficultés, le dispositif Rock-Eval® a été proposée par Romero-Sarmiento et al. (2022) comme un moyen rapide d'identifier et de quantifier des standards de plastiques dans des matrices minérales. La méthode Rock-Eval® ayant été développée par et pour l’industrie pétrolière, elle semble en effet bien adaptée à l’analyse de plastiques issus de produits pétroliers.
Cependant lorsque ces plastiques sont associés à certains minéraux argileux, leur signature diffère de s’ils sont associés à du quartz ou des carbonates. Alors qu’habituellement la montmorillonite présente un effet de rétention des hydrocarbures naturels on constate, au contraire, son effet catalytique pour le polypropylène et le polyéthylène (Friceau, 2022). De même, la présence de matière organique naturelle semble influencer la température de pyrolyse de standards de microplastiques lorsque ceux-ci sont associés à une matrice organo-minérale (Friceau, 2022 ; Lieunard, 2022).
Ce projet de recherche doctorale vise donc à mieux comprendre ces effets de rétention ou catalytique de différentes matrices minérales synthétiques ou naturelles sur des microplastiques. L’approche combinera des analyses thermiques Rock-Eval® et des analyses des effluents de pyrolyse par d’autres techniques analytiques comme la GC-MS, GC-IRMS, entre autres.
Les résultats attendus visent non seulement une meilleure compréhension de la signature de ces micropolluants dans des matrices organo-minérales mais aussi à déterminer leur contribution au carbone organique particulaire stocké dans les sédiments et les sols. De nombreuses implications d'ordre environnemental -comme l'évaluation du degré de pollution et de sa persistance-, ou d'ordre sédimentologique -comme l'obtention de marqueurs anthropiques et chronologiques- dans les sédiments peuvent être envisagées.

Mots-clés : Plastique, polymères, environnement, quantification, méthode, matrice minérale