Comment nettoyer tout ce plastique océanique ?

Photo : Service océanique national de la NOAA

Il y a actuellement 75 à 199 millions de tonnes de plastique polluant nos océans, selon le Forum économique mondial. Cela est dû au fait que les humains ne recyclent que 9 % des déchets plastiques et en déversent 10 millions de tonnes dans les mers chaque année.

Si nous continuons sur cette voie, le flux annuel de plastique dans l'océan pourrait tripler d'ici 2040 alors que la production de plastique continue d'augmenter. La pollution plastique marine peut coûter à l'économie mondiale des milliards de dollars chaque année car elle affecte la pêche, les côtes, le tourisme, la vie marine et la nourriture que nous mangeons.

Une partie du plastique océanique se retrouve dans l'un des cinq principaux gyres, des systèmes de courants océaniques qui enferment les déchets marins dans leurs vortex.

Les gyres. Photo : NOAA

Le Great Pacific Garbage Patch, le plus grand gyre, situé entre Hawaï et la Californie, couvre 1,6 million de kilomètres carrés, une superficie deux fois plus grande que le Texas. On estime qu'il contient 1,8 billion de morceaux de plastique, pesant près de 90 000 tonnes. Bien qu'il existe de nombreux objets flottants identifiables dans le gyre - des macroplastiques tels que des mégots de cigarettes, des sacs en plastique, des contenants alimentaires, des paniers à linge, des bouteilles en plastique, des déchets médicaux, des engins de pêche, etc. - la plupart du plastique a la taille de flocons de piment ou plus petit, décomposé par le soleil et les vagues au fil des ans.

Malgré le fait que la majorité des gros morceaux de plastique sont dispersés dans l'immensité des océans et que le reste peut être trop petit pour être collecté, un certain nombre d'organisations tentent de nettoyer les océans.

L'effort le plus médiatisé pour nettoyer le plastique des océans est mené par Ocean Cleanup, une organisation à but non lucratif néerlandaise dont l'objectif est de se débarrasser de 90 % de la pollution plastique flottante dans l'océan. Son premier système de collecte s'est avéré inefficace lorsque des déchets plastiques ont pu échapper à ses barrières et qu'une partie s'est détachée à cause des vents et des vagues. Son itération actuelle la plus réussie a retiré 220 000 livres de plastique du Great Pacific Garbage Patch.

Photo: Felton Davis

Le système d'Ocean Cleanup consiste en une grande barrière flottante en forme de filet de trois mètres de profondeur qui forme un grand U qui est lentement remorqué par deux navires. L'écoulement naturel provoqué par le mouvement dirige le plastique vers la zone centrale de rétention. Une fois par semaine, les deux navires se réunissent pour fermer les barrières, récupérer la zone de rétention et vider le plastique sur l'un de leurs ponts. Là, il est séparé en différents flux de recyclage, emballé et envoyé à des installations de recyclage à terre. Le système 03 de l'organisation est en préparation ; il est trois fois plus grand et réduira le coût par kilogramme de plastique collecté.

Alors que Ocean Cleanup a reçu beaucoup d'attention pour ses efforts, certains biologistes marins pensent que ses méthodes pourraient en fait faire plus de mal que de bien. Ils pointent du doigt les navires à combustible fossile remorquant les barrières qui émettent 660 tonnes de dioxyde de carbone par mois de nettoyage. Ocean Cleanup dit qu'il compense ses émissions et qu'il expérimente les biocarburants.

Plusieurs experts en plastique océanique craignent également que le système d'Ocean Cleanup nuise à la vie marine et puisse tuer des créatures même si elles sont renvoyées dans l'océan. Ocean Cleanup rétorque que les poissons peuvent s'échapper de son système. De plus, il y a des orifices respiratoires pour les mammifères, les oiseaux ou les tortues qui se font prendre dans la zone de rétention, des caméras sous-marines pour s'assurer que la vie marine ne s'emmêle pas et un déclencheur télécommandé qui ouvre une extrémité de la zone de rétention si une créature est piégée. Les observateurs des espèces protégées sont toujours à bord pour surveiller et documenter tous les animaux.

Photo : Solutions technologiques de Zappy

Une autre préoccupation est que le système d'Ocean Cleanup pourrait nuire à un écosystème peu compris appelé neuston - comprenant des insectes, des vers, des escargots, des nudibranches, des crabes, des anémones de mer et bien d'autres qui flottent à la surface de l'océan tout comme le plastique - avant même que les scientifiques aient eu suffisamment de temps pour l'étudier.

D'autres critiques disent que la technique d'Ocean Cleanup ne peut pas se débarrasser des microplastiques, et certains pensent que les stratégies moins technologiques comme le nettoyage des plages sont plus efficaces car elles empêchent les plastiques d'atteindre l'océan en premier lieu.

Bien qu'une grande partie du plastique flottant dans les gyres date de plusieurs décennies, il s'avère qu'une plus grande partie du plastique récemment produit reste près des côtes. Une étude a révélé que, pendant les cinq premières années suivant leur entrée dans l'océan depuis la terre, 77 % du plastique restait sur les plages ou flottait dans les eaux côtières. Selon l'océanographe de l'Université d'Utrecht, Erik van Sebille, la plupart des plastiques dans l'océan restent à moins de 100 milles du rivage entre le littoral et l'océan, se lavant et raclant le sable - un processus qui finit par le décomposer en microplastiques. Cela signifie que le nettoyage des plages peut être l'un des moyens les plus efficaces de traiter les plastiques et microplastiques océaniques.

Un certain nombre d'organisations organisent régulièrement des nettoyages de plage pour les bénévoles : The Ocean Conservancy, Surfrider Foundation, American Littoral Society et Ocean Blue Project, pour n'en nommer que quelques-unes.

La plupart des plastiques pénètrent dans l'océan à partir des rivières.

Rivière Marilao aux Philippines. Photo: JF Valesquez Flower

Les scientifiques ont découvert que 1 000 rivières dans le monde sont responsables de 80 % du plastique des rivières qui se retrouve dans l'océan.

Ocean Cleanup dispose également d'une technologie de nettoyage des rivières appelée Interceptors, des navires de type catamaran à énergie solaire qui sont mis à l'embouchure des rivières polluées. Au fur et à mesure que l'eau coule, les déchets sont guidés par une barrière sur le tapis roulant de l'Interceptor qui les déverse dans une navette; la navette transporte les déchets vers des bennes sur une barge qui sont amenées au bord de la rivière et vidées. Les déchets sont acheminés vers une déchetterie. Jusqu'à présent, huit intercepteurs ont retiré plus de 2,2 millions de livres de déchets des rivières en Indonésie, en Malaisie, au Vietnam, en République dominicaine et en Jamaïque.

M. Trash Wheel. Photo: Dicklyon

Dans le port de Baltimore, M. Trash Wheel attrape la pollution plastique d'une rivière locale. Ses flèches de confinement dirigent les déchets qui coulent le long de la rivière dans son embouchure où un râteau les soulève sur un tapis roulant. Les déchets sont déposés dans une benne à ordures sur une barge séparée en haut de la ceinture, et finalement incinérés pour l'électricité. Une roue hydraulique géante alimente le râteau et la bande transporteuse, mais si le courant n'est pas assez fort, l'énergie solaire est utilisée pour pomper l'eau sur la roue pour la maintenir en marche. Quatre roues à ordures travaillant actuellement à Baltimore ont ramassé 2 000 tonnes de déchets, dont 1,5 million de bouteilles en plastique, 1,4 million de contenants en mousse et 12,6 millions de mégots de cigarettes. Des roues poubelles sont prévues pour le Texas, la Californie et le Panama.

AlphaMERS, une entreprise indienne, fabrique des clôtures en treillis d'acier inoxydable qui bloquent les déchets de la rivière. Ils sont suffisamment solides pour résister à des courants rapides qui pourraient submerger les barrières. L'angle des barrières dirige les déchets vers le rivage où ils sont collectés. Trente-quatre clôtures sont actuellement installées dans huit villes indiennes.

Cette année, une startup néerlandaise a installé sa première barrière à bulles dans un canal d'Amsterdam. Un tube perforé placé en diagonale au fond d'une rivière pompe l'air, générant un rideau de bulles. La pompe est alimentée par une énergie renouvelable si possible.

Photo: La Grande Barrière à Bulles

Lorsque le courant de la rivière rencontre la barrière à bulles, les déchets plastiques sont poussés sur le côté et dans un système de captage. La technologie permet aux navires et aux poissons migrateurs de passer facilement à travers les bulles. Une barrière à bulles à Katwijk, aux Pays-Bas, empêche les plastiques d'atteindre la mer du Nord, et d'autres sont prévues pour le Portugal et l'Asie du Sud-Est.

Les recherches de Van Sebille ont estimé qu'il y a 276 000 tonnes de petits plastiques flottants à la surface de l'océan. Mais les scientifiques pensent qu'entre 5,3 et 14 millions de tonnes de plastique sont entrées dans les océans en 2010 seulement. Si ce qui flotte à la surface de l'océan ne représente qu'un pour cent du plastique qui finit dans l'océan chaque année, où est le reste ?

Les scientifiques pensent que l'océan contient 24,4 billions de microplastiques - des fragments de plastique de moins de cinq millimètres de long, soit environ la taille d'une graine de sésame - pesant entre 82 000 et 578 000 tonnes. Il y en a probablement plus. La plupart des microplastiques proviennent des vêtements synthétiques, des produits de soins personnels, des pneus, de la poussière de la ville et de la décomposition des débris de plastique. La technologie actuelle n'est pas en mesure de les filtrer dans les usines de traitement des eaux usées, de sorte que la majeure partie est emportée par la mer et se retrouve dans l'océan ou dans les sédiments.

Un échantillon de sédiment prélevé au large de Santa Barbara, en Californie, a montré le contenu des sédiments de 1870 à 2009. Dans les couches représentant 1945 à 2009, les chercheurs ont trouvé des fibres de plastique d'un millimètre ou moins. Au fil des années, la quantité a doublé tous les 15 ans, une augmentation qui reflète le taux réel de production mondiale de plastique. Des chercheurs australiens analysant les sédiments océaniques ont estimé que près de 15,5 millions de tonnes de microplastiques existent désormais au fond de l'océan.

Du plastique trouvé dans l'estomac d'un oiseau marin. Photo : Service américain de la pêche et de la faune

Les animaux marins mangent des microplastiques, ce qui signifie qu'ils ingèrent également les produits chimiques toxiques qui ont été ajoutés pour rendre le produit en plastique d'origine flexible, coloré, imperméable ou ignifuge. Les microplastiques peuvent également absorber d'autres produits chimiques toxiques et transporter des bactéries nocives. Il a été démontré qu'ils nuisent à la vie marine en perturbant les systèmes reproducteurs, en retardant la croissance et en provoquant une inflammation des tissus et des lésions hépatiques.

Parce que les microplastiques ont été trouvés dans toute la vie marine, même dans les entrailles de minuscules crustacés dans les fosses les plus profondes de l'océan, ils font partie de la chaîne alimentaire et sont également consommés par les humains. Des microplastiques ont déjà été trouvés dans le sang humain, les matières fécales et dans les placentas des bébés à naître, mais jusqu'à présent, il n'y a pas eu d'études définitives de grande envergure sur la façon dont les microplastiques nuisent à la santé humaine.

Beizhan Yan est professeur associé de recherche Lamont au Lamont-Doherty Earth Observatory de la Columbia Climate School, où il se spécialise dans la pollution plastique. Il collabore avec des chercheurs du Columbia Chemistry Department et de la Mailman School of Public Health pour examiner la présence de microplastiques et de nanoplastiques (de minuscules morceaux de moins d'un micron) chez l'homme - quels sont les niveaux d'exposition des gens, comment les particules de plastique pénètrent dans le sang, si les microplastiques sont transportés vers les organes et s'ils peuvent avoir des effets néfastes sur la santé.

Yan travaille également avec Riverkeeper, Philip Orton du Stevens Institute of Technology et son collègue Joaquim Goes à Lamont pour étudier les sources et le devenir environnemental des microplastiques dans les voies navigables de New York. Nettoyer les microplastiques tout en protégeant les écosystèmes ne sera pas facile.

Yan a déclaré: "Ces minuscules microplastiques coexistent avec de nombreux autres minéraux et particules fines, comme le limon, l'argile, les débris végétaux et le noir de carbone - toutes sortes d'autres particules, qu'elles soient naturelles ou anthropiques. Ils ont une taille et une densité similaires, il est donc difficile de séparer efficacement les microplastiques des autres particules. En termes de concentration ou de masse, les microplastiques représentent probablement moins de 0,1% de la masse totale de ces particules. " Il croit qu'à l'avenir, les chercheurs pourraient développer une technologie pour séparer efficacement les éléments, mais aujourd'hui, elle n'existe pas.

Microplastiques. Photo : Université d'État de l'Oregon

Des efforts sont cependant en cours pour lutter contre les microplastiques. Le Cyclone Global Navigation Satellite System de la NASA peut aider à suivre les microplastiques lorsqu'ils se déplacent en analysant où la surface de l'océan est plus lisse et donc susceptible de contenir plus de microplastiques. Cela permet aux organisations qui tentent de nettoyer les microplastiques d'identifier les zones de plus grande densité.

De nombreuses expériences sont menées pour capturer les microplastiques. Wasser 3.0, une société allemande, utilise un composé spécial non toxique qui, lorsqu'il est mis en circulation dans un vortex, attire les microplastiques en amas ressemblant à du pop-corn qui peuvent ensuite être collectés. La technique pourrait être utilisée dans des stations d'épuration ou des processus industriels. Il est déjà utilisé dans une usine de transformation de papier et une station d'épuration à Landau-Mörlheim où il a éliminé 600 livres de microplastiques.

Certains scientifiques ont découvert des enzymes capables de décomposer le polyester. Des chercheurs de l'Université polytechnique de Hong Kong ont conçu un biofilm collant à partir d'une bactérie pouvant incorporer des microplastiques. À l'Université d'Adélaïde, des scientifiques ont créé des aimants à nanotubes de carbone en forme de ressort qui attrapent les microplastiques et les décomposent en morceaux solubles dans l'eau inoffensifs. Et un étudiant en chimie aux Pays-Bas a inventé un appareil où les microplastiques se fixent à un liquide magnétique ; le contenu peut ensuite être retiré avec un aimant, ne laissant que de l'eau derrière.

Yan soutient que le moyen le plus rentable de lutter contre la pollution plastique est cependant de contrôler ses sources. Par exemple, les eaux usées sont l'une des principales sources de microplastiques, bien que les microplastiques proviennent des produits que les gens utilisent. Des études montrent que la plupart des microplastiques présents dans les effluents d'eaux usées sont des microfibres provenant des machines à laver et des sèche-linge. L'étude de Yan sur les eaux de la ville de New York a révélé que plus de 90 % des microplastiques de plus de 0,2 millimètre étaient des microfibres rejetées par les vêtements, transportées par les eaux usées des machines à laver. Avec de plus en plus de gens portant des vêtements fabriqués à partir de matières synthétiques qui éliminent les microfibres, il est peu probable que l'industrie de la mode cesse d'utiliser ces matériaux, il faut donc d'une manière ou d'une autre empêcher les microfibres de pénétrer dans le système d'égouts. Yan et des chercheurs de SUNY Stony Brook et de la North Carolina State University proposent une étude à la NOAA pour développer des techniques de filtration avancées capables de capturer les microplastiques et les fibres de la lessive et de les réutiliser dans de nouvelles fibres à utiliser dans l'industrie de la mode.

En plus des microplastiques qui s'accumulent dans les sédiments, les plastiques plus gros coulent également sur le fond marin. Une étude a révélé que 50 % du plastique dans les décharges est plus dense que l'eau de mer, ce qui signifie que ces objets peuvent couler d'eux-mêmes. Les 50% restants peuvent être colonisés par des balanes et d'autres organismes au fil du temps, ce qui les rend plus lourds que l'eau de mer, donc ils finissent par couler également.

Sac en plastique sur le fond marin. Photo : NOAA

Une image devenue emblématique est celle du sac en plastique trouvé dans la fosse des Mariannes, le point le plus profond de l'océan, à 36 000 pieds sous le niveau de la mer dans l'océan Pacifique. D'autres plastiques à usage unique ont également été trouvés au fond de l'océan et bien qu'il y ait eu quelques estimations limitées de la quantité de plastique résidant dans certaines zones, il n'y a pas de données pour la plupart des zones du fond marin global.

Selon Yan, les deux questions fondamentales concernant les plastiques au fond de l'océan sont : où sont les macroplastiques et causent-ils des problèmes ?

"La communauté scientifique peut utiliser des modèles pour déterminer où se trouvent la plupart de ces plastiques, car nous ne le savons pas pour le moment", a-t-il déclaré. Mais nettoyer les plastiques au fond de l'océan est un défi car ils se déposent si profondément et un nettoyage serait très coûteux. Une autre préoccupation est que les plastiques au fond de l'océan deviennent une partie de l'écosystème. "Certains animaux utilisent les plastiques et vivent avec", a déclaré Yan. "Comment faites-vous un nettoyage sans interférer avec les écosystèmes de ces animaux?"

Yan pense que les scientifiques pourraient éventuellement développer un drone sous-marin capable d'identifier les macroplastiques et de les récupérer au fond de l'océan. Cependant, cela coûterait cher en raison de la nécessité d'abaisser les drones, de ramasser les macroplastiques et de les ramener à terre, et peut-être du besoin de pilotes formés pour faire fonctionner les drones.

Bien que les technologies de nettoyage aient un rôle à jouer dans le nettoyage du plastique océanique, aucune solution unique ne peut réduire efficacement le plastique océanique. Ce qu'il faut, c'est un changement fondamental et systémique qui comprend l'interdiction des plastiques à usage unique au profit de produits conçus pour être recyclés ou réparés, et davantage d'infrastructures de recyclage. Breaking the Plastic Wave, un rapport Pew, a identifié les mesures qui, si elles étaient mises en œuvre, pourraient réduire le déversement annuel de plastique dans l'océan de 80 % en 20 ans. Il s'agit notamment de réduire la consommation de plastique, de remplacer le plastique par des matériaux compostables, de concevoir des produits et des emballages en pensant au recyclage, d'augmenter le recyclage, d'éliminer correctement les plastiques qui ne peuvent pas être recyclés et de réduire l'exportation de déchets.

"Pour moi, le plastique est toujours une bonne chose", a déclaré Yan. "Avec lui, vous utilisez moins d'acier, de bois et d'autres ressources. Mais la seule façon de l'utiliser correctement est de le recycler, de le réutiliser et de le réutiliser, plutôt que de le jeter dans l'environnement. Malheureusement, moins de 10 % des plastiques sont actuellement recyclés. Nous devrions rechercher activement des solutions abordables pour empêcher les plastiques de pénétrer dans l'environnement."

À cette fin, Yan est le directeur du Plastic Pollution Analysis and Sustainable Solutions Network récemment financé par la Columbia Climate School, réunissant plus de 30 chercheurs travaillant dans les domaines du droit de l'environnement, de l'ingénierie, de l'analyse du cycle de vie, de la santé environnementale, etc.

"Je pense que pour les êtres humains, la pollution plastique est actuellement le plus gros problème de pollution en termes de quantité totale de polluants générés et de difficulté à y faire face", a déclaré Yan. "Mais si nous travaillons ensemble, nous pouvons résoudre ces problèmes à l'avenir."

Le meilleur article que j'ai lu sur le plastique dans l'océan. C'est une situation déprimante, mais encourageante de voir quelles avancées sont recherchées et travaillées pour la santé des générations futures.

J'ai probablement été le premier à en parler il y a plus de 30 ans dans une série de poursuites qui ont duré plus de 20 ans. Le microplastique marin est une éponge pour les PCB et a tué ou déplacé le phytoplancton au début de la chaîne alimentaire des océans. Nous le mangeons, c'est dans notre air, la pluie et les enfants à naître. L'industrie et le gouvernement ont dépensé des millions pour le défendre devant les tribunaux. Par conséquent, le phytoplancton a à moitié disparu au cours de ma vie. Au fur et à mesure, toute la vie suivra bientôt. C'est réparable et en prime peut stopper le réchauffement climatique.

Article très intéressant, et ravi de voir la Columbia Climate School s'attaquer à la pollution plastique. Après avoir obtenu mon diplôme SIPA (MPA-ESP, 2006), je suis allé travailler pour la NOAA Marine Debris Division afin de promouvoir des solutions politiques et scientifiques. Des progrès ont été réalisés, mais ils sont toujours remis en question par le changement de comportement - continuez votre bon travail à Columbia !

C'est bien que quelqu'un aide à nettoyer l'océan. Cela me touche quand je vois des animaux mourir, en particulier des tortues marines.

Vous faites un excellent travail de nettoyage de l'océan !!!

Le meilleur article que j'ai lu sur le plastique dans l'océan. C'est une situation déprimante, mais encourageante de voir quelles avancées sont recherchées et travaillées pour la santé des générations futures.

en effet, nous devons aider l'océan à partir de plastique et je suis heureux qu'il y ait des articles pour donner des conseils sur la façon d'aider la plante

Au moins quelqu'un essaie d'aider à nettoyer l'océan. J'adore les dauphins et ça fait mal de les voir mourir de tout le plastique

J'adore cet article c'est l'un des meilleurs. cela montre vraiment à quel point la pollution affecte notre planète et les créatures marines sur cette terre. il est triste de voir comment les gens causent à notre planète et à notre écosystème.

Quelles solutions puis-je utiliser pour empêcher le plastique d'être dans l'océan ?