Des chercheurs de l’Université d’Hawaï annoncent que les plastiques les plus courants émettent des traces de méthane et d’éthylène lorsqu'ils sont exposés au soleil.

Les auteurs d'une étude menée à l'Université d'Hawaï ont récemment souligné une bonne raison supplémentaire de multiplier les efforts mondiaux pour lutter contre la pollution par les plastiques : en se désintégrant, ils émettent des traces de méthane et d'éthylène, deux puissants gaz à effet de serre. Les émissions se produisent lorsque les matières plastiques sont exposées au rayonnement solaire ambiant, dans l'eau ou dans l'air, les taux d'émission étant beaucoup plus élevés dans l'air.

Les chercheurs ont testé du polycarbonate, de l’acrylique, du polypropylène, du polyéthylène téréphtalate, du polystyrène, du polyéthylène haute densité et du polyéthylène basse densité, des matériaux utilisés pour fabriquer des produits alimentaires, des textiles, des matériaux de construction et divers produits en plastique.

"Le polyéthylène basse densité émet ces gaz lorsqu’ils sont incubés dans l’air à des taux environ 2 à 76 fois plus élevés que lorsqu’ils sont incubés dans de l’eau pour le méthane et l’éthylène respectivement", indique l’étude.

"Nos résultats montrent que les plastiques représente une source jusqu'ici non reconnue de gaz à l'état de traces ayant des conséquences pour le climat qui devraient augmenter à mesure que le plastique soit produit et s'accumule dans l'environnement", conclut l'étude.

Les sacs en plastique sont les plus nocifs

L'éthylène est largement utilisé dans l'industrie chimique. Sa production mondiale (plus de 150 millions de tonnes en 2016) dépasse celle de tout autre composé organique. Une grande partie de cette production est destinée au polyéthylène. Le polyéthylène, utilisé dans les sacs à provisions, est le polymère synthétique le plus produit et le plus répandu au monde. Il s'est avéré être l'émetteur le plus important de méthane et d'éthylène.

Au cours des 50 dernières années, la fabrication de polymères s’est accélérée : on estime que plus de 8 milliards de tonnes de plastique vierge ont été produites depuis 1950. Les niveaux de production annuels actuels vont doubler au cours des 20 prochaines années.

"Compte tenu de la croissance attendue de la production de plastique dans le monde entier, il est important que les fabricants de plastiques et les gouvernements engagés dans la lutte contre le changement climatique comprennent l’importance des émissions de méthane et d’éthylène provenant des plastiques ainsi que leur impact sur les écosystèmes", a déclaré Niklas Hagelberg, expert de la question du changement climatique à ONU Environnement.

"Le polyéthylène, comme les autres plastiques, n'est pas inerte, il est connu pour libérer des additifs et d'autres produits de dégradation dans l'environnement tout au long de sa durée de vie", indique l'étude d'Hawaï.

"Par exemple, l'additif bisphénol-A utilisé dans la fabrication de nombreux produits en plastique est filtré à mesure que les plastiques vieillissent et que les gaz d'hydrocarbures sont émis lors d'une décomposition à haute température (supérieure à 202°C).

"Ces produits chimiques varient selon les différents types de plastique et, une fois libérés, certains d'entre eux peuvent être toxiques et avoir des effets néfastes sur l'environnement et la santé. Les processus de dégradation n'affectent pas seulement l'intégrité chimique du plastique, mais finissent également par fragmenter le polymère en unités plus petites, augmentant ainsi la surface exposée aux éléments."

Ces conclusions apportent de nouveaux arguments et une légitimité supplémentaires aux efforts déployés par ONU Environnement et ses partenaires pour lutter contre la pollution par les plastiques. En 2017, ONU Environnement a lancé la campagne Combattre La Pollution Plastique - avec son mot-dièse sur les médias sociaux #CombattreLaPollutionPlastique - canalisant les efforts d'organisations, de gouvernements et d'innombrables autorités locales aux idées similaires pour un environnement sans plastique.

Il ne faut pas ignorer le méthane

Outre les plastiques, les émissions anthropiques de méthane ont plus que doublé depuis le 18ème siècle. Les émissions de méthane dues à l'activité humaine proviennent de sources agricoles telles que l'élevage, la gestion des sols et la production de riz, ainsi que de la production et l'utilisation du charbon, du pétrole et du gaz naturel.

Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, le méthane piège la chaleur et réchauffe la planète 86 fois plus que le dioxyde de carbone sur un horizon de 20 ans. D'autres sources indiquent que le méthane, bien que beaucoup moins répandu, est un gaz à effet de serre 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone.

Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, le méthane piège la chaleur et réchauffe la planète 86 fois plus que le dioxyde de carbone sur une durée de 20 ans. D'autres sources indiquent que le méthane, bien que beaucoup moins répandu, est un gaz à effet de serre au pouvoir réchauffant 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone.

Des recherches menées par l’Université de Reading au Royaume-Uni indiquent que les émissions de méthane dues à l’activité humaine ont, à ce jour, provoqué un effet de réchauffement qui représente environ un tiers de l’effet de réchauffement dû aux émissions de dioxyde de carbone. Un niveau 25% plus élevé que les estimations précédentes. Les émissions de méthane doivent donc être prises en compte dans le cadre des efforts déployés par le monde pour lutter contre le réchauffement climatique.

Les conclusions de l'étude devraient donner matière à réflexion aux centaines de personnes attendues au Sommet mondial sur l'action pour le climat, qui se tiendra du 12 au 14 septembre à San Francisco.

4 faits saillants de l'étude - Royer et al. - 2018 - Production de méthane et d'éthylène à partir de plastique dans l'environnement:

1) La dégradation et la détérioration du plastique représentent une source de gaz à effet jusque-là méconnue, et qui devrait augmenter, en particulier à mesure que la production de plastique et de son accumulation dans l’environnement.

2) Parmi les types de plastiques les plus couramment utilisés dans le monde. Le type de plastique, qui libère le méthane (CH4), l'éthylène (C2H4), l'éthane et le propylène au taux le plus élevé, est le polyéthylène basse densité (PE-LD), le plastique le plus répandu aujourd'hui dans l'océan.

3) L’étude a démontré, qu’à mesure que la surface du plastique augmente en raison de l’altération et de la dégradation dans l’océan, on constate une augmentation considérable du méthane et de l’éthylène. Par exemple, le PE-LD dégage 488 fois plus de méthane que le même poids de PE-LD sous forme de granulés.

4) De plus, les plastiques exposés directement à la lumière du soleil (non immergés dans l'eau) produisent encore plus de gaz. Ceci est ~ 2 fois et ~ 76 fois plus élevé lorsque le PE-LD est exposé à l'air que lorsqu'il est incubé dans l'eau respectivement pour le CH4 et le C2H4. Cela indique que l’océan est une composante importante où l’effet négatif de la pollution par les plastique est grande mais aussi que la contribution, en terme de gaz à effet de serre, émis par les plastiques exposés à l’air dans l’environnement terrestre est encore plus grande. Nos résultats indiquent même qu'une fois lancés, la production de gaz d'hydrocarbures se poursuit dans l'obscurité.

Communiqué d'Environnement ONU

Lire l'article de PLOS ONE : Production of methane and ethylene from plastic in the environment (an)

Le site de Sarah Jeanne Royer, la première auteure de l'article scientifique (an)