Un doctorant de l’Université Concordia remporte un prix Relève étoile pour son étude sur la pollution par les microplastiques dans les climats froids

Les déchets plastiques, et plus particulièrement les fines particules appelées microplastiques, sont désormais omniprésents dans l’environnement terrestre, y compris dans les régions reculées de l’Arctique. Or, les facteurs qui influent sur la manière dont ces minuscules particules se retrouvent piégées dans la glace restent mal compris.

Grâce à la recherche primée de Zhikun Chen, doctorant à l’Université Concordia, nous comprenons maintenant un peu mieux ce phénomène. M. Chen étudie sous la supervision conjointe des professeurs Chunjiang An et Maria Elektorowicz, du Département de génie du bâtiment, civil et environnemental à l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.

Dans ses travaux, Zhikun Chen étudie en quoi les propriétés du plastique et les facteurs environnementaux, comme la salinité des eaux et la turbulence des courants, influent sur le transport des microplastiques dans les régions froides. Sa plus récente publication, « Entrainment and Enrichment of Microplastics in Ice Formation Processes: Implications for the Transport of Microplastics in Cold Regions », lui a valu en février le prix Relève étoile Louis-Berlinguet du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT).

Décerné chaque mois, ce prix vise à promouvoir et à souligner les recherches exceptionnelles d’étudiants aux cycles supérieurs et de boursiers postdoctoraux de la province.

Comment la glace de mer « piège » les microplastiques

Minuscules particules de moins de cinq millimètres de long, les microplastiques sont souvent invisibles à l’œil nu.

Ils peuvent prendre de nombreuses formes et provenir de différentes sources, mais, comme le souligne M. Chen, les objets de plastique qui se retrouvent dans les déchets représentent un facteur clé. Comme les matières plastiques se biodégradent très lentement, ces fragments finissent dans les cours d’eau et les océans, où ils peuvent être transportés par les courants ou s’intégrer dans les glaciers.

Les recherches de M. Chen montrent que, lorsque la glace de mer se forme, elle peut « piéger » ces microplastiques. Mais lorsque la glace fond, ces plastiques sont relâchés dans l’eau.

Bien que des études antérieures aient porté sur la concentration de microplastiques dans la glace de mer arctique, aucune ne s’est intéressée au comportement des microplastiques dans ce type d’environnement. Zhikun Chen a pu étudier leur comportement par temps froid et glacial en laboratoire, dans un environnement contrôlé. 

Pour ce faire, il a utilisé une chambre atmosphérique capable de recréer des environnements froids afin de simuler la formation de glace dans l’eau douce ou dans les océans, avec des courants d’eau contrôlés. Ces réglages permettent à la couche supérieure de l’eau de geler, laissant l’eau en dessous à l’état liquide, reproduisant ainsi les milieux marins réels dans des conditions froides.

Le chercheur a ensuite évalué le degré de rétention des microplastiques dans la glace en mesurant les variations de la concentration des particules microplastiques en suspension dans l’eau. 

Il a observé que les eaux agitées et turbulentes favorisent la rétention des microplastiques dans la glace. Il a également constaté que les microplastiques hydrophobes (plastiques qui repoussent l’eau) se trouvent plus facilement piégés dans la glace.

Dans le cadre de ses études doctorales, M. Chen étudie également l’incidence du processus de gel et de dégel sur les propriétés des microplastiques.

« Cette recherche devrait nous aider à élaborer des politiques environnementales sur la pollution par les microplastiques dans les régions froides, indique M. Chen. Nous utilisons du plastique depuis des décennies, et il y en a une grande quantité emmagasinée dans les multiples couches de glace. Dans un contexte de changements climatiques, la glace de mer fond de plus en plus, ce qui signifie que les microplastiques qui s’y sont accumulés sont à nouveau libérés dans l’environnement. Il est donc primordial pour nous de comprendre l’effet de ce processus sur les propriétés des microplastiques. »

Lisez l’article cité (en anglais) : « Entrainment and Enrichment of Microplastics in Ice Formation Processes: Implications for the Transport of Microplastics in Cold Regions. »

Apprenez-en plus sur l’École des études supérieures de l’Université Concordia.