Les nanomatériaux se révèlent un outil puissant pour le nettoyage des déversements d’hydrocarbures près des côtes, selon une équipe de recherche de l’Université Concordia

Les opérations de nettoyage suivant les déversements majeurs d’hydrocarbures sont longues et coûteuses. En outre, elles peuvent causer des dommages considérables aux écosystèmes des régions côtières. C’est particulièrement vrai pour la région arctique, où l’ouverture de nouvelles voies maritimes et l’augmentation prévue du trafic maritime exposeront les rivages éloignés à des risques accrus.

Les techniques d’atténuation actuelles, même dans les régions fortement peuplées, présentent de grandes lacunes, dont leur faible capacité d’absorption des hydrocarbures, leur toxicité potentielle pour la faune et la flore marines ainsi que la lenteur du processus d’assainissement résultant de leur emploi.

Toutefois, les progrès réalisés dans le domaine des nanotechnologies pourraient apporter des solutions plus efficaces, plus sûres et plus rapides que les méthodes actuelles. C’est ce que montre une équipe de recherche de Concordia dans un nouvel article publié dans la revue Environmental Science: Nano.

« L’utilisation de nanomatériaux comme mesure d’atténuation se révèle une approche durable prometteuse », souligne Huifang Bi, autrice principale de l’étude et doctorante au Département de génie du bâtiment, civil et environnemental de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.

« Dans cet article, nous résumons, examinons et analysons entre 40 et 50 études sur le sujet afin d’avoir une vue d’ensemble de la manière dont les nanotechnologies sont actuellement utilisées dans la lutte contre la pollution pétrolière dans les zones côtières. Parallèlement, nous présentons nos propres suggestions et cernons les décalages dans le domaine de la recherche entre l’utilisation des nanomatériaux en laboratoire et leurs possibles applications dans le monde réel. »

La chercheuse précise que l’emploi de nanomatériaux pour lutter contre la pollution pétrolière en milieu marin fait l’objet de nombreuses études, mais que dans ses travaux, elle s’intéresse plus précisément à l’assainissement des zones côtières. Elle estime que plus de 90 % des recherches qu’elle a examinées reposaient exclusivement sur des expériences menées en laboratoire et n’étaient pas encore exploitables sur le terrain.

Des résultats encourageants qui nécessitent des essais sur le terrain

Grâce à leurs propriétés uniques, les nanomatériaux peuvent améliorer l’efficacité de différentes méthodes d’assainissement, dont l’utilisation d’agents de lavage de surface, de dispersants ou d’absorbants ainsi que la biorestauration. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients, et ces derniers peuvent être atténués par l’emploi de nanomatériaux.

Par exemple, le remplacement des détergents synthétiques et des solvants organiques par des nanomatériaux d’origine biologique se révèle très efficace pour éliminer les hydrocarbures et réduire la production de substances toxiques nuisibles aux écosystèmes côtiers.

Les nanomatériaux peuvent également être utilisés comme agents dispersants. Les nanomatériaux à base d’argile ont la propriété de stabiliser les particules d’huile dans une émulsion, ce qui permet aux microorganismes oléodigesteurs de se développer sur une plus grande surface et d’accélérer ainsi la disparition des hydrocarbures. Pour ce qui est des sorbants tels que les aérogels ou les mousses, les nanomatériaux permettent une meilleure élimination des hydrocarbures présents dans l’eau par absorption, adsorption ou une combinaison des deux, grâce à une grande surface et à de nombreuses de zones de sorption.

Enfin, les nanomatériaux peuvent également servir à accélérer la bioremédiation, une technique mettant à profit des microorganismes pour décomposer des polluants nocifs, comme les hydrocarbures, en substances moins nocives ou inoffensives.

« Bien que ces résultats obtenus en laboratoire soient encourageants, nous devons faire preuve de prudence », prévient Huifang Bi, lauréate d’une bourse d’études supérieures du Canada Vanier 2023. « Nous devons privilégier le recours aux nanomatériaux durables et respectueux de l’environnement pour minimiser les risques environnementaux et garantir une utilisation responsable des nanotechnologies dans la lutte contre la pollution pétrolière sur les côtes. Il nous faut également élargir les essais afin de mesurer leur efficacité sur le terrain. »

Selon le P^r Chunjiang An, directeur de thèse de Huifang Bi et professeur agrégé dans le même département, l’émergence des nanomatériaux comme outils de remédiation en cas de déversements d’hydrocarbures arrive à un moment crucial.

« Nous devons faire face à de nombreux nouveaux défis, et les menaces de déversements d’hydrocarbures guettent désormais tant les zones habituelles que de nouvelles régions comme l’Arctique, observe-t-il. Nous devons travailler avec les gouvernements et le secteur privé pour nous assurer qu’ils connaissent ces technologies et qu’ils les intègrent dans leurs futures lignes directrices en matière de restauration. »

Les coauteurs sont Catherine Mulligan et Zhi Chen, professeurs à Concordia, Kenneth Lee, de Pêches et Océans Canada, et Baiyu Zhang, de l'Université Memorial.

L’étude a été subventionnée par l’Initiative de recherche multipartenaire de Ressources naturelles Canada, le Fonds de recherche du Québec – secteur Nature et technologies (FRQNT) et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG).

Lisez l’article cité (en anglais seulement) : « Nanotechnology for oil spill response and cleanup in coastal regions ».