Résultat remarquable / Des avancées marquantes pour appréhender et traiter les PFAS

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Essais de traitabilité des PFAS à l’aide de réducteurs. © BRGM - D. Depoorter

Les PFAS sont bien connus des chimistes, mais aussi des défenseurs de l’environnement en tant que polluants « éternels ». Sous ce nom se cachent des substances per- et polyfluoralkylées, dont les propriétés chimiques bien spécifiques qui justifient leur emploi dans de nombreux domaines industriels et dans des produits de la vie courante. On en trouve ainsi dans des vêtements techniques, des mousses anti-incendie, des enduits antitaches et imperméables, des revêtements de sol, des emballages alimentaires…

Mais, revers de la médaille, ils sont fortement persistants dans l’environnement et se retrouvent dans différents milieux (sol, eaux souterraines…). Les PFAS ont des effets néfastes sur l’environnement mais aussi sur la santé humaine. Ils se trouvent de fait sur le devant de la scène scientifique, médiatique, juridique et politique. Le traitement de ces polluants éternels est alors nécessaire pour diminuer les concentrations dans les sols et les eaux souterraines, ce qui nécessite des dépollutions importantes avec des techniques adaptées. 

Le BRGM acteur de plusieurs grands projets

De par la complexité de cette problématique, la gestion des PFAS fait face à de nombreux challenges de R&D. Elle accentue le nombre d’appuis techniques nécessaires, de travaux de recherche dans la compréhension et le traitement des pollutions des eaux souterraines ou des sites et sols pollués, en local ou à l’échelle nationale. Tout cela est engagé par le BRGM, sous des combinaisons de disciplines scientifiques différentes et complémentaires, car il est nécessaire de développer les moyens pour le traitement des terrains pollués par les PFAS sous plusieurs angles : modélisation, dépollution, développements analytiques et destruction. Le BRGM travaille sur tous ces axes depuis plus de cinq ans, à travers plusieurs projets PERFECT, PERMUTE, CONCERTO, PFAStwin et H2020 PROMISCES. L'année 2023 a été marquée par plusieurs avancées importantes dans le domaine.

Extraire les PFAS des sols

Au sein de PROMISCES, coordonné par le BRGM et financé par le programme européen H2020 dans le cadre du Green Deal, qui propose de « contribuer au déploiement de l’économie circulaire en réduisant les risques associés à certains polluants industriels, notamment les PFAS », plusieurs dimensions ont été traitées. La plateforme PRIME, pour la remédiation et l’innovation au service de la métrologie environnementale, a été mise à contribution.

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Mise en place de l’expérimentation à grande échelle de monitoring et de dépollution des PFAS en milieu poreux dans le pilote plurimétrique de la plateforme Prime du BRGM. © BRGM - P. Vassal

Modélisation

Le BRGM a mis en lumière le fait que le transport des PFAS ne suit pas les règles standards des comportements des polluants organiques lors de leur transfert du sol vers les nappes. Les effets d’interface doivent être pris en compte dans les modèles. Cela doit permettre de prédire la migration pour prévoir la dépollution. Pour cela des modèles numériques ont été développés pour simuler les travaux expérimentaux de l’échelle du laboratoire au terrain.

Dépollution : extraction et destruction 

Il s’agit d’une part d’extraire les PFAS des sols avec des liquides dits « non newtoniens » pour traiter les différentes couches lithologiques même lorsqu’elles présentent des perméabilités différentes. Le BRGM a développé des liquides spécifiques appelés rhéofluidifiants afin de s’affranchir de l’anisotropie des sols (les propriétés varient selon la direction considérée) et balayer ainsi de manière homogène les différentes couches des sols. Par un phénomène de désorption (extraction de gaz) ou de solubilisation, ces liquides permettent d’extraire des PFAS !

D’autre part, le BRGM a développé des techniques de dépollution pour détruire certains PFAS avec deux approches différentes : réduction et oxydation chimiques avancées.

Analytique

Plusieurs approches, des plus globales aux plus ciblées, ont été développées. Les développements analytiques ont par ailleurs permis de quantifier et d’analyser plus de 55 molécules PFAS dans plusieurs types de milieux.

Toute cette chaîne de travaux rassemble des chercheurs de plusieurs disciplines (chimie, modélisation numérique, mécanique des fluides…), toutes fortement présentes au BRGM.

Il est à noter que la plateforme PRIME du BRGM, après les développements analytiques et des expérimentations en laboratoire, a permis de changer d’échelle pour la démonstration in situ et la modélisation, avec une phase d’essais à l’échelle plurimétrique. Une plateforme qui permet de tester, en conditions contrôlées, les méthodes de surveillance, d’étudier la migration des PFAS dans une nappe et le sol, et de tester des techniques de remédiation.