Les polychlorobiphényles (PCB), autrefois largement utilisés par l'industrie, sont aujourd'hui considérés comme des polluants environnementaux majeurs et ont été interdits en 1979. Néanmoins, ces composés extrêmement persistants restent présents dans de nombreuses décharges de déchets dangereux et ont, dans certains cas, migré vers l'environnement environnant. Parmi les techniques de décontamination disponibles, l'utilisation de tensioactifs constitue une voie prometteuse pour éliminer ces substances toxiques des sols.
Le rôle des tensioactifs
Les PCB sont très peu solubles dans l'eau : ils se dissolvent bien mieux dans les solvants organiques. Les tensioactifs sont des molécules capables de réduire la tension superficielle des liquides. Leur structure particulière comporte deux parties distinctes : une partie hydrosoluble, dite hydrophile, et une partie peu soluble dans l'eau, dite hydrophobe.
Cette double nature permet aux molécules de tensioactif de s'agglomérer autour des molécules de PCB, la partie hydrophobe étant orientée vers l'intérieur et la partie hydrophile vers l'extérieur. Les agrégats ainsi formés, appelés micelles, deviennent alors beaucoup plus solubles dans l'eau. C'est exactement le même mécanisme qui permet aux tensioactifs de dissoudre les graisses et les huiles lors du nettoyage.
Biorémédiation
La mise en solution des PCB grâce à l'eau et aux tensioactifs peut les rendre plus accessibles aux bactéries capables de les dégrader. En conditions normales, la vitesse de dissolution des PCB est limitée par leur faible solubilité, ce qui réduit leur disponibilité pour les micro-organismes. Les tensioactifs permettent de surmonter cet obstacle en augmentant la fraction dissoute et donc biodégradable.
Cependant, cette approche présente certaines limites : certains tensioactifs peuvent avoir des effets néfastes sur la croissance bactérienne, et des concentrations trop élevées peuvent paradoxalement ralentir le processus de biodégradation. Le choix du tensioactif et son dosage doivent donc être soigneusement optimisés.
Extraction par lavage
Une autre approche consiste à laver le sol contaminé avec une solution de tensioactifs et d'eau afin de dissoudre les PCB, puis à extraire ces derniers à l'aide d'un solvant tel que le dioxyde de carbone supercritique. Le CO₂ supercritique est un état particulier de la matière, obtenu à des pressions et températures élevées, où le gaz présente à la fois des propriétés liquides et gazeuses.
Les PCB étant plus solubles dans le CO₂ supercritique que dans l'eau, ils migrent vers la phase carbonique lors de l'extraction. Une fois récupérés, les PCB extraits peuvent ensuite être détruits par un procédé chimique qui les convertit en biphenyle et en chlorure, deux composés nettement moins dangereux pour l'environnement.
Dégradation photocatalytique
Une dernière méthode repose sur le lavage préalable du sol contaminé avec des tensioactifs et de l'eau, comme dans la technique d'extraction, suivi d'une décomposition des PCB par rayonnement ultraviolet en présence d'un catalyseur, tel que le dioxyde de titane (TiO₂).
Cette technique comporte toutefois un inconvénient : la lumière UV qui fournit l'énergie nécessaire à la destruction des PCB peut également dégrader certains tensioactifs utilisés pour le lavage. Pour contourner ce problème, l'emploi de tensioactifs fluorés, c'est-à-dire contenant des atomes de fluor dans leur structure, a été proposé comme solution alternative, ces molécules étant plus résistantes à la photodégradation.
Source : https://jardin.98905.com/garden-lawn/soil/1007049337.html