Thématique : débris plastiques, milieu urbain et milieu récepteur

Contexte de la thématique

La thématique des débris plastiques a été initiée au Leesu en 2014 par Johnny Gasperi et Bruno Tassin. Depuis 2020, cette thématique est portée par Bruno Tassin et Rachid Dris, en étroite collaboration avec Johnny Gasperi, maintenant rattaché à l’université Gustave Eiffel. Cette thématique se focalise à la fois sur les microplastiques (taille < 5 mm) et sur les macroplastiques (> 5 mm). Elle est transverse aux thématiques de recherche du Leesu :

• « Thématique 2. Fonctionnement, résilience et adaptation des systèmes de gestion des eaux urbaines » et
• « Thématique 3. Protection des ecosystèmes et des ressources naturelles ».

Elle vise à étudier les sources, flux et devenir des microplastiques en milieu urbain et dans les milieux récepteurs anthropisés dans le continuum Terre-Mer.

Principaux objectifs

1. Mettre en place une méthodologie adaptée aux différentes matrices urbaines (eaux usées, rejets de station d’épuration, rejets urbains de temps de pluie) de caractérisation des microplastiques (prélèvement, traitement des échantillons, caractérisation chimique). L’objectif est de mettre en place une procédure fiable et reproductible.

Microplastiques observés à la loupe binoculaire à côté d’un insecte (cadre rouge) @Leesu

2. Estimer les flux de débris plastiques (micro et macroplastiques) et leurs sources à l’échelle de la région Île-de-France : flux urbains, flux exportés et analyse de la dynamique des microplastiques entre le système urbain et les milieux récepteurs.

Barrage flottant du SIAAP : collecte des microplastiques en Seine @Leesu

3. Estimer les flux de débris plastiques (micro- et macro-plastiques) dans les milieux récepteurs. Des questions méthodologiques liées à l’échantillonnage des micro-plastiques sont traitées (variabilités temporelle, latérale et verticale, etc.).

4. Étudier les interactions entre microplastiques et micropolluants.

5. Proposer des indicateurs macrodéchets du niveau de pollution des rivières à même d’évaluer l’impact des politiques publiques visant à les réduire.

Projets de recherche et collaborations

Plusieurs projets de recherche à l’échelle nationale ou internationale ont été initiés. A l’échelle nationale, cette action regroupe plusieurs projets de recherche, intégrés aux programmes de recherche OPUR, PIREN-Seine et GIP Seine-Aval.

Structuration des projets de recherches sur les débris plastiques portés par le Leesu

1. Projets de recherche nationaux en cours (ordre chronologique inverse)

• 2020-2022 PLASTOC - Débris plastiques dans les eaux pluviales et les milieux récepteurs.
  • Projet avec le Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire.
  • Collaboration : Laboratoire Eau, Environnement (LEE), Service public de l’assainissement francilien (SIAAP), CEREMA, Ministère de la Transition Écologique et Solidaire.
  • Projet co-porté par B. Tassin (Leesu) et J. Gasperi (LEE)
• 2020-2022 PlastiNet – Piégeage de débris plastiques dans les eaux pluviales à l’aide de filet.
  • Projet avec Vinci Maritine Construction Fluviale.
  • Projet co-porté par B. Tassin (Leesu) et J. Gasperi (LEE)
• 2020 - 2022 Sédi-Plast - Microplastiques dans les sédiments continentaux et les archives sédimentaires
  • Projet ANR
  • Collaboration : Laboratoire Eau, Environnement (LEE), Institut de Chimie de Clermont Ferrand (ICCF), Laboratoire GéoHydrosystèmes continentaux (GeHCO), Laboratoire d’Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés à Lyon (LEHNA), Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), UMR METIS
• 2019 - 2021 Eau-Plast - Microplastiques dans les eaux de consommation humaine
  • Projet avec le SEDIF
  • Collaboration : Sedif, Veolia, Laboratoire Eau, Environnement (LEE)

Projets de recherche terminés

2. Projet de recherche européens en cours

• 2019 - 2023 Limno-Plast - Microplastics in Europe’s freshwater ecosystems : From sources to solutions
  • H2020-MSCA-ITN-2019 (Porteur : Christian Laforsh, Bayreuth University)
  • Collaboration : 24 participants.

3. Projets de recherche terminés

• 2017 - 2020 MACRO-Plast – Évaluation des flux de débris plastiques en Seine et déversés en mer
  • Projet avec le Ministère de la Transition Écologique et Solidaire
  • Collaboration : Ifremer, association Mal de Seine, Surfrider
  • Trajectoire de déchet flottant dans l’estuaire de la Seine
• 2017 - 2020 PLASTIC-Seine – Flux et impacts des microplastiques dans l’estuaire de la Seine
  • Projet dans le cadre du GIP Seine Aval / CPIER Val-de-Seine. Projet co-porté avec Johnny Gasperi (LEE) et Jérôme Cachot (EPOC).
  • Collaboration : Laboratoire Eau, Environnement (LEE), Ifremer Brest, La Rochelle et Port-en-Bessin, EPOC, UCO, Université de Lille.
  • Rapport de recherche
• 2017 - 2020 Dyna-Plast - Dynamique des fibres plastiques souples dans l’environnement (atmosphère, milieu aquatique)
  • Projet exploratoire de l’I-SITE FUTURE
  • Collaboration : École des Ponts ParisTech (LHSV, CEREA), ESIEE (ESYCOM)
• 2015 - 2019 Micro-Plast – Microplastiques sur le bassin versant de la Seine.
  • Phase 7 du programme PIREN-Seine et OPUR
  • Collaborations : Unité Physicochimie et Ecotoxicologie des Sols d’Agrosystèmes Contaminés (INRA), UMR Environnement et Grandes Cultures (INRA-AgroParisTech), UMR géographie-cités de l’Université (Paris 1 Panthéon Sorbonne), équipe Systèmes Polymères Complexes (Institut de chimie et des matériaux de Paris-Est).
• 2016 - 2017 MICRO-Impact écotoxicologique des microplastiques dans les eaux de surface : Étude de leur ingestion par le chevesne en Seine
  • Projet financé par l’Université Paris Est et le programme européen PRESTIGE
  • Collaboration : SIAAP, Université de Liège
• 2014 - 2016 PLASTIC-AIR – Contamination de l’environnement intérieur et de l’air extérieur par les microplastiques
  • Projet interdisciplinaire pôle Santé et Société de l’Université Paris Est.
  • Collaboration : Direction Santé – confort du centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), équipe Systèmes Polymères Complexes (Institut de chimie et des matériaux de Paris-Est)
• 2012 - 2015 Microplastiques dans les bassins versants anthropisés  : focus sur les zones urbaines et cas de l’Ile-de-France
  • Phase 4 du programme OPUR.
  • Collaboration : SIAAP, équipe Systèmes Polymères Complexes (Institut de chimie et des matériaux de Paris-Est).

4. Collaborations internationales

Depuis quatre ans, de nombreuses collaborations internationales (Vietnam, Allemagne, Angleterre, Pays-Bas et Belgique) sur la thématique des microplastiques ont été initiées. Toutes ces collaborations ont d’ores et déjà débouchées sur la publication d’articles.

• Collaboration avec le CARE (Centre asiatique de recherche sur l’Eau du réseau Rescif) à Ho Chi Minh City (Vietnam).

Un travail collaboratif avec le CARE (Centre asiatique de recherche sur l’Eau du réseau Rescif) à Ho Chi Minh City (Vietnam) sur les débris plastiques (macro- et micro-plastiques) est actuellement en cours. Il a donné lieu à un colloque de restitution en octobre 2017. Différentes campagnes d’échantillonnages ont été menées en 2015 et 2016.

Macro and microplastic contamination assessment of a tropical river (Saigon River, Vietnam) transversed by a developing megacity. L. Lahens, E. Strady, C. Thuy khieu, R. Dris, K. Boukermaa, E. Rinnert, J. Gasperi, B. Tassin. Environmental Pollution, 2018, 236, 661-671.

• Collaboration avec le Center of Ecology and Environmental Research de l’Université de Bayreuth (Allemagne)

Beyond the ocean : Contamination of freshwater ecosystems with (micro-) plastic particles. R. Dris, H. Imhof, W. Sanchez, J. Gasperi, F. Galgani, B. Tassin, C. Laforsch. Enviromental chemistry, 2015, 12, 539-550.

Microplastic Contamination in Freshwater Systems : Methodological Challenges, Occurrence and Sources. R. Dris, H. Imhof, M. Löder, J. Gasperi, C. Laforsch, B. Tassin. In book : Microplastic Contamination in Aquatic Environments, 1st Edition, An Emerging Matter of Environmental Urgency, Elsevier, 2018, 43 p.

• Collaboration avec le Centre for Environment and Health du King’s College à Londres (Angleterre)

Microplastics in air : are we breathing in it ? J. Gasperi, S. Wright, R. Dris, F. Kelly, F. Collard, C. Mandin, M. Guerrouache, V. Langlois, B. Tassin. Current Opinion in Environmental Science and Health, 2018, 1, 1-5.

• Collaboration avec l’Université de Liège (Belgique), dans le cadre du projet Micro-Plast

Occurrence of anthropogenic particles in the freshwater fish Squalius cephalus. F. Collard, J. Gasperi, B. Gilbert, G. Eppe, S. Azimi, V. Rocher, B. Tassin. Science of Total Environnent, 2018, 643, 1257-1264

• Collaboration avec plusieurs pays dont la fondation « The Ocean Clean up » aux Pays-Bas, le CARE au Vietnam, et la « Modelling House Limited » en Nouvelle Zélande

A Methodology to Characterize Riverine Macroplastic Emission into the Ocean. T. van Emmerik, C. Kieu-Le, M. Loozen, K. van Oeveren, E. Strady, X-T. Bui, M. Egger, J. Gasperi, L. Lebreton, P-D. Nguyen, A. Schwarz, B. Slat, B. Tassin. Frontiers, 2018, doi : 10.3389/fmars.2018.00372.

Une reconnaissance nationale et internationale

Au plan scientifique

• 16 publications internationales (> 880 citations)
• 4 chapitres d’ouvrages internationaux
• 1 thèse soutenue (R. Dris), 5 thèses en cours (R. Treilles, N. Bouzid, M. Beaurepaire, C. Stratmann et Trang Nguyen)
• 3 post-doctorats terminés (F. Collard, R. Tramoy, R. Dris) et 1 post-doctorant en cours (R. Tramoy)
• 1 ingénieur d’étude (J.S. Barbier)

Exemples de publications du Leesu sur les débris plastiques

Collaborations internationales

• Royaume-Uni, Allemagne, Vietnam, Belgique, Pays-Bas
• Construction d’un réseau européen en cours (type action Cost)
• International Training Network - Limno-Plast - Microplastics in Europe’s freshwater ecosystems : from sources to solutions (18 partenaires)

Expertise et collaborations nationales

• Groupe français de normalisation sur les microplastiques
• GDR CNRS sur les microplastiques : rencontres nationales du GDR du 24 au 26 juin 2019

Rayonnement et valorisation dans les médias

• Conférences à la Cité des Sciences et aux Universités du Temps Libre
• Nombreuses interventions dans journaux, radios et télévision

Rayonnement des recherches du Leesu sur les débris plastiques

• • The Guardian : "Plastic fibres found in tap water around the world, study reveals" - 6 september 2017
  • Public Broadcasting Service : "This New York river dumps millions of fabric microfibers into the ocean daily" - 29 August 2017
  • Johnny Gasperi à France Culture : De cause à effets, le magazine de l’environnement - 11 septembre 2016
  • Microplastiques : une guerre sur tous les fronts - Martine Bolard, journaliste scientifique, interroge Johnny Gasperi - 21 juin 2016

Que retenir ?

• Premières études mondiales sur les microplastiques dans l’atmosphère,
• Premières études mondiales sur les microplastiques en milieu urbain,
• Parmi les premières études européennes et nationales sur les eaux de surface.