En raison des préoccupations croissantes concernant les SPFA, l’intérêt porté à la recherche de moyens de détruire ces substances chimiques de manière permanente connaît un regain. WSP progresse rapidement dans la mise en œuvre d’une solution commerciale éprouvée pour détruire les SPFA dans les liquides. 

Les chercheurs de WSP réalisent d’impressionnants progrès dans leur quête d’une solution pratique et durable en ce qui concerne les SPFA. 

Les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées, communément appelées SPFA (ou PFAS en anglais), sont largement utilisées depuis plus de sept décennies dans divers produits, comme la mousse extinctrice, les peintures, les produits de beauté, les vêtements d’extérieur qui respirent et les ustensiles de cuisine antiadhésifs. Bien qu’elles aient été initialement adoptées pour cette particularité, qui découle de la robustesse de la liaison carbone-fluor – soit l’une des plus durables dans la nature, ce qui leur a valu le surnom de « polluants éternels » – il existe un corpus croissant de connaissances scientifiques et une préoccupation accrue chez les autorités de réglementation concernant les effets néfastes que les SPFA ont sur l’environnement et tous les organismes vivants, y compris les êtres humains et leur santé. 

Toutefois, Valérie Lévéillé, Ph. D., consultante principale, Traitement des eaux, de WSP au Canada et son équipe, qui est située à Montréal, remettent en question le caractère éternel des SPFA. Cette équipe vise à innover en créant des méthodes pour rompre les molécules des SPFA, de façon à les réduire à des atomes constitutifs moins dommageables. 

L’histoire derrière le progrès réalisé en dit long sur les origines des problèmes posés par les SPFA et les solutions potentielles. 

Pourquoi les SPFA sont-elles si problématiques?  

Plusieurs facteurs rendent les répercussions des SPFA particulièrement difficiles à atténuer. 

• Un grand nombre des molécules des SPFA sont tenaces, c’est-à-dire qu’il est difficile de les décomposer au moyen de procédés naturels.

• Les propriétés physiques et chimiques des diverses SPFA, ainsi que leur réaction aux mesures correctives, varient considérablement.

• Comme certaines masses de SPFA ne peuvent pas être mesurées en tant que composés individuels, d’autres analyses sont requises pour déterminer leur quantité et leurs répercussions sur la conception de mesures correctives.

• Le besoin urgent de détruire les SPFA découle de règlements rigoureux aux termes desquels les niveaux tolérés sont très bas, si bien qu’ils sont mesurés en parties par billion.

• De nombreux sites contaminés contiennent de faibles concentrations de SPFA, compliquant ainsi les tentatives de regrouper les molécules aux fins de leur décomposition et des mesures d’atténuation.  

Les SPFA sont essentiellement utilisées en raison de la force de la liaison carbone-fluor, qui permet à certains types de SPFA de résister à des températures élevées. C’est pourquoi les SPFA sont une composante clé de la mousse extinctrice, qui est essentielle pour éteindre les feux particulièrement chauds.  

Cependant, l’utilisation de cette mousse occasionne des problèmes environnementaux. Des résidus de la mousse s’infiltrent souvent dans le sol où celle-ci est utilisée, notamment les centres de formation à la lutte contre les incendies, ainsi que dans les eaux souterraines. Lorsqu’elles atteignent les eaux souterraines, les SPFA peuvent se répandre considérablement et polluer les eaux de surface et les puits d’eau destinée à la consommation humaine.  

L’utilisation de mousse extinctrice dans les aéroports rend la situation encore plus complexe. La réglementation en matière de sécurité exige que les aéroports soient en mesure de lutter contre les incendies et qu’une formation à cet effet soit régulièrement dispensée, ce qui nécessite l’utilisation de la mousse extinctrice. Ainsi, les lieux de formation à la lutte contre les incendies dans des aéroports, des bases militaires ou des services municipaux d’incendie à l’échelle mondiale sont devenus des endroits fortement contaminés par des SPFA. 

L’électro-oxydation s’avère efficace pour détruire les SPFA dans des liquides 

Cette technologie a recours à un type distinctif d’électrodes de diamant dopé au bore. Comme la durée de vie prévue de ces électrodes est de 25 ans, les dépenses initiales peuvent être réparties sur une période opérationnelle prolongée.

L’anode des électrodes de diamant dopé au bore initie le processus d’oxydation, lequel génère des radicaux oxydants et des électrons. Ces composantes occasionnent un processus chimique complexe qui décompose les molécules des SPFA en molécules plus courtes, soit en dioxyde de carbone ou en fluorure. Pendant ce temps, la cathode produit de l’hydrogène gazeux, ce qui facilite la réaction réductive. L’électro-oxydation peut être comparée à une combustion chimique de composés organiques dans l’eau. 

Avantages: 

• Efficacité prouvée – Les clients et les partenaires d’essai ont exprimé leur confiance dans l’efficacité de la solution, et de multiples fournisseurs sont en mesure de fournir les composantes nécessaires. 

• Technologie largement comprise – Le procédé est bien maîtrisé, y compris les résidus attendus. 

• Disponibilité d’électrodes de diamant dopé au bore fiables et abordables – Les électrodes de diamant dopé au bore que WSP a spécifiquement choisi ont fait la preuve de leur longévité et de leur rentabilité. 

• Taux élevé de destruction des SPFA et courte durée de la réhabilitation – Les électrodes de diamant dopé au bore ont démontré un taux élevé de destruction des SPFA, soit de 95 % de la masse totale ou jusqu’à 99 % des composés de SPFA individuels, et ce, sur un laps de 15 à 60 minutes et d’une manière rentable. 

• Extensibilité prouvée – La technologie peut être appliquée à plusieurs contextes, ce qui favorise la construction de systèmes de réhabilitation plus vastes. 

 À propos de l’auteure  

Valerie Leveille, ing.  M. Ing., Ph. D., groupe Traitement des eaux de Montréal, WSP au Canada 

Mme Léveillé travaille à mettre au point et à commercialiser de nouvelles technologies de traitement des eaux depuis plus de 16 ans. Elle a participé à la rédaction de divers brevets, a procédé à l’examen de documents scientifiques produits par des pairs et a donné de nombreuses conférences. Mme Léveillé se concentre maintenant sur la destruction des SPFA dans l’eau au moyen de l’électro-oxydation seule ou combinée à d’autres technologies.