Les rivières jouent un rôle clé dans le transport du plastique dans l’environnement. « Dès que le plastique pénètre dans une rivière, il est transporté rapidement et peut se répandre dans l’environnement », explique le Dr Daniel Valero de l’Institut de gestion de l’eau et des bassins fluviaux du KIT et auteur principal d’une nouvelle étude sur le transport du plastique. « Mais, selon sa taille et son matériau, le plastique peut se comporter très différemment dans le processus. Il peut couler, être suspendu dans l’eau, rester à flot ou être arrêté par des obstacles. » Cependant, les méthodes actuelles d’estimation de la pollution plastique dans les rivières reposent principalement sur des observations de surface. « C’est le seul moyen de surveiller efficacement les grandes rivières depuis les ponts. Cependant, ce qui se passe sous la surface de l’eau n’a pas été suffisamment vérifié jusqu’à présent », explique Valero.

Les particules de plastique sont transportées très différemment

Avec ses partenaires de recherche, Valero a maintenant étudié le comportement de plus de 3 000 particules dans la gamme de taille allant de 30 millimètres à des objets plus gros tels que des gobelets en plastique dans les eaux courantes. Dans les modèles de laboratoire, chaque particule individuelle a été suivie en 3D avec une précision millimétrique à l’aide d’un système multi-caméras, dans lequel toute la colonne d’eau – de la surface de l’eau au fond – a été enregistrée. Grâce à cette expérience, les chercheurs ont pu prouver statistiquement que les particules de plastique se comportent très différemment selon leur emplacement précis dans une rivière. Le plastique qui est transporté sous la surface de l’eau se comporte comme prévu par les modèles courants pour les écoulements turbulents. « Les particules sont dispersées comme de la poussière dans le vent », explique Valero. Dès que le plastique émerge à la surface de l’eau, la situation change radicalement : « Au contact de la surface de l’eau, les particules sont capturées par la tension superficielle comme des mouches dans une toile d’araignée. Elles ne peuvent alors plus s’en échapper facilement. Cet effet adhésif est tout aussi pertinent pour le transport de surface dans les rivières que la flottabilité spécifique d’une particule de plastique.

De meilleurs modèles pour la surveillance visuelle

D’une part, les résultats de l’expérience montrent qu’il ne suffit pas de considérer uniquement le plastique flottant en surface pour estimer la quantité de plastique dans les rivières. « Le biais est important. Si le caractère turbulent du transport des particules de plastique sous la surface de l’eau n’est pas pris en compte, alors la quantité de déchets plastiques dans les rivières peut être sous-estimée jusqu’à 90% », explique Daniel Valero. D’autre part, les résultats confirment que les connaissances existantes sur le comportement des particules dans les écoulements turbulents sont pertinentes pour le transport du plastique dans les rivières et qu’elles peuvent aider à estimer la quantité totale de manière plus réaliste. Pour cela, les chercheurs ont quantifié le rapport entre les concentrations de particules de plastique à la surface de l’eau et à plus grande profondeur avec différentes conditions de transport. Sur cette base, la surveillance peut encore être effectuée par observation visuelle de la surface de l’eau et la quantité effectivement transportée peut être calculée de manière relativement précise. De plus, les résultats peuvent aider de manière très pratique, notamment dans le développement de nouvelles approches pour l’élimination du plastique : « Si vous pouvez estimer où se trouve le plus de plastique, alors vous savez également où un nettoyage est le plus efficace », déclare Valéro. (mhe)

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Institut de technologie de Karlsruhe (KIT). Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.