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Le plastique est pratique, bon marché et incroyablement populaire. Chaque année, plus de 350 millions de tonnes sont produites dans le monde. Ces plastiques contiennent une grande variété de produits chimiques susceptibles d'être libérés au cours de leur cycle de vie, notamment des substances qui présentent un risque important pour les personnes et l'environnement. Cependant, seule une petite partie des substances chimiques contenues dans le plastique est connue du public ou a été étudiée de manière approfondie.
Une équipe de chercheur·ses dirigée par Stefanie Hellweg, professeure de conception de systèmes écologiques à l'ETH Zurich, a pour la première fois compilé une base de données complète des monomères plastiques, des additifs et des auxiliaires technologiques utilisés dans la production et la transformation des plastiques sur le marché mondial, et les a systématiquement classés en fonction de leur mode d'utilisation et de leur potentiel de danger.
L'étude, qui vient d'être publiée dans la revue scientifique Environmental Science & Technology, donne un aperçu éclairant mais inquiétant de l'univers des produits chimiques qui sont ajoutés intentionnellement aux plastiques.
Un niveau élevé de diversité chimique
L'équipe a identifié environ 10'500 produits chimiques dans le plastique. Beaucoup sont utilisés dans les emballages (2489), les textiles (2429) et les applications en contact avec les aliments (2 109); certains sont destinés aux jouets (522) et aux dispositifs médicaux, notamment les masques (247).
Sur les 10'500 substances identifiées, les chercheur·ses ont classé 2480 substances (24%) dans la catégorie des substances potentiellement préoccupantes.
«Cela signifie que près d'un quart de toutes les substances chimiques utilisées dans le plastique sont soit très stables, soit s'accumulent dans les organismes, soit sont toxiques. Ces substances sont souvent toxiques pour la vie aquatique, provoquent des cancers ou endommagent des organes spécifiques», explique Helene Wiesinger, doctorante à la Chaire de conception de systèmes écologiques et auteur principal de l'étude. Environ la moitié sont des produits chimiques dont les volumes de production sont élevés dans l'UE ou aux États-Unis.
«Il est particulièrement frappant de constater que de nombreuses substances douteuses sont à peine réglementées ou font l'objet d'une description ambiguë», poursuit Helene Wiesinger. En fait, 53% de toutes les substances potentiellement préoccupantes ne sont pas réglementées aux États-Unis, dans l'Union européenne ou au Japon. Plus surprenant encore, 901 substances dangereuses sont autorisées dans les plastiques en contact avec les aliments dans ces régions. Enfin, des études scientifiques font défaut pour environ 10% des substances potentiellement préoccupantes identifiées.
Monomères plastiques, additifs et auxiliaires technologiques
Les plastiques sont constitués de polymères organiques construits à partir d'unités monomères répétées. Une grande variété d'additifs, tels que des antioxydants, des plastifiants et des ignifugeants, confèrent à la matrice polymère les propriétés souhaitées. Des catalyseurs, des solvants et d'autres produits chimiques sont également utilisés comme auxiliaires technologiques dans la production.
«Jusqu'à présent, la recherche, l'industrie et les régulateurs se sont principalement concentrés sur un nombre limité de produits chimiques dangereux dont on sait qu'ils sont présents dans les plastiques», explique Helene Wiesinger. Aujourd'hui, les emballages plastiques sont considérés comme la principale source de contamination organique des aliments, tandis que les plastifiants à base de phtalates et les retardateurs de flamme bromés sont détectables dans la poussière domestique et l'air intérieur. Des études antérieures ont déjà indiqué que beaucoup plus de produits chimiques plastiques utilisés dans le monde sont potentiellement dangereux.
Néanmoins, les résultats de l'inventaire ont constitué une surprise désagréable pour les chercheur·ses. «Le nombre étonnamment élevé de substances potentiellement préoccupantes est inquiétant», déclare Zhanyun Wang, chercheur principal dans le groupe de Stefanie Hellweg. L'exposition à ces substances peut avoir un impact négatif sur la santé des consommateur·ices et des travailleur·ses et sur les écosystèmes pollués. Les produits chimiques problématiques peuvent également affecter les processus de recyclage ainsi que la sécurité et la qualité des plastiques recyclés.
Zhanyun Wang souligne que d'autres substances chimiques présentes dans les plastiques pourraient être problématiques. «Les données enregistrées sur les dangers sont souvent limitées et éparpillées. Pour 4100 substances, soit 39% de l'ensemble des substances que nous avons identifiées, nous n'avons pas été en mesure de les classer en raison d'un manque de classifications des dangers», explique-t-il.
Un manque de données et de transparence
Les deux chercheur·ses ont identifié le manque de transparence des produits chimiques dans les plastiques et la dispersion des silos de données comme un problème majeur. En plus de deux ans et demi de travail de détective, il·les ont passé au peigne fin plus de 190 sources de données accessibles au public provenant de la recherche, de l'industrie et des autorités et ont identifié 60 sources contenant des informations suffisantes sur les substances ajoutées intentionnellement dans les plastiques. «Nous avons trouvé de multiples lacunes critiques en matière de connaissances et de données, en particulier pour les substances et leurs utilisations réelles. En fin de compte, cela empêche les consommateur·ices de choisir des produits en plastique sûrs», affirment-ils.
Helene Wiesinger et Zhanyun Wang poursuivent l'objectif d'une économie plastique circulaire durable. Il·les estiment qu'il est impératif de mettre en place une gestion mondiale efficace des produits chimiques; un tel système devrait être transparent et indépendant, et superviser l'ensemble des substances dangereuses. Les deux chercheur·ses affirment qu'un accès ouvert et facile à des informations fiables est crucial.