Des microbes de l’Arctique qui décomposent du plastique
Des chercheurs suisses ont découvert au Groenland, au Svalbard et dans les Alpes des micro-organismes produisant des enzymes de décomposition du plastique qui agissent même à des températures relativement basses. Ceux-ci pourraient contribuer à des avancés importantes dans le recyclage du plastique.
Le problème du plastique est mondial, il augmente chaque année de plusieurs centaines de millions de tonnes. Après avoir stagné au début de la pandémie, la production de plastique a dû, selon PlasticsEurope, atteindre 391 millions de tonnes dans le monde en 2021, soit une augmentation de 16 millions de tonnes par rapport à 2019. Étant donné qu’une partie importante de cette production se retrouve dans l’environnement, on mise désormais davantage sur la prévention et le recyclage, la durabilité plutôt que sur la production de nouveaux produits.
Les méthodes de recyclage mécanique et chimique actuellement en vigueur présentent toutefois divers inconvénients. Dans le cas du recyclage mécanique, les processus de lavage nécessaires entraînent la perte de grandes quantités de microplastiques, qui se retrouvent dans l’environnement avec les eaux usées, comme l’a récemment montré une étude réalisée en Grande-Bretagne. En outre, les polymères plastiques recyclés perdent en qualité et ne peuvent pas être recyclés à volonté. Le recyclage chimique n’est pas non plus durable, car il nécessite des températures élevées et des solvants toxiques.
Il est donc d’autant plus important de poursuivre la recherche de micro-organismes qui produisent des enzymes décomposant les plastiques, en particulier à des températures qui ne nécessitent pas de dépenses énergétiques supplémentaires lors d’une application industrielle.
Une équipe de recherche suisse de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage et de l’EPF de Zurich a réussi pour la première fois à isoler sur des pièces en plastique plusieurs souches de bactéries et espèces de champignons adaptées au froid et produisant les enzymes en question. Les chercheurs ont ciblée les microbes sur des pièces en plastique qu’ils avaient préalablement enterrées au Groenland et dans les sols alpins de Suisse et laissées sur place pendant une période d’un an. Ils ont également analysé des plastiques provenant des plages de l’archipel du Svalbard.
L’équipe a ensuite laissé les souches de bactéries et de champignons isolés se développer en laboratoire à une température de 15°C. Jusqu’à présent, les microbes dégradant le plastique avaient surtout été étudiés dans des environnements où la température atteignait 20°C ou plus. Or, la température moyenne des écosystèmes terrestres est nettement inférieure à cette valeur, d’où l’importance de la découverte des chercheurs.
Les plastiques utilisés dans l’étude sont le polyéthylène (PE) et les plastiques biodégradables polyester-polyuréthane (PUR), deux films commerciaux en polybutylène adipate-téréphtalate (PBAT) et en acides polylactiques (PLA) provenant respectivement de sacs poubelles compostables et de films de paillage, ainsi que du PBAT et du PLA purs sous forme de granulés industriels.
Sur un total de 34 souches de bactéries et d’espèces de champignons isolées, 14 souches de champignons et trois souches de bactéries étaient capables de digérer les films en PBAT et PLA. La dispersion de PUR, utilisée par exemple pour les impressions sur les T-shirts, a pu être digérée par onze souches de champignons et huit souches de bactéries. En revanche, le polyéthylène, l’un des types de plastique conventionnel les plus utilisés, n’a pu être décomposé par aucune des souches. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue spécialisée Frontiers in Microbiology.
Les chercheurs rapportent également que les deux souches de champignons Thelebolus et Lachnellula du genre Neodevriesia étaient également capables de dégrader le plastique, ce qui n’était pas connu jusqu’à présent. La première provient d’une plage du Svalbard, la seconde des Alpes suisses. Sur les 17 souches microbiennes isolées dans l’Arctique, 12 étaient capables de décomposer le plastique, mais pas dans la même mesure que celles provenant de Suisse.
Le temps nécessaire aux différentes souches de bactéries et de champignons pour digérer les polymères plastiques était toutefois assez long, puisqu’il dépassait 120 jours. La dégradation la plus rapide a été celle des deux films : en 60 jours, leur poids a été réduit de 46 % et 39 % respectivement.
Néanmoins, la découverte des chercheurs est prometteuse. D’une part, les micro-organismes pourraient contribuer à la dégradation du plastique dans la nature. D’autre part, ils pourraient être d’une grande utilité dans le recyclage industriel. La prochaine étape consisterait toutefois à identifier d’abord les enzymes et à les optimiser pour l’application industrielle, selon Beat Frey, chercheur à l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage et co-auteur de l’étude.
La mesure dans laquelle les micro-organismes examinés dans l’étude peuvent décomposer, non seulement les plastiques biodégradables, mais aussi les plastiques conventionnels, devrait également faire l’objet de recherches supplémentaires.
Mais d’ici là, il nous appartient toujours d’endiguer le flot de plastique et de veiller à ce que l’environnement soit le plus possible épargné par les matières plastiques… pas seulement dans l’Arctique et l’Antarctique, mais partout.
Julia Hager, PolarJournal
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