Water-link et UAntwerpen lancent une chaire ambitieuse

Water-link et l’Université d’Anvers ont uni leurs forces dans une chaire focalisée sur les nouveaux types de pollution. Pour sa recherche, la chaire utilise un appareil unique devant conduire à une analyse ultra précise de l’eau. Les deux parties veulent à terme aboutir à un système anticipatif, capable de détecter rapidement une menace de pollution d’une eau de surface donnée, et si possible de purifier cette dernière. En cas de force majeure exceptionnelle, le système pourrait également avertir les autorités et la population.

L’Université d’Anvers, UAntwerpen, crée une chaire sponsorisée par la compagnie des eaux Water-link opérant dans la région d’Anvers. Jan Cools, coordonnateur de projet auprès de l’Université d’Anvers : « La collaboration structurelle d’un partenaire privé et d’une entreprise, en l’occurrence Water-link, s’appelle chez nous une chaire. La chaire Water-link est surtout orientée vers la recherche. Pour effectuer cette dernière nous y avons affecté une étudiante doctorante : Elena Borregan, qui nous vient d’Espagne. Elle est assistée par un groupe d’experts. Ces derniers exercent leur activité dans différentes disciplines. Certains d’entre eux travaillent à l’UAntwerpen, d’autres chez Water-link, et d’autres encore chez les deux. »

Nouveaux polluants

La chaire se focalise surtout sur les nouvelles formes de pollution, et surtout les micropolluants organiques. Jan Cools : « Il s’agit d’un groupe de polluants persistants, bio-accumulatifs et toxiques, à de faibles concentrations. À ce jour, on compte en Europe 100.000 substances chimiques répertoriées, pouvant constituer des micropolluants dans l’eau. Il s’agit entre autres de plastifiants (industrie des plastiques), de pesticides (agriculture et horticulture), de restes médicamenteux (pilules, antibiotiques, anti-inflammatoires, …), et de cosmétiques. Les méthodes modernes d’épuration, telles que les filtres au charbon actif, la filtration sous UV, l’ozonisation et l’osmose inverse, en éliminent la majeure partie. Mais même après un tel traitement, il se peut qu’une petite fraction de ces micropolluants soit toujours présente dans l’eau. Aujourd’hui, on considère qu’ils ne présentent que peu de risques pour l’homme. La recherche liée à la chaire étudiera toutefois la question en profondeur : elle examinera quels micropolluants sont présents dans les eaux de surface en Flandre et ce qu’il en subsiste après leur épuration en eau potable. »

Quatre domaines d’action

La recherche dans le cadre de la chaire se situe dans quatre domaines : techniques d’analyse chimique, analyse de risques, sociologie et économie environnementale. Jan Cools : « Les techniques d’analyse chimique sont les suivantes. Dans le cadre de la chaire, les partenaires développent une méthode pour analyser chimiquement une eau de surface à la recherche simultanée de nombreuses molécules polluantes. Cette analyse fine, ou ‘criblage’, est une méthode qualitative de détermination des molécules présentes dans l’eau analysée. On utilise pour ce criblage un appareil unique dans lequel sont intégrées deux techniques d’analyse. »

Il y a également l’analyse de risques. « Dès que des micropolluants sont trouvés, il importe d’évaluer leur risque pour l’homme », poursuit le coordonnateur du projet. « Là où c’est possible, un tel risque est évalué sur la base des tests toxicologiques existants. Mais pour la plupart des micropolluants, la recherche reste insuffisante eu égard à la toxicité, et il n’existe pas de normes correspondantes. Afin de permettre aux autorités et aux sociétés des eaux d’évaluer tout de même le risque, la chaire développe une méthode pour, sur la base des règles de connaissances et d’un jugement d’expert, évaluer le risque lié aux micropolluants encore insuffisamment étudiés. »

En ce qui concerne le volet sociologique, Jan Cools précise que « la communication concernant les risques et les incertitudes relatives à la qualité de l’eau potable, est un sujet sensible. D’un côté ont désire ne pas éveiller de panique ni donner une fausse impression. D’un autre côté, on désire quand même informer la population. Nous étudions la meilleure façon de communiquer, et dans quels cas. Nous examinons aussi les possibilités d’une communication par degrés, vers différents groupes cibles. On peut ainsi adresser aux sociétés des eaux et aux autorités, un message différent de celui adressé au grand public. »

Il y a enfin l’économie environnementale, qui représente une petite partie de la recherche. Elle est surtout liée à l’évaluation des coûts liés à la prise de mesures lorsqu’une contamination à risques par des micropolluants est constatée.

Instrumentation unique

L’une des activités dans le cadre de la chaire est donc celle des techniques d’analyse chimique, dans lesquelles un appareil unique est utilisé et où sont intégrées deux techniques d’analyse. En association avec les connaissances spécifiques présentes chez Water-link et à l’université, cette recherche doit aboutir à une analyse ultrafine de l’eau potable. « Cet appareil intègre deux techniques d’analyse : un spectromètre de masse, ou SM, et un chromatographe, ou CG », précise Jan Cools. « Le SM est un spectrographe de masse à haute résolution ‘time of flight’, soit SM-TOF. Le SM-TOF identifie les molécules sur la base de leur durée de séjour ou ‘temps de vol’ nécessaire pour atteindre le détecteur. Le SM-TOF permet d’analyser en une seule fois tout le spectre d’éléments contenus dans un échantillon. C’est un gros avantage par rapport à d’autres spectromètres de masse qui doivent effectuer un grand nombre de mesures à la suite pour arriver à déterminer l’ensemble du spectre de masse. L’utilisation d’un SM haute résolution permet de réduire fortement le nombre de candidats possibles à des éléments inconnus, et augmente aussi la certitude concernant l’identité d’un élément. »

Il y a également des molécules ayant une même durée de séjour dans le SM-TOF et de ce fait ne peuvent être facilement distinguées à l’aide du SM. Jan Cools : C’est pourquoi, dans l’appareil, le SM-TOF est couplé à un chromatographe (CG). Mais nous n’utilisons pas n’importe quel CG. Nous utilisons en effet un CG bidimensionnel : soit un CGxCG. Cette technique d’analyse, combinée au SM-TOF fournit une précision inégalée. Cette précision est nécessaire pour pouvoir mesurer la vaste gamme de micropolluants dans des concentrations extrêmement faibles. Le SM-TOF CGxCG est unique en Flandre pour les analyses d’eau potable, et peut-être même en Europe. »

Cette solution est donc très performante. On y adjoint toutefois un autre appareil dans lequel un chromatographe pour liquide est couplé à un spectromètre de masse haute résolution (CL-SM HR) Cet appareil est très utile pour identifier avec une grande précision les polluants solubles dans l’eau, tels que les médicaments et les métabolites de pesticides.

La connaissance des appareils est à charge de Water-link ; il revient à l’UAntwerpen d’élaborer la méthode d’interprétation des résultats en tant que risques. Le savoir-faire concernant la communication des risques et l’économie environnementale reviennent également à l’UAntwerpen.

Méthode de criblage

L’appareil unique permettra de passer chimiquement au crible l’eau de surface, et ce de manière rapide et qualitative, et simultanément pour les nombreuses molécules potentiellement polluantes contenues. Par ‘qualitative’ Jan Cools entend que l’appareil reconnaît les micropolluants et indique avec quel ordre de grandeur ils surviennent. Mais il ajoute : « La méthodologie ne permet pas de déterminer la concentration précise de chaque micropolluant. Il faut pour cela des analyses chimiques complémentaires, pour lesquelles il est nécessaire d’acheter le produit suspecté, sous une forme pure. Pour les micropolluants connus, le couplage à une banque de données permet une identification immédiate de la molécule chimique observée. Mais un nombre encore indéterminé de micropolluants ne sont pas reconnus par la banque de données. Eh bien, outre la détermination de micropolluants connus dans l’eau de surface, la chaire examinera également quels sont, pour le moment, les micropolluants inconnus. Cette recherche des micropolluants inconnus est la part la plus innovante de la chaire. »

La méthode de criblage, intelligente et rapide, pour déterminer les micropolluants connus et inconnus, que les chercheurs mettront au point grâce à cette chaire, sera appliquée à de l’eau de surface et à de l’eau potable purifiée. Jusqu’à présent, les techniques d’épuration actuelles s’avèrent suffisantes, mais si les analyses montraient que certains micropolluants, encore inconnus à ce jour, étaient insuffisamment éliminés, un module d’épuration supplémentaire pourrait être ajouté ; ce dernier ne ferait alors pas partie de la chaire. On essaiera également d’identifier les sources de pollution.

Et il y a plus. Jan Cools : « Du fait que la méthode de criblage donne des résultats d’analyse beaucoup plus rapidement, cela laisse suffisamment de temps pour prendre des mesures lorsqu’une pollution potentiellement à risques est constatée dans l’eau de surface. Ces mesures peuvent consister, par exemple, à dévier temporairement l’eau arrivant dans l’installation d’épuration. La chaire permettra d’établir les mesures à prendre dans telle ou telle circonstance. »

Pistes

Grâce à cette recherche, l’UAntwerpen et Water-link veulent apporter une réponse à quelques nouvelles circonstances. Jan Cools constate ainsi qu’il y a un nombre croissant de questions posées par les médias, la presse…, et une vigilance accrue de la part du grand public. Ces derniers se demandent, par exemple, s’il y a des perturbateurs endocriniens dans notre eau ? Devenons-nous stériles à cause de la consommation d’eau du robinet ? Cette dernière est-elle bien sûre ? Devenons-nous résistants aux médicaments à cause des restes qui aboutissent, via les égouts, dans les eaux de surface ?

Et en outre, poursuit Jan Cools, un récent changement dans la Directive européenne sur l’eau potable impose une nouvelle méthode de surveillance. La Flandre dispose de deux ans, jusqu’à fin 2017, pour traduire ceci dans la législation flamande. Une version provisoire du Décret modifié est à présent discutée par les autorités, les compagnies des eaux et le parlement. Il s’agit plus précisément de la chose suivante. La surveillance actuelle d’un certain nombre de paramètres, selon l’actuel décret sur l’eau potable, est remplacée dans la législation modifiée, par un nouveau concept : celui de ‘surveillance basée sur les risques’. Selon ce concept, la compagnie des eaux doit, conjointement avec les autorités, maîtriser tous les risques. Pour pouvoir maîtriser convenablement ces derniers, ils doivent tout d’abord être cartographiés. Et c’est l’objectif de la chaire.

La coopération entre UAntwerpen et Water-link est prévue pour durer trois ans. Ensuite, les deux parties décideront de poursuivre ou non la chaire.

Par Koen Vandepopuliere

www.water-link.be

www.uantwerpen.be

« Nous disposons d’un appareil fournissant une précision inégalée. Il est unique en Flandre pour les analyses d’eau potable, et peut-être même en Europe. »

« Du fait que la méthode de criblage donne des résultats d’analyse beaucoup plus rapidement, cela laisse suffisamment de temps pour prendre des mesures lorsqu’une pollution potentiellement à risques est constatée dans l’eau de surface. »