Les PFAS (Substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées) sont certainement l’un des plus grands paradoxes de l’industrie chimique moderne. Ces substances, développées dans les années 1950, se retrouvent aujourd’hui dans une multitude d’objets quotidiens : poêles antiadhésives, emballages alimentaires, textiles imperméables, mousses anti-incendie ou cosmétiques. Leur particularité ? Une structure moléculaire d’une solidité sans égale, reposant sur la liaison carbone-fluor, considérée comme la plus forte de la chimie organique.
Cette même caractéristique, qui a fait leur succès industriel, les a transformés en véritables fléaux environnementaux : ils résistent à toute dégradation naturelle, s’accumulent dans les sols, les eaux et les organismes vivants. Pourtant, une équipe de chercheurs vient de découvrir une alliée qui pourrait nous aider à les combattre : une bactérie, baptisée Labrys portucalensis F11. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans l’édition du mois de janvier de la revue Science of The Total Environment.
Une bactérie aux superpouvoirs contre les PFAS
La souche de cette bactérie a été trouvée dans les sols contaminés d’un site industriel portugais et elle est un vrai chef-d’œuvre de la nature. Les chercheurs l’ont mise à rude épreuve ; dans des conditions expérimentales bien sûr ; en l’exposant à une concentration de 10 000 µg/L de PFAS pendant 100 jours. Pour mieux comprendre cette échelle, cette concentration équivaut à 10 000 fois la limite autorisée de 0,10 µg/L pour 20 PFAS combinés dans l’eau destinée à la consommation humaine.
Malgré ces conditions extrêmes, Labrys portucalensis F11 a réussi à dégrader plus de 90 % du PFOS (Perfluorooctane Sulfonate, un type spécifique de PFAS) présent dans la solution. Elle a également réussi à s’attaquer à d’autres substances en décomposant 58 % de l’acide carboxylique 5:3 fluorotélomère et 21 % du sulfonate 6:2 fluorotélomère, deux autres variantes très toxiques des PFAS.
Quel est le secret de Labrys portucalensis F11 ?
Cette bactérie fait donc preuve d’une capacité de dégradation enzymatique absolument redoutable. Diana Aga, professeure et directrice de l’Institut RENEW à l’Université de Buffalo, nous détaille son mécanisme principal : « La liaison entre les atomes de carbone et de fluor dans les PFAS présente une solidité exceptionnelle, rendant ces molécules indigestes pour la plupart des microorganismes. La souche F11 a développé la capacité de détacher le fluor pour se nourrir du carbone ».
Cette transformation a été confirmée par la présence d’ions fluorure dans les échantillons analysés, ce qui suggère que l’appétit de la souche F11 pour les PFAS est ; à la lumière de nos connaissances actuelles ; unique. Là où d’autres bactéries échouent à dégrader ces composés, se heurtant à une forme de mur moléculaire infranchissable, celle-ci est capable de le démanteler grâce à son arsenal biochimique.
Un atout qu’elle a développé, forcée par l’environnement hostile dans lequel elle vivait. Les sous-sols contaminés l’ont progressivement transformé, et elle a muté pour transformer ce qui était un poison en source de nourriture. En utilisant le carbone des PFAS comme source d’énergie, elle ne fait pas que survivre – elle parvient à prospérer alors que d’autres microorganismes succomberaient immédiatement.
Comment l’utiliser pour la dépollution ?
Les chercheurs envisagent d’utiliser cette bactérie dans les stations d’épuration ou directement dans les sols contaminés, une technique appelée bioaugmentation. Une fois introduite dans l’environnement contaminé, Labrys portucalensis F11 pourrait utiliser ses enzymes pour décomposer les PFAS en substances moins nocives, voire inoffensives. Cela permettrait potentiellement de réduire la concentration de ces polluants et de restaurer la qualité des sols et des eaux.
« Dans les stations d’épuration utilisant des boues activées [NDLR : procédé de traitement des eaux usées où un mélange de microorganismes (bactéries, protozoaires, etc.) est utilisé pour dégrader les polluants organiques], nous pourrions accélérer l’élimination des composés indésirables en ajoutant cette souche spécifique à la population bactérienne existante », explique Aga. Une perspective très intéressante, mais la solution n’est malheureusement pas encore complètement prête d’être déployée.
Son principal point faible ? La lenteur du processus : 100 jours ; période nécessaire à la dégradation ; est une période bien trop longue pour envisager d’intégrer la souche F11 à des systèmes de dépollution. C’est pourquoi l’équipe travaille désormais sur l’optimisation des conditions de croissance de la bactérie. Aga souligne l’aspect sur lequel se concentrent désormais les travaux : « Nous devons fournir aux colonies suffisamment de nourriture pour se développer, mais pas assez pour qu’elles perdent leur disposition à convertir les PFAS en source d’énergie utilisable ».
Il est donc encore beaucoup trop tôt pour affirmer avec certitude que F11 nous sauvera de la pollution omniprésente des PFAS. Toutefois, le simple fait qu’on sache dorénavant qu’elle est capable de les dégrader est déjà une avancée très prometteuse. Ces polluants, qui résistaient à toutes les tentatives d’élimination ; incinération, filtration au charbon actif, osmose inverse, traitements chimiques ; se retrouvent à présent face à un adversaire à la hauteur de leur toxicité.
- Une bactérie découverte dans un sol pollué au Portugal est capable de dégrader des substances chimiques ultra-résistantes : les PFAS.
- Elle réussit à casser les liaisons moléculaires de ces polluants et à les utiliser comme source d’énergie.
- Son potentiel pour la dépollution est prometteur, mais des améliorations sont encore nécessaires avant une application à grande échelle.
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