Effets des microplastiques sur la nanofiltration immergée pour le traitement avancé de l'eau potable

Pourquoi les minuscules plastiques dans l'eau vous concernent

Des polluants invisibles se retrouvent de plus en plus dans l'eau que nous buvons. Parmi eux figurent les microplastiques — des fragments plus petits qu'un grain de poivre — qui peuvent transporter d'autres contaminants et présenter des risques pour la santé. Parallèlement, les gestionnaires d'eau explorent de nouvelles technologies de filtration pour fournir une eau du robinet plus propre. Cette étude examine comment un de ces filtres avancés, une membrane de nanofiltration immergée, gère à la fois la matière organique naturelle et des microplastiques ajoutés dans une eau de réservoir réelle, et ce que cela implique pour la qualité et la sécurité de l'eau potable.

Zoom sur un nouveau type de filtre

Les traitements traditionnels de l'eau potable — coagulation, décantation, filtres à sable et chloration — fonctionnent bien dans de nombreux cas, mais laissent souvent une partie de la matière organique naturelle en suspension. Quand le chlore réagit avec ces composés résiduels, il peut former des sous-produits indésirables tels que les trihalométhanes, liés à des problèmes de santé. La nanofiltration, un procédé membranaire à pression et à pores extrêmement fins, est étudiée comme complément ou alternative parce qu'elle peut éliminer une grande partie de cette matière organique. Dans cette recherche, des ingénieurs ont testé une membrane commerciale de nanofiltration (nommée NF270) immergée directement dans l'eau d'un réservoir universitaire en Thaïlande, pour mesurer son efficacité à retirer la matière organique dissoute et comment ses performances évoluaient en présence de microplastiques.

Simuler la pollution microplastique réelle

Pour reproduire des eaux de surface contaminées, l'équipe a ajouté des particules de polyéthylène téréphtalate (PET) — semblables à celles des bouteilles plastiques courantes — dans l'eau du réservoir à des niveaux croissants sur quatre cycles de filtration : aucun, puis concentrations faibles, moyennes et très élevées de microplastiques. Chaque cycle a duré quatre jours. La membrane immergée a été exploitée à une pression relativement basse, et les chercheurs ont mesuré le débit traversant, l'élimination du carbone organique dissous et des composés organiques absorbant la lumière, ainsi que la rétention des sels et des solides dissous. Ils ont aussi examiné la surface de la membrane au microscope électronique pour observer l'accumulation de microplastiques et de matière organique au fil du temps.

Ce qui se passe à la surface de la membrane

Malgré l'augmentation de la charge en microplastiques, le débit d'eau à travers la membrane est resté relativement stable, avec seulement de faibles variations de flux et de pression. Cela suggère que, dans les conditions testées, les microplastiques n'ont pas rapidement colmaté le système. Ils ont plutôt formé une « couche de gâteau » lâche à la surface de la membrane, mêlée à la matière organique naturelle, aux sédiments, aux bactéries et aux algues. Cette couche a joué le rôle d'un préfiltre supplémentaire, retenant des substances plus grosses de type polysaccharides et la plupart des microplastiques eux-mêmes. Cependant, cette même accumulation a modifié le comportement des molécules organiques plus petites et plus mobiles près de la surface : leur concentration juste à la membrane a augmenté, facilitant le passage de certaines d'entre elles à travers les pores.

Une eau plus propre, mais des risques chimiques changeants

Globalement, la membrane immergée a éliminé la matière organique dissoute de façon très efficace, réduisant les composés absorbant les ultraviolets d'environ 90 à 98 % et le carbone organique dissous d'environ 87 % dans toutes les conditions de test. Les sels et les solides dissous totaux ont également été réduits d'environ la moitié, maintenant l'eau traitée bien dans les limites recommandées par l'Organisation mondiale de la santé. Pourtant, à mesure que les niveaux de microplastiques augmentaient, l'élimination de certains composants organiques a légèrement diminué, et le mélange organique résiduel dans l'eau traitée est devenu plus « réactif » vis‑à‑vis du chlore. Lorsque les chercheurs ont simulé la désinfection, le potentiel de formation de trihalométhanes par unité de carbone résiduel a en fait augmenté après filtration, en particulier en présence de microplastiques, même si la quantité totale de matière organique était bien moindre.

Ce que cela signifie pour les futurs systèmes d'eau potable

Pour le grand public, le message principal est rassurant mais nuancé : ce type de nanofiltration immergée peut éliminer de manière fiable la majorité de la matière organique naturelle, des sels et des microplastiques d'une eau de réservoir, même en cas de forte contamination par les microplastiques, sans colmatage sévère. En revanche, les quelques molécules organiques qui passent peuvent encore réagir avec le chlore pour former des sous-produits de désinfection, et les microplastiques peuvent légèrement aggraver cette tendance en modifiant ce qui atteint la membrane et ce qui reste dans le perméat. L'étude suggère qu'associer la nanofiltration à un contrôle soigné de la chloration — et, à long terme, à un meilleur nettoyage des membranes — pourrait constituer une stratégie puissante pour protéger l'eau potable dans un monde où la pollution par les microplastiques risque de s'accentuer.

Citation: Kaewjan, T., Sittisom, P., Fujioka, T. et al. Effects of microplastic on submerged nanofiltration for advanced drinking water treatment. Sci Rep 16, 5198 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35398-5

Mots-clés: microplastiques, traitement de l'eau potable, nanofiltration, encrassement des membranes, produits de désinfection