Une technique développée par l’EPFL a révélé que les minuscules microplastiques présents dans le lac Léman et les cours d’eau environnants sont beaucoup plus abondants qu’on ne le pensait.

Les microplastiques, particules de plastique de moins de cinq millimètres sont trouvés désormais partout, des océans et des rivières aux sols et à l’air intérieur. Comme la plupart des plastiques se dégradent très lentement, ces particules peuvent rester dans l’environnement pendant des décennies, voire des siècles.

Les microplastiques les plus gros peuvent être détectés et classés relativement facilement mais les estimations suggèrent que les microplastiques de plus de 100 microns ne représentent qu’environ 3% des particules plastiques dans l’environnement. Caractériser les particules de moins de 20 microns reste un défi majeur. «Nous devons pouvoir détecter bien en dessous de 100 microns. Sinon, nous ne voyons que la partie émergée de l’iceberg», explique Christel Hassler, ancienne coordinatrice scientifique à l’EPFL.

Pour améliorer la détection des microparticules une équipe dirigée par Christel Hassler et Florian Breider, directeur du Laboratoire central environnement de l’EPFL, a développé une nouvelle technique basée sur l’Intelligence Artificielle capable d’identifier et de classer six types de particules polymères de très longues molécules constituées de nombreuses petites unités répétitives liées entre elles, aussi petites que cinq micromètres.

L’abondance des microplastiques augmente de manière exponentielle lorsque la taille diminue, les résultats ont été utilisés pour estimer les niveaux de pollution pour les microplastiques compris entre 1 et 100 micromètres. La méthode est publiée dans Nature Partner Journals Clean Water.

En utilisant des échantillons d’eau du lac Léman et des rivières environnantes, les scientifiques ont découvert que les concentrations de microplastiques  entre 1 et 100 micromètres ont peut-être été sous-estimées de plus de 650 fois.

Un risque à la limite

Des évaluations réalisées par l’EMPA montrent que, parmi les 38 échantillons analysés, environ six dépassent les seuils éco-toxicologiques utilisés pour évaluer les risques environnementaux. Pour Christel Hassler ces résultats sont un avertissement: «Nous ne sommes pas dans une situation alarmante, mais nous pourrions être à la limite où nous devrions nous inquiéter. »

De tels niveaux de concentration représentent-ils un risque pour la population et les écosystèmes. Les effets des microplastiques de petite taille ont été largement étudiés en laboratoire, mais comprendre leur impact dans les écosystèmes naturels nécessite des mesures des concentrations environnementales. «Toute la chaîne alimentaire peut être exposée aux microplastiques. Dans certains cas, il ne s’agit pas seulement de l’accumulation des plastiques, mais aussi d’autres substances, telles que les additifs transportés par ceux-ci», souligne Florian Breider.

Selon des études précédentes plus de 15 000 produits chimiques sont utilisés dans la fabrication des plastiques. En Suisse, certaines de ces substances sont interdites, comme certains additifs utilisés pour donner un type de texture aux plastiques. Le tableau devient plus complexe, car les microplastiques interagissent avec de nombreux autres polluants déjà présents dans les environnements aquatiques. «C’est le cocktail de substances qui est problématique. Étudier sa toxicité est extrêmement complexe, et encore plus son impact sur l’ensemble de l’écosystème», ajoute Florian Breider.

Classification assistée par IA

Pour cette nouvelle méthodologie des outils d’IA aident à identifier et classer des types de polymères de petite taille. Les scientifiques ont utilisé deux algorithmes différents. Le premier a aidé à identifier et séparer les microplastiques du matériel biologique présent des échantillons d’eau. La détection achevée, un second algorithme classe les échantillons en six catégories permettant de les caractériser avec un niveau de précision supérieur aux techniques précédentes.

Cette méthode nouvelle et évolutive améliore les méthodes existantes et permettra aux chercheurs de détecter des particules encore plus petites et de nouveaux types de polymères.

De plus en plus petits

Pour Florian Breider, «il nous faut développer de nouvelles méthodes pour avoir une vue complète du problème complexe des microplastiques». Les scientifiques entendent suivre l’évolution des concentrations de microplastiques dans le bassin versant du lac Léman au fil du temps et déterminer si les niveaux de pollution augmentent. Parallèlement, ils s’attendent à pouvoir classer d’autres types de polymères et à augmenter la sensibilité pour détecter les microplastiques à l’échelle nanométrique. Pour Christel Hassler, aucune technique unique ne couvrira probablement toute la gamme de tailles des microplastiques ni ne capturera la complexité du problème.

Références : Hassler, C.S., Peixoto, R., Breider, F. et al. Revisiting microplastic pollution: A novel method for detecting small-sized microplastics in natural waters. npj Clean Water 9, 62 (2026). https://doi.org/10.1038/s41545-026-00612-4