De nombreux tensioactifs de synthèse chimique nuisent à l'environnement en raison de leur faible biodégradabilité, de leur toxicité et de leur tendance à s'accumuler dans les écosystèmes. À l'inverse, les tensioactifs biologiques, caractérisés par une biodégradabilité facile et leur non-toxicité pour les écosystèmes, sont mieux adaptés à la lutte contre la pollution en génie de l'environnement. Par exemple, ils peuvent servir de collecteurs par flottation dans les procédés de traitement des eaux usées, en adsorbant les ions de métaux lourds sur les particules colloïdales chargées, ou être utilisés pour dépolluer des sites contaminés par des composés organiques et des métaux lourds.
1. Applications dans les procédés de traitement des eaux usées
Lors du traitement biologique des eaux usées, les ions de métaux lourds inhibent ou empoisonnent souvent les communautés microbiennes des boues activées. Un prétraitement est donc essentiel pour le traitement biologique des eaux usées contenant des ions de métaux lourds. Actuellement, la précipitation par les hydroxydes est couramment utilisée pour éliminer ces ions, mais son efficacité est limitée par la solubilité des hydroxydes, ce qui engendre des résultats pratiques sous-optimaux. Les méthodes de flottation, quant à elles, sont souvent limitées par l'utilisation de collecteurs de flottation (par exemple, le dodécylsulfate de sodium, un tensioactif de synthèse) difficiles à dégrader lors des étapes de traitement ultérieures, ce qui conduit à une pollution secondaire. Il est donc nécessaire de développer des alternatives à la fois facilement biodégradables et non toxiques pour l'environnement ; les tensioactifs biologiques présentent précisément ces avantages.
2. Applications en bioremédiation
L'utilisation de micro-organismes pour catalyser la dégradation des polluants organiques et ainsi dépolluer les milieux contaminés présente un potentiel considérable pour la bioremédiation in situ des sites pollués. En effet, leur utilisation directe à partir des bouillons de fermentation permet de s'affranchir des coûts liés à la séparation, à l'extraction et à la purification des tensioactifs.
2.1 Amélioration de la dégradation des alcanes
Les alcanes sont les principaux constituants du pétrole. Lors de l'exploration, de l'extraction, du transport, du traitement et du stockage du pétrole, des rejets inévitables contaminent les sols et les eaux souterraines. Pour accélérer la dégradation des alcanes, l'ajout de tensioactifs biologiques permet d'accroître l'hydrophilie et la biodégradabilité des composés hydrophobes, d'augmenter les populations microbiennes et, par conséquent, d'améliorer le taux de dégradation des alcanes.
2.2 Amélioration de la dégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
Les HAP suscitent une attention croissante en raison de leurs trois effets cancérogènes (cancérogène, tératogène et mutagène). De nombreux pays les ont classés comme polluants prioritaires. Des études ont montré que la dégradation microbienne est la principale voie d'élimination des HAP de l'environnement et que leur dégradabilité diminue avec l'augmentation du nombre de cycles benzéniques : les HAP comportant trois cycles ou moins se dégradent facilement, tandis que ceux comportant quatre cycles ou plus sont plus difficiles à décomposer.
2.3 Élimination des métaux lourds toxiques
Le processus de contamination des sols par les métaux lourds toxiques se caractérise par leur dissimulation, leur stabilité et leur irréversibilité, ce qui fait de la dépollution des sols contaminés un axe de recherche majeur et de longue date dans le milieu universitaire. Les méthodes actuelles d'élimination des métaux lourds des sols comprennent la vitrification, l'immobilisation/stabilisation et le traitement thermique. Si la vitrification est techniquement réalisable, elle implique d'importants travaux d'ingénierie et un coût élevé. Les procédés d'immobilisation étant réversibles, il est nécessaire de surveiller en continu l'efficacité du traitement après application. Le traitement thermique ne convient qu'aux métaux lourds volatils (par exemple, le mercure). De ce fait, les méthodes de traitement biologique à faible coût ont connu un développement rapide. Ces dernières années, les chercheurs ont commencé à utiliser des tensioactifs biologiques écologiquement non toxiques pour dépolluer les sols contaminés par les métaux lourds.
Date de publication : 8 septembre 2025