Que sont les PFAS, les substances per- et polyfluoroalkylées ?
Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) sont un groupe de substances chimiques fabriquées par l’homme qui sont utilisées dans une grande variété d’applications en raison de leurs propriétés hydrofuges, anti-graisse et anti-salissures.
Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) sont un groupe composé de plus de 10.000 molécules identifiées et répertoriées. Ce groupe est divisé en deux catégories :
- Non-polymères ;
- Polymères.
Mode de fonctionnement des PFAS dans les mousses d’extinction
Les substances perfluoroalkylées sont composées d’une partie hydrophobe fluorée dont la longueur peut varier et d’une partie hydrophile dont la fonction peut également varier.
La liaison C-F est très forte, ce qui rend les PFAS très résistantes à la dégradation même dans des conditions de laboratoire extrêmes (par exemple, à très haute température).
Les deux propriétés, hydrophile et hydrophobe, confèrent aux PFAS le rôle de surfactants ou de tensio-actifs, et le fluor va jouer un rôle majeur dans la diminution de la tension superficielle de l’eau et ainsi permettre la formation d’un film aqueux en présence d’hydrocarbures. En fonction de la concentration, ce film est mécaniquement et thermiquement résistant pour éviter l’apport d’oxygène à la nappe d’hydrocarbure en feu, en créant une barrière thermique et en empêchant l’évaporation, avec pour effet d’entraîner l’inhibition de la combustion de l’hydrocarbure.
PFAS terminaux (PFAAS) et « précurseurs »
La dégradation de certaines substances polyfluoroalkylées (PFAS) génère des « PFAS terminaux », notamment les acides perfluoroalkylés (PFAAs), aussi appelés « produits de dégradation terminaux », ou encore « produits chimiques éternels » lorsqu’aucun autre produit de dégradation ne se forme ensuite, et qu’ils resteront ainsi indéfiniment dans cet état dans l’environnement.
Les PFAS qui se dégradent pour créer des « PFAS terminaux » sont appelées « précurseurs » ou « substances apparentées » dans les textes des directives européennes.
Distinction entre PFOS et PFOA
Parmi ces « précurseurs » se retrouvent notamment 2 sous-familles très utilisées pour les mousses extinctrices :
- le PFOA (acide perfluorooctanoïque) ;
- le PFOS (acide perfluorooctanesulfonique).
Ces PFOS et PFOA sont considérées comme molécules à longue chaîne et contiennent 8 atomes de carbone.
Ces molécules sont classées par le règlement REACH comme faisant partie des « Polluants Organiques Persistants » (POP). Ce sont des substances organiques qui persistent dans l’environnement, s’accumulent dans les organismes vivants et constituent un risque pour la santé humaine et pour l’environnement.
La très grande variété de leur utilisation en fait deux substances très dangereuses et polluantes en matière de tensio-actifs fluorés.
Elles peuvent être transportées par l’air, par l’eau ou par des espèces migratrices atteignant ainsi des régions dans lesquelles elles n’ont jamais été produites ni utilisées. Ce sont donc des polluants à très longue portée !
Certaines PFAS se lient aux protéines du sérum sanguin et peuvent rester dans le corps humain pendant des années. Actuellement, on retrouve les PFAS, et majoritairement le PFOS et PFOA, dans le sang d’une grande partie de la population mondiale.
Les scientifiques ont établi un lien entre la substance la plus tristement célèbre de la famille à ce jour, le PFOA, et de nombreux problèmes de santé, notamment le cancer du rein et des testicules, un taux de cholestérol élevé, la baisse de la fertilité, un faible poids à la naissance, des problèmes de thyroïde et une diminution de la réponse immunitaire aux vaccins chez les enfants.
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Alternatives aux PFOS et PFOA
Les mousses fluorées alternatives : la piste des chaînes courtes … ou des chaines longues :
Afin de remédier à ce problème de dégradation en « PFAS terminaux », les fabricants se sont mis à développer des substituts de PFAS à chaîne courte à 4 et 6 atomes de carbone, ou à chaîne longue (9 à 20 atomes de carbone) qui ne devraient pas se dégrader en PFAAS à longue chaîne (8 atomes), et donc ne plus figurer dans la liste des « précurseurs ».
Actuellement, ces alternatives engendrent encore lors de leur dégradation des substances qui sont souvent classées par l’ECHA comme extrêmement préoccupantes (SVHC : Substance of Very High Concern).
Les mousses à base de fluorures d’alkyle, par exemple les fluorures d’alkyle alcoolisés (AFFF) sans C6 semblent ici les plus prometteuses.
Les mousses sans fluor
Les mousses sans fluor, telles que les mousses à base de protéines, les mousses à base d’agents tensioactifs sans fluor, les mousses à base de sel d’ammonium quaternaire (SAQ), sont quelques exemples des alternatives potentielles aux mousses contenant des PFOS et des PFOA. Ces mousses ont une performance d'extinction d'incendie légèrement inférieure à celle des mousses fluorées, mais peuvent être utilisées dans de nombreuses applications.
Ces alternatives sont déjà mises en œuvre dans certains cas et sont en cours d'évaluation pour leur efficacité dans les situations d'incendie d'hydrocarbures de grande ampleur.
Directives européennes et PFAS
En Europe, les PFOS ont été interdits en 2008 dans le cadre de la réglementation REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of CHemicals). Les PFOA ont également été ajoutés à la liste des substances extrêmement préoccupantes (SVHC) en 2013 et ont été soumis à des restrictions strictes dans le cadre de REACH.
En 2020, l'Union européenne a interdit la fabrication, la mise sur le marché et l'utilisation des PFOA, de certains de leurs dérivés et de certains produits les contenant. Des exemptions ont cependant été prévues pour certaines applications, telles que les mousses d'extinction d'incendie pour les aéroports. Ces exemptions disparaissent progressivement.
Il est important de noter que les États membres de l'Union européenne peuvent adopter des mesures plus strictes que celles énoncées dans la réglementation de l'UE, et certains pays ont déjà mis en place des réglementations plus strictes pour limiter ou interdire l'utilisation de PFOS et PFOA. La Belgique se conforme actuellement au programme de retrait européen.
Directives européennes en vigueur
- Règlement (CE) Nº 850/2004 du Parlement européen et du Conseil du 29 avril 2004 concernant les polluants organiques persistants et modifiant la directive 79/117/CEE ;
- Règlement (UE) 2019/1021 du Parlement européen et du Conseil du 20 juin 2019 concernant les polluants organiques persistants (refonte) ;
- Règlement délégué (UE) 2020/784 de la Commission du 8 avril 2020 modifiant l’annexe I du règlement (UE) 2019/1021 du Parlement européen et du Conseil aux fins d’y inscrire l’acide perfluorooctanoïque (PFOA), ses sels et les composés apparentés au PFOA ;
- Règlement (UE) 2021/1297 de la Commission du 4 août 2021 modifiant l’annexe XVII du règlement (CE) no 1907/2006 du Parlement européen et du Conseil en ce qui concerne les acides perfluorocarboxyliques d’une longueur de chaîne comprise entre 9 et 14 atomes de carbone (PFCA en C9-C14), leurs sels et les substances apparentées aux PFCA en C9-C14.
Conclusion
L’obligation de solutions alternatives aux PFAS pour les mousses d’extinction est maintenant bien présente. Aucune perspective ne tend vers une et une seule solution tout aussi performante. À l’avenir, il faudra tenir compte que chaque type de mousse présente des avantages et des inconvénients en termes de coût, d'efficacité et de sécurité environnementale, et que le choix d'une mousse dépendra des exigences spécifiques de chaque situation.
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