Le danger environnemental croissant des pneus en caoutchouc

Aussi omniprésents que soient les pneus en caoutchouc en raison des nombreux avantages pratiques qu’ils offrent aux voitures, camions et autres moyens de transport, ils ont une durée de vie limitée. Au fil du temps, la partie du pneu qui entre en contact avec la surface de la route s’use, jusqu’à ce qu’un remplacement du pneu soit nécessaire. Sans surprise, le matériau qui s’use ne disparaît pas comme par magie, mais se retrouve dans l’environnement.

En raison des matériaux utilisés pour créer les pneus, ce matériau usé est considéré comme un microplastique, qui est un polluant environnemental connu. De plus, plus récemment, il a été découvert qu’un additif couramment présent dans les pneus, appelé 6PPD, est hautement toxique pour certaines espèces de poissons et d’autres espèces marines.

Il y a aussi des indications que ces petits morceaux de pneus usés contribuent aux particules PM2,5. Cette taille de particules est suffisamment fine pour pénétrer profondément dans les poumons des humains et d’autres animaux, où elles peuvent causer des problèmes de santé et exacerber la MPOC et des conditions similaires. Ces découvertes soulèvent de nombreuses questions sur notre utilisation des pneus, ainsi que la question de savoir si les véhicules électriques risquent d’aggraver ce problème.

Beaucoup de poussière

Une question évidente qui vient à l’esprit lorsqu’on est confronté à ce problème est de savoir de quelle quantité de matériel nous parlons. Kole et al. (2017) ont publié une étude qui répond exactement à cette question à l’aide d’un ensemble de statistiques et d’extrapolations éclairées. Leur estimation se situe entre 0,23 et 4,7 kg/an, avec une moyenne mondiale de 0,81 kg/an/habitant. La contribution estimée des pneus aux microplastiques qui finissent dans les océans chaque année serait de 5 à 10 %.

Le plus remarquable à propos de ces chiffres est peut-être que cela signifie que la pollution par les particules (PM2,5) produite par l’usure des pneus est nettement plus élevée que celle produite par les tuyaux d’échappement des véhicules à moteur à combustion interne (ICE). Après des décennies de régulation des gaz d’échappement des moteurs thermiques, il semblerait qu’il soit temps de s’intéresser à d’autres sources de ce type de pollution. D’autant plus que ce type de particules n’est pas de ceux qui disparaîtront lorsque les véhicules passeront des ICE aux batteries et aux moteurs électriques, car ces derniers auront toujours des pneus.

Un éléphant mal situé dans la pièce qui complique encore cette question est que le poids des BEV a tendance à être plus élevé que celui des voitures ICE en raison du poids de la batterie. Cela peut conduire les BEV à user les pneus plus rapidement et à créer ainsi plus de microplastiques. Il reste à voir si cela se révélera être un problème, car des facteurs tels que le style de conduite et l’utilisation du freinage régénératif doivent également être pris en compte.

Considérant que les microplastiques, des particules de < 5 mm de long, se trouvent désormais pratiquement partout sur Terre, y compris dans notre propre sang, cela soulève des questions inconfortables quant à leur nocivité exacte. Cela semble une question valable étant donné que l'une des propriétés de ces plastiques est qu'ils mettent très longtemps à se dégrader. S'ils traînent aussi longtemps, alors ils n'interagissent sûrement pas avec les écosystèmes et l'intérieur de notre corps ou ne nuisent pas à eux ? Comme l'a noté XiaoZhi Lim dans l'article de Nature, il existe des impacts réels et observables des microplastiques dans l'environnement, certains cas évidents étant des microplastiques fibreux interférant avec le zooplancton et la vie marine découverte avec des quantités importantes de microplastiques dans leur tube digestif. Ici, les dommages semblent provenir principalement des microplastiques qui interfèrent avec les activités de base, telles que la recherche de nourriture et la digestion, plutôt que d'être carrément toxiques. Bien qu'à l'heure actuelle, il n'y ait aucune preuve pour étayer la théorie selon laquelle les micro- et nanoplastiques sont activement nocifs pour la santé humaine au-delà de la pollution par les PM2,5, il semble qu'au moins dans le cas de l'usure des pneus, les additifs qui s'échappent du des fragments dans l'environnement peuvent causer de graves dommages.

Plus que du caoutchouc

Les pneus sont des constructions assez complexes. Plutôt qu’un simple caoutchouc naturel vulcanisé de forme amusante, leur fabrication implique la combinaison de caoutchouc naturel et synthétique, ainsi que de noir de carbone, de silice et d’une gamme d’antioxydants et d’antiozonants, ces deux derniers servant à rendre le pneu plus résistant aux UV et exposition à l’ozone.

Environ la moitié d’un pneu en poids est du noir de carbone, qui est une forme paracristalline de carbone. Il existe des preuves limitées (groupe 2B) que l’exposition au noir de carbone peut être cancérigène, et à de faibles niveaux, il semblerait nuire à la santé publique. Le caoutchouc synthétique des pneus est généralement du caoutchouc styrène-butadiène (SBR), qui offre des propriétés comparables au caoutchouc naturel lorsqu’il est protégé par des additifs, le plus courant étant le 6PPD (C18H24N2), qui agit à la fois comme antioxydant et antiozonant.

Des recherches récentes (Tian et al. (2020), Brinkmann et al. (2022)) ont montré que c’est cet additif 6PPD couramment utilisé qui finit par être hautement toxique pour les espèces marines comme le saumon coho (Oncorhynchus kisutch) avec une CL50 ( concentration létale médiane) < 0,8 μg/L. La toxicité apparaît lorsque la molécule de 6PPD réagit avec l'ozone pour former une forme quinone (6PPD-quinone). Plusieurs études ont maintenant tenté de déterminer quelles espèces marines sont les plus sensibles à cette substance 6PPD-quinone, avec Brinkmann et al. constatant que la truite arc-en-ciel (CL50 0,59 μg/L) et l'omble de fontaine (CL50 1 μg/L) sont également très sensibles. Pour ces espèces sensibles, les symptômes affichés lors de l'exposition à la 6PPD-quinone à des concentrations suffisantes comprenaient une ventilation accrue, des halètements, des spirales et une perte d'équilibre. Finalement, les espèces de poissons sensibles dans ces études succomberaient et mourraient. Comme l'ont noté Brinkmann et al., la 6PPD-quinone se trouve à des concentrations importantes dans les eaux de ruissellement et dans les eaux de surface le long de la côte ouest des États-Unis à des concentrations ≤ 19 μg/L. En fait, cela signifie que ces eaux sont mortelles pour au moins un certain nombre d'espèces qui ont une importance écologique, économique et culturelle dans cette zone.

Réparer le gâchis

Même si les implications écologiques, environnementales et sanitaires des microplastiques font encore l’objet de vifs débats aujourd’hui, il est difficile de contester l’impact sanitaire bien documenté des particules PM2,5, sans parler de celui de la 6PPD-quinone sur les espèces marines. L’impact de l’usure des pneus sur la santé humaine sera le plus visible dans l’occurrence et la gravité de la MPOC et des conditions similaires près des routes et des zones similaires où des quantités importantes d’usure des pneus se produisent.

Pour les espèces marines, les implications pour la santé semblent cependant nettement plus sombres. Alors que certaines espèces de poissons semblent remarquablement peu impressionnées par des niveaux de saturation même complets de 6PPD-quinone, pour beaucoup d’autres, même des concentrations assez faibles semblent être invariablement mortelles. Nombre de ces espèces sensibles présentant un intérêt commercial, le risque est réel que la présence croissante de cette molécule dans les milieux marins les conduise à l’extinction, ou du moins rende leur exploitation commerciale impossible.

Malheureusement, comme l’a noté l’US Tire Manufacturers Association (USTMA), il n’existe aucune alternative connue au 6PPD qui puisse facilement remplacer cet additif pour pneus. Entre-temps, des méthodes d’atténuation sont examinées et les automobilistes sont invités à maintenir une pression des pneus appropriée pour réduire l’usure des pneus. Espérons que nous trouverons bientôt un remplaçant pour le 6PPD qui résoudra le problème de toxicité.

Quant à la question des microplastiques, c’est une question qui s’étend malheureusement bien au-delà des pneus. Même ainsi, il existe des tentatives visant à capturer les particules de l’usure des pneus à la source, en utilisant une méthode de capture électrostatique ou une filtration de l’air fixée directement près du pneu. En cas de succès, cela pourrait même aider à atténuer le problème du 6PPD, bien qu’évidemment toutes les particules d’usure des pneus ne soient pas si facilement capturées, comme en témoignent les marques de pneus sur chaque tronçon de tarmac.