Chaque jour, des milliers de substances chimiques sont rejetés dans la nature. Réseau européen de laboratoires de référence, de centres de recherche et d’organismes associés, NORMAN favorise notamment l’échange scientifique sur les polluants. Partenaire suisse engagé, l’Eawag y joue un rôle majeur.

Travail de détective au laboratoire: les chercheuses de l’Eawag réussissent à trouver des polluants encore inconnus grâce à des appareils d’analyse high-tech. (Photos: Kellenberger Kaminski Photographie)

Fin octobre 2016, le réseau NORMAN a fêté ses dix ans d’existence à Bruxelles avec quelque 70 membres. Dont Juliane Hollender. «L’Eawag, qui représente la Suisse, est un partenaire à part entière, que cette institution européenne apprécie», confirme la responsable du département Chimie de l’environnement de l’Eawag et professeure à l’ETH Zurich. Sa spécialité, c’est la détection de polluants inconnus à l’aide de nouvelles méthodes analytiques. Au sein de NORMAN, Juliane Hollender dirige un groupe de travail sur ces investigations dites «non ciblées». En 2016, elle et son équipe ont organisé une conférence sur le sujet à Ascona. 120 personnes venues de plus de 20 pays y ont participé.

Les résidus médicamenteux que l’on retrouve dans les lacs et les rivières font partie de ces micropolluants indésirables. Le diclofénac, à la base de nombreux antidouleurs et anti-inflammatoires, a fait parler de lui dans le monde entier. Les stations d’épuration (STEP) actuelles ne parviennent à dégrader ce principe actif que partiellement. Si elles sont peu dangereuses pour l’homme, les concentrations de diclofénac affectent en revanche les reins des poissons. «C’est entre autres pour cette raison que, au cours des vingt prochaines années, la Suisse équipera 100 de ses 700 stations d’épuration d’un nouveau dispositif, en priorité dans les régions densément peuplées», explique Juliane Hollender. «On pourra ainsi réduire nettement les concentrations de résidus médicamenteux.»

Contrairement au diclofénac, les principes actifs qui arrivent dans les eaux ne sont pas tous connus. Si, auparavant, on devait savoir précisément quoi chercher, sur la base d’une substance de référence, on est aujourd’hui capable d’identifier des éléments même inconnus et ce, grâce au spectromètre de masse haute résolution. Ces appareils modernes peuvent déterminer des masses moléculaires avec une précision extrême et même différencier des molécules de masse très proche. À partir des données collectées par le spectromètre de masse, un logiciel peut calculer la composition chimique de la substance en question. Ensuite, en comparant ces informations avec des bases de données, on peut identifier de quelle substance il s’agit. Grâce à un logiciel spécialement développé à cet effet, Heinz Singer, chercheur de l’Eawag, a détecté la présence de moclobémide, un antidépresseur, dans les eaux du Rhin.

Une base de données publique pour davantage de transparence

Le réseau NORMAN a mis en place l’une de ces bases de données en 2012. Le but est d’y répertorier des spectres de masse de substances et de les analyser pour ensuite alimenter les échanges d’informations entre les équipes de recherche de différents pays et pouvoir mieux évaluer les risques. Les pouvoirs publics aussi en profitent. Emma Schymanski, scientifique à l’Eawag qui a bénéficié d’une bourse Marie Curie, participe à la mise en place et à l’exploitation de la base de données NORMAN MassBank. «Nous avons fourni une grande partie des spectres de masse qui sont à présent consultables dans le monde entier», indique la scientifique, qui travaille dans le groupe de Juliane Hollender. «En Suisse, il y a des substances que l’on ne retrouve pas ou peu dans d’autres pays, ce qui se vérifie aussi en Allemagne ou aux Pays-Bas», explique Emma Schymanski. Le Rhin traversant ces trois pays, il est important d’échanger ces détails propres à chaque territoire. Contrairement aux bases de données des fabricants d’appareils, la NORMAN MassBank est accessible au public et intègre les spectres de tous les appareils.

Les chimistes de l’environnement Emma Schymanski, Juliane Hollender, professeure, et Birgit Beck, laborantine, (d. g. à d.) prélèvent un échantillon d’eau, en quête de micropolluants tels que des pesticides ou des résidus médicamenteux.

La composition de nombreux produits chimiques est secrète, ce qui complique la tâche des chimistes de l’environnement – bien que l’homologation de nouveaux produits exige souvent des tests toxicologiques dont les résultats sont archivés, parfois même par les autorités. «Nous n’avons pas accès aux secrets de fabrication, alors que ces données pourraient nous aider à identifier les substances qui risquent de poser problème», regrette Emma Schymanski.

Dans le cadre du réseau NORMAN, la scientifique travaille sur un important projet de l’UE appelé «Solutions», dont le but est de trouver des solutions aux polluants présents dans l’environnement. Elle s’engage pour l’échange international des résultats de recherche. C’est ainsi que, au cours d’une expérience, 18 instituts de 12 pays européens ont eu à analyser le même échantillon d’eau prélevé dans le Danube. Les participants ont discuté de leurs résultats au cours d’un atelier organisé à l’Eawag et fondé la nouvelle plateforme NORMAN Suspect List Exchange, qui permet aux pays européens d’échanger des listes de substances suspectes.

Vers des pesticides moins dangereux

Les chimistes de l’environnement ne travaillent pas que sur les substances médicamenteuses présentes dans l’eau. «Souvent, les pesticides sont plus dangereux pour l’environnement», déclare Juliane Hollender. «Bien que leur concentration dans les lacs et les rivières soit souvent inférieure à celle des résidus médicamenteux, ils peuvent avoir un impact supérieur car ils ont clairement été conçus pour nuire aux organismes.» Il y a trois ans, les scientifiques de l’Eawag ont étudié différents cours d’eau et plans d’eau à la recherche de tous les pesticides autorisés en Suisse. «Nous avons été surpris du nombre trouvé», témoigne la chimiste de l’environnement. En moyenne, chaque prélèvement d’eau contenait une quarantaine de pesticides.

La scientifique est d’ailleurs convaincue que cette étude a sensibilisé le public au problème. En 2016, l’Office fédéral de l’agriculture (OFAG) a mis en consultation un «Plan d’action national des produits phytosanitaires». L’objectif est de rendre l’utilisation des produits phytosanitaires moins risquée et plus durable. Grâce à ses méthodes d’analyse poussées, l’équipe de recherche de l’Eawag a même décelé des pesticides que l’on ne devrait pas rencontrer chez nous. «Ma postdoctorante a récemment trouvé un polluant d’usage restreint en Suisse qui se pulvérise sur les agrumes», relate Juliane Hollender.

Des édulcorants dans l’eau potable

Les plus fortes concentrations de micropolluants organiques retrouvées dans les lacs et les rivières sont celles d’édulcorants artificiels. Notre corps dégrade très peu ces substances et les STEP ne font guère mieux. Elles s’accumulent donc dans les rivières. Chaque jour, 50 à 100 kilogrammes d’acésulfame, un succédané de sucre très utilisé, passent par la station de surveillance du Rhin, située à Weil, près de Bâle. «On ne peut certes pas exclure que cela puisse poser problème à certains organismes, mais il ne faut pas dramatiser, même si on retrouve parfois d’infimes quantités d’édulcorants dans notre eau potable», indique Juliane Hollender. Pour les scientifiques, l’acésulfame peut même se révéler utile: cet édulcorant sert de traceur et montre le parcours que suivent les eaux usées jusqu’aux nappes phréatiques.

Bien que les analyses soient en grande partie automatisées, le travail de scientifique est aussi un travail de détective. «L’expertise est indispensable», confirme Juliane Hollender. «Le réseau NORMAN nous aide à trouver des partenaires pour des projets de l’UE.» Mais c’est devenu plus compliqué dans le contexte politique actuel, suite à l’adoption de l’initiative contre l’immigration de masse. «Je suis arrivée à l’Eawag grâce à une bourse de l’UE», témoigne Emma Schymanski. «Mais obtenir des fonds de l’UE est désormais plus difficile, ce qui réduit nos chances de scientifique sur la scène internationale.» D’où l’importance de participer au réseau européen NORMAN, souligne Juliane Hollender.