PFAS : l’histoire et les usages de ces « polluants éternels » (Partie 1)
Les PFAS, ou substances per- et polyfluoroalkylées, sont aujourd’hui au cœur de nombreuses préoccupations sanitaires et environnementales. Présents dans de très nombreux objets du quotidien, ces composés chimiques possèdent des propriétés remarquables qui expliquent leur succès industriel. Dans cette première partie, nous revenons sur leur découverte et leurs usages. Une seconde émission abordera les controverses, les procès et les réglementations liés à ces substances.
Une découverte accidentelle dans les années 1930
L’histoire des PFAS commence en 1938 dans les laboratoires de la société américaine DuPont. Le chimiste Roy J. Plunkett travaille alors sur de nouveaux gaz réfrigérants destinés à remplacer ceux utilisés dans les réfrigérateurs de l’époque.
Lors d’une expérience, un échantillon produit un solide blanc inattendu. Au lieu de l’écarter, Plunkett décide de l’analyser. Réduit en poudre, ce matériau présente des propriétés étonnantes : il repousse l’eau, résiste aux acides et semble presque impossible à faire réagir chimiquement.
Cette substance est le polytétrafluoroéthylène (PTFE), un polymère extrêmement stable qui deviendra plus tard célèbre sous le nom commercial de Teflon.
Une structure chimique particulièrement résistante
Le PTFE appartient à la famille des polymères. Il est constitué de longues chaînes de carbone auxquelles sont attachés des atomes de fluor. La liaison entre ces deux éléments est l’une des plus solides de la chimie organique.
Cette structure agit comme une véritable armure moléculaire : les atomes de fluor protègent la chaîne de carbone et empêchent d’autres substances de s’y accrocher. Résultat : le matériau est extrêmement stable, très glissant et pratiquement indestructible dans la nature.
Ces propriétés expliquent l’intérêt industriel pour ces composés.
Des applications militaires puis industrielles
Breveté en 1944 sous le nom de Téflon, ce matériau attire d’abord l’attention de l’armée américaine. Il est notamment utilisé dans le cadre du Projet Manhattan pour protéger des équipements manipulant de l’uranium hautement corrosif.
Après la Seconde Guerre mondiale, la production industrielle se développe rapidement. Cependant, le procédé de fabrication initial est dangereux : la réaction chimique peut devenir instable. En 1944, une explosion dans une usine entraîne la mort de deux ouvriers.
Pour stabiliser la production, les industriels introduisent un composé appelé acide perfluorooctanoïque (PFOA). Cette molécule agit comme un agent stabilisant, comparable à un « super savon » permettant de mélanger des substances incompatibles. C’est cette substance qui sera plus tard au cœur de nombreuses controverses sanitaires.
Des substances omniprésentes dans la vie quotidienne
Grâce à leurs propriétés antiadhésives, imperméables et résistantes à la chaleur, les PFAS ont rapidement trouvé de multiples applications.
On les retrouve notamment dans les poêles antiadhésives comme celles de la marque Tefal, les textiles techniques comme le Gore-Tex, certains emballages alimentaires, des cosmétiques et fils dentaires, les fers à repasser, des mousses anti-incendie, ainsi que dans de nombreux équipements industriels et médicaux.
Le succès de ces matériaux tient à une caractéristique paradoxale : rien n’adhère au Téflon… mais lui-même n’adhère à rien.
Un revêtement qui tient par ancrage mécanique
Pour appliquer un revêtement de PTFE sur une surface et qu’il y reste, les industriels doivent d’abord rugosifier le support. Des micro-rayures sont créées afin que le matériau puisse s’y accrocher.
Le revêtement fonctionne donc un peu comme un système de velcro microscopique. Avec le temps ou en cas de rayures, par exemple lorsqu’on gratte une poêle antiadhésive, le revêtement peut se détacher.
Ces propriétés expliquent pourquoi il est recommandé d’éviter d’abîmer les surfaces recouvertes de PTFE.
Dans la seconde partie, nous verrons pourquoi ces substances extrêmement résistantes, parfois surnommées « polluants éternels », sont aujourd’hui au centre de controverses majeures concernant la santé publique, les procès industriels et les réglementations internationales.
Ramène ta science est une chronique proposée par les élèves de l’Ecole des Mines d’Alès.
