Turbulence, biofilm et dynamique des microplastiques
Résumé
Les particules de microplastiques (MP) de densité inférieure à celle de l'eau (ρ < 1.0 g cm-3), comme le polyéthylène (PE), sont souvent trouvées dans les sédiments des systèmes aquatiques. La dynamique de dépôt et de remise en suspension de ces particules est liée à certains mécanismes, dont la turbulence. Cette dernière, joue un rôle majeur dans le mélange des particules dans la colonne d'eau, mais aussi dans leur transport vers le fond. Cependant, l'efficacité des lits sur le piégeage des particules et leur temps de rétention, mais aussi l’énergie turbulente nécessaire pour leur remise en suspension n'est pas connue.
L'approche expérimentale contribue au manque de compréhension du transport de ces particules dans les écoulements naturels. Des particules de PE fluorescentes (47µm) ont été utilisées dans un canal (200 cm x 30 cm x 22 cm) dont le fond est couvert de sédiment d’origine naturelle et la technique Particle Image Velocimeter (PIV) a été mise en œuvre. La PIV permet la capture d’images à haute fréquence (15 HZ) des particules dans l’eau excitées par un faisceau laser. A partir des images obtenues, en utilisant la technique de Particle Tracking Velocimetry, les trajectoires et vitesses des MP sont estimées. Du biofilm a été disposé sur le sédiment de fond et différents niveaux de turbulence ont été imposés à l’écoulement. Les trajectoires des MP montrent que la turbulence contribue directement à une augmentation des flux et que le biofilm est important factor dans le piégeage des particules par les sédiments.