Graines de moringa : une piste naturelle pour éliminer les microplastiques de l’eau

Un arbre surtout réputé pour ses qualités nutritionnelles pourrait aussi apporter une réponse simple à l’une des formes de pollution les plus tenaces.

Une nouvelle étude indique que des extraits obtenus à partir de graines de moringa peuvent aider à retirer des microplastiques de l’eau et, dans certaines conditions, fonctionner aussi bien - voire mieux - qu’un produit chimique déjà largement employé dans les usines de traitement.

Les travaux ont été menés à l’Institut des sciences et de la technologie de l’Université d’État de São Paulo (ICT-UNESP).

L’étude s’est penchée sur Moringa oleifera, une plante originaire d’Inde qui pousse facilement dans de nombreuses zones tropicales et qui suscite depuis longtemps l’intérêt pour ses usages potentiels dans le traitement de l’eau.

Une plante pleine de promesses

Le moringa est souvent mis en avant pour ses feuilles et ses graines comestibles, particulièrement riches en nutriments. Mais depuis des années, des scientifiques évaluent aussi si ces mêmes graines peuvent contribuer utilement à l’épuration de l’eau.

Cette nouvelle étude prolonge cette piste en vérifiant si un extrait de graines de moringa peut favoriser l’élimination des microplastiques.

L’enjeu est majeur, car des microplastiques sont désormais détectés presque partout, y compris dans les rivières, les lacs, et même dans de l’eau potable déjà traitée.

Les chercheurs ont observé que l’extrait salin de graines de moringa avait des performances très proches de celles du sulfate d’aluminium, l’un des coagulants de référence en traitement des eaux. Dans une eau plus alcaline, le moringa a même fait mieux.

Une approche plus simple pour traiter l’eau

La première autrice, Gabrielle Batista, a conduit ces recherches dans le cadre de son master en génie environnemental à l’UNESP.

« Nous avons montré que l’extrait salin des graines a des performances similaires à celles du sulfate d’aluminium, utilisé dans les usines de traitement pour coaguler l’eau contenant des microplastiques. Dans des eaux plus alcalines, il a été encore plus performant que le produit chimique », a déclaré Batista.

Ce résultat attire d’autant plus l’attention que le sulfate d’aluminium fait déjà partie des outils courants du traitement de l’eau.

Si une alternative d’origine végétale offre une efficacité comparable, cela ouvre la voie à une méthode qui pourrait s’avérer plus simple et, dans certains contextes, potentiellement plus durable.

Comment fonctionne le procédé

L’étude s’est concentrée sur une méthode appelée filtration en ligne. Elle est généralement utilisée pour des eaux à faible turbidité, autrement dit des eaux relativement claires, nécessitant moins d’étapes de prétraitement.

Dans ce schéma, l’eau passe d’abord par la coagulation. Cette étape est déterminante, car des polluants comme les microplastiques portent le plus souvent une charge électrique négative à leur surface : ils se repoussent entre eux et adhèrent difficilement au sable des filtres.

Un coagulant modifie cet équilibre en neutralisant la charge, ce qui permet aux particules de s’agréger en masses plus grandes, plus faciles à retenir dans un filtre.

Ici, les chercheurs ont comparé deux coagulants : l’extrait salin de moringa et le sulfate d’aluminium.

L’extrait de moringa présente aussi un avantage pratique : sa préparation reste relativement simple, ce qui le rend particulièrement intéressant pour des zones où l’accès à des systèmes de traitement plus sophistiqués est limité.

« Le seul inconvénient identifié jusqu’ici avec le sulfate d’aluminium est l’augmentation de la matière organique dissoute, dont l’élimination peut renchérir le procédé », a expliqué le coordinateur de l’étude, Adriano Gonçalves dos Reis, professeur à l’ICT-UNESP.

« Toutefois, à petite échelle - par exemple dans des exploitations rurales et de petites communautés - la méthode pourrait être utilisée de manière rentable et efficace. »

Pourquoi le PVC a été choisi

Pour éprouver la méthode, l’équipe est partie d’eau du robinet, qu’elle a volontairement contaminée avec du polychlorure de vinyle, plus connu sous le nom de PVC. Ce choix n’était pas anodin.

Parmi les plastiques courants, le PVC est jugé particulièrement préoccupant pour la santé humaine en raison de son potentiel mutagène et cancérogène documenté. On le retrouve aussi fréquemment à la surface des milieux aquatiques et dans des eaux déjà passées par un traitement conventionnel.

Les chercheurs ont vieilli artificiellement le PVC par rayonnement ultraviolet afin qu’il se comporte davantage comme des microplastiques rencontrés dans l’environnement, généralement déjà altérés par le soleil et l’exposition aux conditions naturelles.

L’eau a ensuite été traitée par coagulation et filtration sur sable à l’aide d’un dispositif de test en jarres, permettant de reproduire à petite échelle un traitement d’eau. Les résultats du moringa ont alors été comparés à ceux obtenus avec le sulfate d’aluminium.

Pour évaluer l’efficacité, l’équipe a utilisé la microscopie électronique à balayage afin de compter les particules de microplastiques avant et après traitement.

Les chercheurs ont également mesuré la taille des flocs - les agrégats formés pendant la coagulation - à l’aide d’une caméra à grande vitesse et d’un faisceau laser.

Au final, les différentes options de traitement n’ont pas montré de différences significatives en matière de retrait des particules. Cela indique que l’approche fondée sur le moringa peut rivaliser correctement avec l’option chimique conventionnelle.

La quête de méthodes durables

Ces résultats s’inscrivent aussi dans la continuité de travaux antérieurs de la même équipe. Dans une étude précédente, ils avaient déjà démontré que les graines de moringa pouvaient être efficaces sur un cycle complet de traitement de l’eau incluant coagulation, floculation, sédimentation et filtration.

La nouvelle étude resserre l’analyse sur la filtration en ligne, un système plus simple et donc potentiellement plus facile à déployer dans certaines situations réelles. Cela rend les conclusions plus directement exploitables.

Le groupe teste désormais l’extrait de graines de moringa sur de l’eau prélevée directement dans le fleuve Paraíba do Sul, qui alimente São José dos Campos. D’après les chercheurs, le produit affiche jusqu’ici de très bonnes performances pour le traitement d’une eau naturelle.

Cette étape est essentielle, car l’eau de rivière est bien plus complexe que des échantillons préparés en laboratoire. Si le moringa continue d’y fonctionner efficacement, l’argument en faveur de son utilisation se renforcera nettement.

« La réglementation et les préoccupations sanitaires se renforcent concernant l’usage de coagulants à base d’aluminium et de fer, car ils ne sont pas biodégradables, laissent une toxicité résiduelle et présentent un risque de maladie. Pour cette raison, la recherche d’alternatives durables s’est intensifiée », a précisé Reis.

La nature comme source de nouvelles solutions

Ce qui distingue cette étude, c’est le caractère très concret de l’idée. Le moringa est déjà bien connu dans de nombreux pays tropicaux. Ses graines sont largement disponibles et l’extrait utilisé dans l’étude est relativement simple à préparer.

Cela ne signifie pas pour autant qu’il soit prêt à remplacer partout les traitements standards. Les installations à grande échelle imposent leurs propres contraintes techniques, et les chercheurs soulignent eux-mêmes que certains paramètres restent à considérer, comme la matière organique dissoute.

Néanmoins, les résultats dessinent une perspective encourageante : une ressource naturelle, déjà accessible dans de nombreuses régions du monde, pourrait contribuer à éliminer efficacement des microplastiques de l’eau.

Alors que la pollution par les microplastiques semble presque omniprésente, ce type d’avancée compte.

Elle suggère que certaines réponses ne nécessitent pas forcément des inventions totalement nouvelles. Parfois, il suffit de reconsidérer une plante présente depuis toujours.

Les résultats ont été publiés dans la revue ACS Omega.