La prise de conscience environnementale concernant les problèmes d’envergure planétaire de la pollution de l’eau engendrée par les activités agricoles et agroalimentaires interpelle la communauté scientifique. Celle-ci cherche à développer des approches technologiques ultraperformantes pour le contrôle de cette pollution.

L’agriculture moderne, où l’on fait amplement usage de pesticides, contribue grandement à l’augmentation de la contamination de l’environnement en général et de l’eau en particulier. En effet, des pesticides ont été détectés dans les eaux de surface et souterraines ainsi que dans l’eau potable à travers la planète, et le Québec n’y échappe pas.

Glyphosate abondamment détecté

La surveillance des impacts des pesticides sur la qualité de l’eau par le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) a montré que le glyphosate est l’un des produits les plus abondamment détectés.

Cet herbicide est très soluble dans l’eau; il est considéré comme toxique pour la vie aquatique et ses effets perdurent à long terme. L’exposition chronique à ce produit est associée à une fréquence accrue de cancers de la moelle osseuse et de la peau ainsi que de lymphomes non hodgkiniens.

Technologies d’assainissement

Afin de protéger l’environnement et la santé humaine, il est important de développer des technologies d’assainissement efficaces pour se débarrasser de ce genre de polluants nocifs. À cet égard, la photocatalyse, une technologie basée sur l’emploi de matériaux activés par la lumière, permet la dégradation des polluants organiques. Cette technologie émergente mise en œuvre surtout au Japon utilise le dioxyde de titane actif seulement sous la lumière ultraviolette, ce qui fait augmenter grandement les coûts.

Il est donc impératif de développer des matériaux actifs sous la lumière du soleil afin de faire de la photocatalyse une technique verte puissante pour le traitement de l’eau et des effluents contenant des composés organiques toxiques tels que les pesticides.

Par ailleurs, le graphène, qui a valu le prix Nobel à deux chercheurs en 2010, est un assemblage de carbone en forme de nid d’abeilles ayant des propriétés optiques, électriques, thermiques, mécaniques, électrochimiques et photochimiques uniques. Ce matériau représente un support approprié pour des photocatalyseurs potentiellement actifs sous la lumière visible. De plus, en raison de sa grande surface spécifique pouvant recouvrir un stade de football avec seulement deux grammes, ce matériau offre aussi la possibilité d’être utilisé comme adsorbant.

À l’Université Laval

Mon équipe travaille actuellement sur le développement d’un traitement intégré pour l’élimination par adsorption et dégradation photocatalytique des pesticides dans les effluents agricoles en utilisant des matériaux innovants à base de graphène.

En combinant l’adsorption à la photocatalyse en présence de lumière visible (soleil), nous travaillons à développer de nouveaux matériaux qui répondent simultanément aux critères de performance reliés à une grande capacité adsorptive et à une activité photocatalytique stable et éprouvée. Ces travaux profiteront sans aucun doute à l’établissement d’une agriculture verte et durable. 

Safia Hamoudi, professeure au Département des sols et de génie agroalimentaire