Les substances alkylées per- et polyfluorées (ou PFAS) constituent une classe de plus de 10 000 composés chimiques synthétiques caractérisés par une liaison extrêmement forte entre le fluor et le carbone. La vie étant fondée sur le carbone, les PFAS peuvent facilement interagir avec la flore et la faune. La liaison fluor-carbone est nettement plus stable que presque toutes les autres liaisons chimiques organiques et confère à ces substances des propriétés uniques. Les PFAS sont résistants à la chaleur, chimiquement inactifs, diélectriques, à faible frottement, biocompatibles et repoussent l’eau, la graisse et la saleté. Ils sont donc utilisés dans des biens de consommation tels que les vêtements de plein air, des poêles en Téflon, des cosmétiques et des mousses extinctrices, mais aussi dans le domaine médical pour les implants et les cathéters, ainsi que dans des technologies clés telles que les semi-conducteurs et les composants liés à la transition énergétique – par exemple les batteries de véhicules électriques et les électrolyseurs.
Si la forte liaison fluor-carbone est à l’origine des propriétés exceptionnelles des PFAS, elle les rend également persistants, de sorte qu’ils ne peuvent de facto pas être dégradés dans l’environnement et persistent dans l’écosystème pendant des siècles. Les trois experts Manfred Heuberger (Empa), Martin Scheringer (ETH Zurich) et Dominique Werner (Scienceindustries) expliquent, lors d’un entretien avec la SATW, quels sont les principaux défis liés à la gestion des PFAS et esquissent des scénarios possibles pour l’avenir.
« De tous côtés, on constate une volonté claire de trouver de meilleures solutions. Notre objectif commun, qui transcende les générations, est de faire en sorte que même nos arrière-arrière-petits-enfants puissent encore mener une vie saine. »
Manfred Heuberger (Empa)Quelles sont les difficultés liées au remplacement des PFAS ?
Scheringer : L'abandon des PFAS pose deux difficultés principales. Premièrement, l'énorme diversité des applications rend le remplacement complexe. Il n'existe pas de substance unique pouvant servir d'alternative pour toutes les applications ; il faut trouver une solution spécifique pour chaque usage. Cela est réalisable grâce à la recherche et au développement, et les alternatives sont souvent même plus performantes. Deuxièmement, ce changement nécessite souvent des adaptations au niveau des matières premières ou des procédés. Cette adaptation des installations est certes possible, mais elle implique un surcroît de temps et de coûts.
Werner : Les défis se situent à plusieurs niveaux. Outre les produits de consommation et industriels connus, les PFAS se retrouvent souvent dans des applications cachées, mais essentielles au bon fonctionnement des systèmes. On peut citer comme exemples les revêtements des pompes haute pression dans les machines à café, les joints d’étanchéité dans les pompes à chaleur, les membranes dans les batteries de vélos électriques ou les fluides caloporteurs dans les locomotives. Les utilisateurs s’attendent à ces performances sans se rendre compte du lien avec les PFAS. Il faut donc commencer par analyser où et pourquoi les PFAS sont utilisés. Trouver un matériau de substitution – qu’il s’agisse d’un matériau dans des systèmes techniques, d’un produit chimique en production ou d’un principe actif dans des médicaments – est d’autant plus difficile que l’on a besoin simultanément d’un grand nombre de propriétés uniques des PFAS. Une fois cet obstacle surmonté, l’alternative doit répondre à quatre autres critères : elle doit présenter un meilleur bilan écologique, être disponible sur le marché, être économiquement viable et être socialement acceptée.
« Renoncer aux PFAS ne revient souvent pas simplement à remplacer des substances chimiques, mais implique des changements au niveau des processus et de la conception. »
Martin Scheringer (ETH Zurich)Pour quelles applications existe-t-il déjà des alternatives ?
Scheringer : Il existe déjà des alternatives pour des centaines d'applications. Cependant, comme il n'existe pas d'inventaire complet, il est impossible d'en dresser une liste exhaustive. La base de données ZeroPM Alternative Assessment Database ainsi que la publication d'Ateia & Scheringer constituent des sources importantes pour obtenir une vue d'ensemble. Presque tous les produits d’imprégnation peuvent désormais être remplacés ; quant aux mousses extinctrices, la société 3M a développé dès 2003 des variantes sans PFAS tout aussi performantes.
Une approche essentielle pour renoncer aux PFAS réside toutefois dans le fait qu’il ne s’agit souvent pas simplement d’un remplacement de produits chimiques, mais bien de modifications des procédés et de la conception. Ainsi, dans les bains de chromage hautement toxiques, il est possible de se passer de l’agent anti-mousse à base de PFAS en exploitant plutôt les bains dans un environnement sous dépression. Le papier sulfurisé en est un autre exemple : son imperméabilité à la graisse peut être obtenue de manière purement mécanique, sans aucune imprégnation, grâce à un traitement spécial du bois dans la papeterie – un procédé qui a été appliqué avec succès en Suède il y a déjà plus de cent ans, bien avant l’invention des PFAS.
Werner : Une étude de l’Académie suisse des sciences naturelles (SCNAT) datant de 2025 a examiné environ 250 applications commerciales et industrielles des PFAS, mais n’a identifié des alternatives que pour environ 16 % d’entre elles. D’un point de vue industriel, même au sein de ce groupe, tous les substituts ne répondent pas aux critères requis. Ainsi, pour les gaz fluorés utilisés dans les installations de commutation à courant fort, on propose parfoisle SF₆, alors que les gaz fluorés ont justement été introduits pour réduire le potentiel de réchauffement global extrêmement élevé duSF₆. Il en va de même pour les centaines de milliers de pompes à chaleur suisses : les alternatives aux PFAS souvent mises en avant existaient certes déjà auparavant, mais elles comportent de nouveaux risques. L’ammoniac est toxique et explosif, le propane et le butane sont hautement inflammables, etle CO₂ n’est pas économe en énergie dans toutes les conditions de fonctionnement.
Un remplacement des PFAS est donc plus facilement envisageable là où l’ensemble de leurs propriétés n’est pas nécessaire. Pour les équipements de plein air, par exemple, le matériau doit certes être hydrofuge et anti-salissures, mais l’isolation électrique ou la résistance aux produits chimiques ne sont pas pertinentes. C’est pourquoi il existe déjà des alternatives dans ce domaine. L’analyse en vue du remplacement des PFAS doit être menée séparément pour chaque application ; sinon, nous risquons, en tant que société, d’aggraver la situation au lieu de l’améliorer.
Qu’en est-il des alternatives en termes de « substitution regrettable » ?
Scheringer : Les alternatives potentielles font l’objet d’une évaluation systématique des risques à l’aide de méthodes standardisées telles que l’« Assessment of Alternatives ». Dans l’ensemble, le risque d’une substitution problématique à grande échelle est faible pour trois raisons : premièrement, par définition, les substances alternatives ne contiennent pas de liaisons fluor-carbone. Comme cette liaison extrêmement stable est la principale cause de la persistance des PFAS et des problèmes qui y sont liés, les alternatives sans fluor sont nettement plus facilement biodégradables. Deuxièmement, il n’existe pas de classe universelle de substances de substitution capable de remplacer les PFAS à l’identique dans tous les domaines. Au contraire, on utilise de nombreuses solutions différentes, spécifiques à chaque application. Cela permet d’éviter qu’une seule substance ne s’accumule à nouveau à grande échelle dans l’environnement et la vie quotidienne. Et troisièmement, il existe déjà des solutions bien établies et dont la sécurité a été prouvée, comme par exemple le papier sulfurisé non couché, le polypropylène dans le domaine médical ou les fluides frigorigènes sans fluor tels que le propane/butane dans les pompes à chaleur.
Werner : D’un point de vue écologique global, les alternatives doivent présenter de meilleures performances que la substance qu’elles sont censées remplacer. Comme cet aspect n’a parfois pas fait l’objet d’une attention suffisante par le passé, on a assisté à ce qu’on appelle des « substitutions regrettables ». Par exemple, dans les grands systèmes de propulsion électriques, les transformateurs et les condensateurs, tels que ceux installés dans les célèbres locomotives bleues du réseau de transport zurichois ZVV, les biphényles polychlorés (PCB) utilisés auparavant ont été remplacés par des huiles relevant de la définition des PFAS. Du point de vue actuel, il s’agit d’une « substitution regrettable ».
De même, en ce qui concerne les pompes à chaleur, il convient de noter que les alternatives à nouveau mises en avant, à savoir les fluides frigorigènes dits « naturels » tels que les mélanges propane-butane, l’ammoniac oule CO₂, étaient disponibles bien avant les gaz fluorés couramment utilisés aujourd’hui. C’étaient là les alternatives permettant de minimiser d’autres risques tels que les risques d’incendie et d’explosion, la toxicité aiguë ou une efficacité énergétique insuffisante. À cela s’ajoute le fait que les pompes à chaleur fonctionnant avec des fluides frigorigènes naturels ne peuvent pas non plus se passer complètement des PFAS, par exemple sous la forme de systèmes d’étanchéité stables et durables à base de fluoropolymères.
Pour quelles applications n’existe-t-il actuellement aucune alternative ? Pourquoi ?
Scheringer : L’énorme diversité des applications des PFAS complique leur remplacement. En principe, il est difficile de trouver des alternatives lorsque toutes leurs propriétés sont requises. C’est en partie le cas dans le domaine des technologies médicales et des installations chimiques. D’une manière générale, on peut dire qu’il existe des substituts pour de nombreux PFAS non polymères, mais que le remplacement des fluoropolymères est en revanche difficile.
Werner : Il est difficile d’identifier dans quels processus de production et quels produits les PFAS sont utilisés, ainsi que pour quelles propriétés. Cela concerne les articles et appareils importés à des fins professionnelles ou par des particuliers. Cela inclut également les composants destinés aux systèmes énergétiques et de stockage, aux téléphones portables et aux ordinateurs portables, ainsi qu’aux composants électroniques. Il est particulièrement difficile de trouver et de mettre en œuvre des alternatives dans des domaines fortement réglementés tels que les principes actifs pharmaceutiques, les dispositifs médicaux ainsi que les appareils d’analyse et de diagnostic.
Quelle est la situation réglementaire en Suisse et en Europe ?
Heuberger : Conformément à la Convention de Stockholm, la Suisse a interdit quelques groupes de PFAS hautement toxiques à compter de 2025. Il n’existe pour l’instant pratiquement pas de valeurs limites contraignantes pour les PFAS toxiques à long terme dans l’eau et les denrées alimentaires. Les choses commencent toutefois lentement à bouger, principalement sous l’impulsion de l’UE.
Werner : La Suisse dispose d’une législation sur les produits chimiques autonome, harmonisée avec celle de l’UE lorsque cela s’avère judicieux. Ce principe réglementaire reste pertinent, car il permet de prendre en compte les spécificités locales, telles que la qualité des infrastructures et le niveau de formation des professionnels.
Au regard de la proposition de l'UE visant une interdiction globale des PFAS, la Suisse doit tenir compte du fait que le projet européen entraîne une insécurité juridique considérable et conduit à une érosion sensible de l’Europe en tant que site de production. La Suisse aurait tout intérêt à acquérir d’abord des connaissances approfondies avant de promulguer des interdictions. En effet, les interdictions générales nuisent à la création de valeur ajoutée nationale et accroissent la dépendance vis-à-vis des importations.
Pourquoi est-il difficile d’éliminer les PFAS de l’environnement ? Quelles solutions existe-t-il déjà ?
Heuberger : La possibilité d’éliminer les PFAS de l’environnement dépend fortement des propriétés chimiques de la substance en question par rapport à son environnement. La séparation est efficace lorsque le PFAS se distingue nettement du milieu environnant. Cependant, les PFAS sont souvent peu solubles dans l’eau et se fixent fortement au sol ou dans les chaînes alimentaires, ce qui complique considérablement leur élimination. À l’inverse, le « bébé-PFAS » TFA occupe une place particulière : il est soluble dans l’eau et se disperse donc rapidement dans le cycle global de l’eau. Mais comme ses propriétés sont très similaires à celles de l’eau, il est difficile à éliminer. Certains PFAS peuvent certes être fixés efficacement sur du charbon actif, mais ils ne sont alors que temporairement retenus et ne sont pas détruits. Pour rendre les PFAS définitivement inoffensifs, un apport énergétique très important est nécessaire : la liaison fluor-carbone, très stable, doit être rompue et le fluor doit être transformé en une forme minéralisée et inoffensive.
Le remplacement et l’élimination des PFAS constituent un projet de longue haleine. De quelles conditions-cadres un tel projet a-t-il besoin ?
Heuberger : Un assainissement mondial complet est pratiquement impossible, ou ne l’est qu’au prix d’efforts considérables, en raison de l’extrême longévité et de la propagation généralisée de ces substances. Nous devons donc avant tout trouver des moyens de minimiser la pression à long terme exercée sur les personnes et la nature. Un tel projet intergénérationnel nécessite non seulement des solutions techniques, mais aussi des études à grande échelle et à long terme menées auprès de larges groupes de population. En effet, les études de petite envergure ou de courte durée n’ont pas la pertinence statistique nécessaire pour évaluer les risques chroniques liés à des doses faibles. De plus, un tel projet demande du temps et de l’argent. Le problème principal réside toutefois dans le fait que nos structures sociales actuelles, telles que les législatures, les durées classiques des projets ou les cycles de financement, ne sont pas conçues pour s’inscrire dans des échelles de temps aussi longues. Nous devons trouver des moyens d’accompagner ces projets de manière stable, au-delà des générations.
« L'industrie apporte une contribution importante à la recherche et au développement afin de réduire au minimum les rejets dans l'environnement et de mettre au point des substances actives et des matériaux plus performants. De nombreuses ressources sont actuellement consacrées à la prévention des produits de substitution indésirables, ce que l'on appelle les « regrettable substitutions ». »
Dominique Werner (Scienceindustries)Comment la mise en œuvre d'un tel projet intergénérationnel pourrait-elle réussir ?
Heuberger : Tout d’abord, nous avons besoin d’une structure institutionnelle conçue pour s’inscrire dans la durée, sur plusieurs décennies. Une approche prometteuse serait, le cas échéant, la création d’une fondation dont les statuts garantiraient une continuité à long terme et une indépendance financière.
Pour la mise en œuvre concrète, je vois trois piliers fondamentaux : le projet doit reposer sur une approche transdisciplinaire afin de garantir son indépendance et une perspective large. Outre la science, il faut des représentants de l’industrie et du secteur de la santé, mais aussi des consommateurs, ainsi qu’une collaboration avec les pouvoirs législatifs. De plus, les tâches doivent être classées par ordre de priorité en fonction de leur urgence et de leur faisabilité. Il est essentiel de ne pas perdre de vue la situation dans son ensemble : les PFAS ne sont pas les seules substances chimiques persistantes qui exposent notre santé et l’environnement à un stress invisible. Enfin, il convient de regrouper les initiatives existantes, telles que le plan d’action de la Confédération ou les plateformes d’information des instituts de recherche, afin de tirer parti des synergies.
L’industrie est-elle prête à s’engager dans un tel projet de longue haleine ?
Werner : Non seulement l’industrie participe, mais elle a parfois déjà pris les devants et assaini des sites contaminés identifiés à ses propres frais et sans perspective de subventions. Cependant, comme nous avons, en tant que société, profité pendant environ 70 ans des propriétés utiles des PFAS, il est irréaliste d’espérer que ces contaminations disparaissent désormais en peu de temps.
De plus, l’industrie apporte des contributions importantes à la recherche et au développement afin de minimiser les rejets dans l’environnement et de mettre au point de meilleurs principes actifs et matériaux. De nombreuses ressources sont actuellement consacrées à la prévention des produits de substitution indésirables – ce que l’on appelle les « regrettable substitutions ». Ce risque a souvent été sous-estimé par le passé, lorsque des substances étaient interdites sans que l’on s’interroge sur leur utilisation précise. Cela a régulièrement conduit à l’utilisation de matériaux de substitution qui, s’ils n’étaient pas concernés par l’interdiction, n’étaient pas nécessairement meilleurs dans une perspective globale.
Pourquoi un tel projet devrait-il être mis en œuvre précisément en Suisse ?
Heuberger : Un tel projet est nécessaire en Suisse précisément parce que, sans cela, nous risquons de ne faire que reprendre de manière réactive et sous la pression les interdictions émanant de l’UE. Au contraire, le développement d’alternatives aux PFAS, dans le cadre d’une étroite collaboration entre l’industrie, la science et le législateur, nous offre une formidable opportunité d’exploiter notre capacité d’innovation de manière proactive. À cet égard, il est essentiel d’analyser régulièrement où se situent encore les obstacles sur cette voie et quelles en sont les causes. Mais toutes les parties prenantes partagent clairement la volonté de trouver de meilleures solutions. Au final, notre objectif commun et intergénérationnel reste le même : faire en sorte que même nos arrière-arrière-petits-enfants puissent encore mener une vie saine.
| Rôle | Titre + Nom |
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| Texte par | Claudia Schärer |
