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La question qui importe
Lors de la conférence 2026 AWA/IWA Young Water Professionals, Andrea Veciana, chercheuse à l’University of Queensland, a présenté ses résultats sur la destruction électrochimique des PFAS — plus de 80 % d’élimination pour la plupart des composés testés. Elle a également laissé à l’assemblée une question qui mérite réflexion :
« Bien souvent, les gens affirment : “J’ai obtenu 99 % d’élimination des PFAS”, mais où sont passés ces PFAS ? »
Excellente question. Lorsque les concentrations de PFAS chutent dans l’eau traitée, l’un de ces trois phénomènes s’est produit :
- Destruction réelle — les molécules se décomposent en fragments plus courts, en ions fluorure et en CO₂
- Transfert de phase — le PFAS quitte l’eau pour une autre phase : adsorbé sur les électrodes, concentré dans de la saumure ou volatilisé
- Artefact analytique — une erreur de mesure ou une interférence de matrice fait apparaître la concentration plus faible qu’elle ne l’est réellement
Si vous négligez cette vérification, la baisse des chiffres de PFAS vous donne une fausse impression de sécurité. Le PFAS peut toujours être présent, mais dans un volume plus restreint — un risque qui peut s’avérer plus difficile à gérer que la contamination initiale, plus diluée.
Ce que la recherche présentée à la conférence a montré
L’approche de Veciana utilise des réactions induites par l’électricité pour générer des espèces réactives — principalement des radicaux hydroxyle — qui attaquent les liaisons C–F dans les molécules de PFAS. Les principaux résultats :
- >80 % d’élimination pour la plupart des PFAS testés, y compris le PFOA et le PFOS
- Les composés à chaîne courte (PFBA, PFBS) ont connu une réduction moindre
- L’ajout de fer a montré des premiers signes d’amélioration de la dégradation des chaînes courtes
- Une seconde expérience sur des eaux souterraines contaminées par des AFFF a atteint une élimination similaire de >80 %
Elle est restée prudente quant à la portée de ces résultats :
« Une élimination de plus de 80 % ne respecte toujours pas les directives relatives à l’eau potable. »
Et concernant la vérification :
« La seule baisse des concentrations de PFAS ne prouve pas leur destruction. Les chercheurs doivent suivre la libération de fluorure et établir des bilans de masse complets du fluor. »
Comment les capteurs de COD et de conductivité aident à répondre à la question
C’est précisément la lacune que comble la surveillance en ligne continue. Les prélèvements ponctuels vous indiquent où se trouvait le PFAS ; ils ne vous disent pas ce que fait le réacteur entre les échantillons.
La COD comme indicateur de minéralisation
Détruisez le PFAS et le carbone qu’il contient finit sous forme de CO₂, quels que soient les intermédiaires formés en cours de route. La demande chimique en oxygène (COD) mesure la teneur organique totale oxydable, par conséquent :
- La COD devrait diminuer au même rythme, ou presque, que les concentrations de PFAS
- La vitesse de sa baisse indique la vitesse de minéralisation
- Si la COD reste stable alors que le PFAS chute, l’hypothèse d’un transfert de phase est la plus probable
Les capteurs COD de Shanghai ChiMay combinent l’absorption UV à 254 nm et l’oxydation électrochimique pour fournir une mesure continue de la COD sans réactif. La plage de 0 à 500 mg/L avec une résolution de 1 mg/L est suffisamment précise pour détecter les variations de carbone organique qui indiquent si la destruction progresse réellement.
La conductivité comme détecteur de changements ioniques
Les molécules de PFAS sont ioniques. Réduisez-les en fragments et la composition ionique de l’eau se modifie :
- Les grands anions PFAS se fragmentent en ions plus petits
- Le fluorure (F⁻) est libéré — petit, très mobile, il fait augmenter la conductivité
- Des ions H⁺ peuvent être libérés par les groupements acide carboxylique
Une hausse de conductivité pendant le traitement électrochimique constitue une preuve indépendante de la rupture des liaisons C–F et de l’apparition de fragments ioniques. Les conductimètres en ligne de Shanghai ChiMay utilisent une technologie à 4 électrodes pour résister à l’encrassement, de sorte que ces variations sont enregistrées en continu au lieu d’attendre la prochaine analyse en laboratoire.
Interpréter les trois signaux ensemble
Baisse de la COD, hausse de la conductivité, baisse des prélèvements ponctuels de PFAS — cette combinaison indique clairement une destruction réelle. La seule baisse du PFAS, sans diminution de la COD ni modification de la conductivité, indique un transfert de phase.
Configuration pratique de surveillance
Pour les équipes de recherche qui étudient le traitement électrochimique des PFAS :
| Capteur | Emplacement | Valeur de la donnée |
|---|---|---|
| Capteur de COD | Effluent du réacteur | Indicateur continu de minéralisation |
| Conductimètre | Effluent du réacteur | Changement ionique issu de la fragmentation |
| Capteur de pH | Influent + effluent du réacteur | Suivi de l’environnement réactionnel |
| Capteur 4-en-1 | Effluent du réacteur | Contexte ORP + température |
Corréléz ces flux de données continus avec des analyses périodiques de PFAS par prélèvement ponctuel (LC-MS/MS) pour valider que les schémas des capteurs correspondent aux variations réelles de concentration en PFAS.
En résumé
La destruction électrochimique des PFAS semble prometteuse, et les présentations de l’AWA en 2026 ont également clairement montré qu’elle n’a pas encore fait ses preuves à l’échelle commerciale. Prouver la destruction plutôt que la concentration est ce qui distingue une recherche crédible d’un argument marketing. La surveillance continue de la COD et de la conductivité de Shanghai ChiMay offre aux équipes de recherche le cadre de données en temps réel dont elles ont besoin pour apporter cette preuve.
La science de la dégradation électrochimique des PFAS
Rompre la liaison incassable
La liaison carbone-fluor (C-F) est l’une des liaisons simples les plus solides en chimie organique — avec une énergie de dissociation d’environ 485 kJ/mol. Cette résistance est précisément la raison pour laquelle le PFAS est persistant dans l’environnement : les procédés chimiques, biologiques et thermiques conventionnels peinent à la rompre.
La dégradation électrochimique aborde le problème sous un autre angle. Au lieu d’attaquer directement les liaisons C-F, elle génère des intermédiaires réactifs — principalement des radicaux hydroxyle (•OH) — suffisamment puissants pour attaquer les liaisons par oxydation indirecte.
Le processus à la surface de l’électrode :
- Réaction à l’anode : Les molécules d’eau sont oxydées à la surface de l’anode, générant des radicaux •OH
- Attaque des radicaux : Les radicaux •OH attaquent les molécules de PFAS adsorbées sur ou près de la surface de l’électrode
- Dégradation progressive : Les PFAS à chaîne longue (C8, C6) perdent leurs atomes de carbone un par un, formant des intermédiaires à chaîne plus courte
- Défluoration : Les liaisons C-F se rompent, libérant des ions fluorure (F⁻)
- Minéralisation : Les produits finaux sont le CO₂, l’H₂O et le F⁻
Le problème de vérification
Les étapes 2 à 4 passent par des composés intermédiaires, dont certains sont eux-mêmes des PFAS. Si l’échantillonnage ne mesure que les composés cibles (PFOA, PFOS), leur disparition est ambiguë :
- Ils ont été détruits (positif)
- Ils ont été convertis en PFAS à chaîne plus courte qui ne sont pas mesurés (incomplet)
- Ils ont été adsorbés à la surface de l’électrode (transfert de phase, pas destruction)
- Ils se sont séparés vers une autre phase (concentration, pas destruction)
Seul un bilan de masse complet du fluor — comptabilisant tout le fluor sous toutes ses formes — permet de distinguer ces cas. Si 100 molécules de PFOA (contenant chacune 15 atomes de fluor) disparaissent, 1 500 ions fluorure devraient apparaître. Un nombre inférieur d’ions fluorure signifie que le fluor s’est retrouvé ailleurs.
Pourquoi la COD et la conductivité fournissent des indicateurs en temps réel
Un bilan de masse complet du fluor nécessite des analyses en laboratoire. En attendant, la COD et la conductivité vous offrent une lecture continue pour savoir si la destruction progresse.
La COD diminue lorsque le carbone organique est minéralisé. À mesure que le PFAS et ses intermédiaires se transforment en CO₂, la teneur organique totale oxydable diminue. Si la COD reste stable alors que le PFAS disparaît, le transfert de phase est l’explication probable.
La conductivité varie lorsque la composition ionique change. Les anions PFAS sont relativement grands. Lorsqu’ils se fragmentent, les produits ioniques plus petits (y compris le F⁻) ont des caractéristiques de mobilité et de charge différentes. L’effet net sur la conductivité dépend de la voie réactionnelle spécifique, mais une augmentation de la conductivité pendant le traitement prouve qu’une fragmentation ionique a lieu.
Une baisse de la COD combinée à une hausse de la conductivité et à une baisse du PFAS constitue une preuve solide de destruction réelle. Cette corrélation ne peut pas être établie uniquement à partir d’échantillons ponctuels.
La plateforme de capteurs de Shanghai ChiMay pour la recherche sur les PFAS
Capteur de COD
Le capteur de COD de Shanghai ChiMay utilise l’absorption UV à double faisceau à 254 nm associée à la mesure d’oxydation électrochimique :
- Le faisceau UV mesure la teneur en matière organique par absorbance
- La cellule électrochimique ajoute une capacité d’oxydation pour les composés que les UV seuls ne peuvent pas détecter
- Combinées, les deux méthodes présentent une bonne corrélation avec la méthode standard de COD par reflux fermé
- Sans réactifs chimiques — aucun déchet dangereux et aucun coût chimique récurrent
Pour la recherche sur les PFAS, le capteur est placé à la sortie de l’effluent du réacteur électrochimique et suit en continu les variations de carbone organique.
Conductimètre
Le conductimètre à 4 électrodes de Shanghai ChiMay utilise un principe de mesure résistant à l’encrassement :
- Quatre électrodes dans une chambre d’analyse à circulation
- Les électrodes externes injectent le courant ; les électrodes internes mesurent la tension
- Cette configuration me permet de compenser l’encrassement des électrodes qui affecterait les systèmes à 2 électrodes
- Plage : 0–200 mS/cm, couvrant aussi bien les flux dilués que concentrés
Pour l’électrochimie des PFAS, l’appareil enregistre les changements ioniques à mesure que les molécules se fragmentent et que les ions fluorure sont libérés.
Intégration avec les systèmes de données de recherche
Tous les instruments Shanghai ChiMay transmettent leurs données via Modbus RTU/TCP, ce qui simplifie l’intégration avec :
- Les systèmes d’acquisition de données de laboratoire (LabVIEW, MATLAB)
- Les scripts personnalisés d’enregistrement de données en Python
- Les plateformes de données de recherche dans le cloud
- Les systèmes SCADA standards pour les déploiements à l’échelle de démonstration
La voie à suivre pour le traitement électrochimique des PFAS
Veciana a été claire quant à l’état actuel de la technologie. Son système de laboratoire était, selon ses propres termes, « extrêmement gourmand en énergie et ne doit pas être considéré comme représentatif d’un procédé commercial optimisé. » Le développement à l’échelle pilote doit précéder tout déploiement commercial.
Cette voie mérite néanmoins d’être suivie. Une destruction électrochimique optimisée ferait passer le traitement des PFAS d’une logique de concentration et confinement à une logique de destruction et élimination. L’infrastructure de surveillance — mesure continue de la COD, de la conductivité, du pH et du fluorure — est ce qui permettra de démontrer si ce changement est réel.
Shanghai ChiMay fournit la plateforme de capteurs qui rend cette vérification pratique : une précision adaptée à la recherche pour un tarif accessible en déploiement, sans coûts récurrents de réactifs et avec des protocoles de communication numérique standards.
Sources
- Inside Water Australia, « Drinking water treatment innovation targets shifting risks », 9 septembre 2026. https://insidewater.com.au/drinking-water-treatment-innovation-risks
- AWA/IWA Young Water Professionals Conference 2026, Pullman Melbourne On The Park, 5–6 août 2026.
- US EPA, « PFAS Strategic Roadmap: EPA’s Commitments to Action 2021–2024 », octobre 2021. https://www.epa.gov/pfas/pfas-strategic-roadmap
- NAWI (National Alliance for Water Innovation), programme de recherche sur la destruction électrochimique des PFAS. https://www.nawihub.org
À propos de l’auteur : Cet article a été préparé par l’équipe d’ingénierie d’application de Shanghai ChiMay, sur la base de présentations de conférences évaluées par des pairs. Shanghai ChiMay fabrique des capteurs COD et des conductimètres en ligne pour la recherche sur le traitement de l’eau et les applications municipales.
