Destruction des SPFA dans les milieux contaminés

Énoncé du problème

Abondamment utilisées, les substances perfluoroalkyliques et polyfluoroalkyliques (SPFA) sont connues pour persister dans l'environnement. Ces composés chimiques ne changent pas avec le temps ou se transforment en substances persistantes, ce qui entraîne leur accumulation et l'exposition à celles-ci. En plus du rôle important qu'ils jouent dans les mousses de type AFFF, qui forment une pellicule aqueuse et dont on se sert pour combattre les incendies, on les retrouve dans une multitude de produits commerciaux ou grand public, notamment les cosmétiques, les batteries de cuisine antiadhésives et les textiles. À cause de leur omniprésence et de leur persistance, les SPFA existent presque partout dans l'environnement : atmosphère, eaux superficielles et souterraines, océans, sol, eaux usées, lixiviat des sites d'enfouissement et biosolides. On en a aussi décelé quelques-unes en grande quantité lors d'études de biosurveillance sur l'être humain et les animaux. Enfin, des recherches ont révélé que les SPFA les plus courantes peuvent affecter plusieurs organes, dont le foie, les reins et la glande thyroïde, ainsi que les systèmes immunitaire, nerveux et reproductif.

La contamination des eaux superficielles et souterraines, de l'eau potable, des sédiments et du sol par les SPFA constitue désormais un enjeu pressant, en raison de la persistance et de la mobilité de ces composés.

En mai 2023, Environnement et Changement climatique Canada et Santé Canada ont publié un rapport préliminaire brossant la situation des SPFA et sollicitaient l'avis de la population. En juillet 2024, les mêmes ministères ont diffusé une Mise à jour de l'ébauche du rapport sur l'état des substances perfluoroalkyliques et polyfluoroalkyliques (SPFA) et révision du cadre de gestion des risques (document de référence n°1), ouvert aux commentaires pendant 60 jours. La mise à jour suggère que les SPFA, à l'exclusion des fluoropolymères définis dans le rapport, répondent aux critères énoncés aux alinéas 64 a) et c) de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999), car ces composés pénètrent ou peuvent pénétrer dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.

Le marché des technologies permettant de détecter, d'extraire et de détruire les SPFA évolue rapidement. En effet, on est de plus en plus conscient de cette forme de pollution et on la réglemente davantage. L'enjeu réside dans la difficulté de retirer les SPFA de l'environnement et, quand on y parvient, dans le coût élevé de leur destruction (à savoir, agents filtrants piégeant les SPFA après restauration des sites contaminés). Cependant, si on n'intervient pas et ne gère pas correctement ces polluants, leur présence autour de nous ne fera qu'empirer, et il sera de plus en plus difficile d'y remédier.

Ce défi de SIC concerne le développement de nouvelles technologies et approches permettant de détruire au moins 99 % des SPFA dans différents flux de déchets par défluoration de la chaîne des substances perfluoroalkyliques, sans pour autant engendrer de sous-produits dangereux. Si la technologie produit des dérivés, ceux-ci devront être gérés et détruits avant le moindre rejet dans l'environnement.

Résultats souhaités et éléments à considérer

Résultats essentiels (obligatoires)

La solution doit respecter les exigences qui suivent :

1. Elle doit être capable de détruire au moins 99 % des SPFA présentes dans différents milieux contaminés (sol, eaux usées, biomasse ou biosolides) ainsi que dans les milieux filtrants usés.
2. Elle doit détruire (défluorer et minéraliser à forte concentration) les SPFA à longue chaîne (≥ C8) et à courte chaîne (< C8), identifiées dans les méthodes d'analyse recommandées par le gouvernement du Canada, et ce, sans produire de dérivés toxiques (selon la définition figurant à l'article 64 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement [1999]) et en les décomposant entièrement en sous-produits non toxiques.
3. Elle doit détruire les SPFA dans les milieux filtrants employés pour le traitement, susceptibles de renfermer eux aussi des contaminants.
4. Elle doit être échelonnable et plus rentable que les méthodes de destruction existantes. Une analyse des coûts doit illustrer la viabilité économique de son application à grande échelle.
5. Elle ne doit avoir aucune incidence négative sur la santé humaine et doit respecter tous les règlements canadiens qui touchent l'environnement, ainsi que les critères et normes applicables au traitement et à l'élimination des déchets.
6. Elle doit être accompagnée d'une évaluation des risques éventuels liés à l'adoption de la technologie ou du procédé et d'une stratégie d'atténuation.
7. Elle doit détailler les méthodes dont on s'est servi pour concevoir et prouver l'efficacité de la dégradation, la durée du traitement et la consommation d'énergie.
8. Les données analytiques et les preuves d'un laboratoire agréé indépendant doivent valider la destruction et la défluoration :
   1. ex situ des SPFA présentes dans les échantillons contaminés (phase 1);
   2. in situ des SPFA présentes sur un site pilote contaminé (phase 2).

Résultats supplémentaires

La solution proposée devrait respecter les exigences qui suivent :

1. Elle devrait s'accompagner d'une étude sur le bilan de la masse fluorée et d'une analyse de la voie de destruction, des paramètres expérimentaux ainsi que de la chimie et de la synthèse des sous-produits (toxiques surtout) formés pendant le traitement.
2. Elle devrait inclure un inventaire des cycles de vie précisant la consommation d'énergie, les matériaux et les déchets à chaque étape du processus.
3. Elle devrait proposer des méthodes qui pourront s'intégrer aux infrastructures de gestion et de traitement des déchets existantes.
4. Elle devrait prioriser l'usage de matériaux et de compétences d'origine canadienne dans la mesure du possible.
5. On devrait pouvoir la déployer facilement dans un délai raisonnable.
6. Elle devrait pouvoir s'adapter à diverses conditions environnementales et degrés de contamination, notamment en permettant une extraction et une destruction sélectives, malgré l'interférence potentielle d'autres composés ou contaminants durant le processus.

Remarques :

• Les SPFA visées par le présent défi correspondent à ceux définis par l'OCDE (2021), c'est-à-dire des composés formés d'une chaîne d'atomes de carbone comprenant au moins un groupement fluoré, soit du méthyle ou du méthylène (sans atome d'hydrogène, de chlore, de brome ou d'iode rattaché), ou, à quelques exceptions près, tout composé chimique comprenant au moins un groupe méthyle (-CF₃) ou méthylène (‑CF₂-) perfluoré.
• On trouvera la définition des SPFA à chaîne longue (≥ C8) et courte (< C8) dans le document de référence numéro 1.
• Conformément aux Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada d'août 2024 (document de référence numéro 2), la concentration totale des 25 SPFA mentionnées ne devrait pas dépasser 30 ng/l.
• La méthode 1633 de l'EPA des É.-U. énumère 40 SPFA (document de référence numéro 3) que devrait couvrir la solution de destruction. Dans le cadre du défi, la solution devrait au moins détruire les SPFA qui suivent :
  1. PFOS (perfluorooctanesulfonate, ses sels et ses précurseurs);
  2. APFO (acide perfluorooctanoïque de formule moléculaire C₇F₁₅CO₂H, ses sels et ses précurseurs);
  3. APFC à LC (acides perfluorocarboxyliques à longue chaîne de formule moléculaire CnF₂n+1CO₂H où 8 ≤ n ≤ 20, leurs sels et leurs précurseurs);
  4. AD-OHFP (acide dimère d'oxyde d'hexafluoropropylène), aussi appelé GenX;
  5. APFHx (acide perfluorohexanoïque);
  6. APFS (acide perfluorohexanesulfonique);
  7. ASFT 6:2 (acide sulfonique fluorotélomérique, 6:2);
  8. APFHp (acide perfluoroheptanoïque);
  9. APFN (acide perfluorononanoïque);
  10. APFPe (acide perfluoropentanoïque);
  11. APFB (acide perfluorobutanesulfonique).
• Les promoteurs du défi fourniront les échantillons contaminés qui serviront aux essais et à la validation de la phase 1.
• Lors de la phase 2, les promoteurs du défi donneront accès à un site contaminé où aura lieu la démonstration. Il se pourrait qu'on doive obtenir une cote de sécurité pour y accéder.
• Les échantillons contaminés par les SPFA ou les milieux filtrants usés devront être éliminés ou traités conformément aux règlements, aux normes et aux critères canadiens sur l'environnement applicables au traitement et à l'élimination des déchets.

Historique et contexte

Les enquêtes sur les SPFA, l'évaluation de ces dernières, leur extraction et leur destruction, estime-t-on, représentent le marché mondial à la croissance la plus rapide dans le secteur de l'environnement, car beaucoup de sites contaminés doivent être restaurés. Les sites pollués par les SPFA se comptent par milliers en Amérique du Nord (document de référence numéro 4, en anglais seulement). Cela comprend des installations industrielles, des aéroports, des bases militaires et des décharges municipales. Ainsi, on soupçonne ou on a confirmé la contamination de bases militaires et d'aéroports canadiens par les SPFA (document de référence numéro 5, en anglais seulement). Les services d'extraction et de destruction des SPFA représentent donc une grande valeur marchande, susceptible d'atteindre plusieurs milliards de dollars d'ici 2030. En outre, le marché de la gestion des résidus de SPFA devrait se chiffrer à 2,9 G$ US d'ici 2031 (document de référence numéro 6, en anglais seulement).

Ce défi s'inscrit dans la promesse du Canada (document de référence numéro 7) de mettre la santé et la sécurité de la population ainsi que l'environnement à l'abri des effets nocifs des SPFA.

Plusieurs subventions pourraient être accordées dans le cadre de ce défi.

Phase 1. Les candidats retenus testeront la solution proposée en laboratoire. Ils fourniront la preuve de sa faisabilité après avoir réalisé des tests ex situ sur les échantillons d'eau, de sol ou de biosolides contaminés par des SPFA et comparé la concentration de SPFA avant et après le traitement. Les risques et les avantages associés à l'adoption de la technologie ou du procédé suggérés devraient être précisés à cette étape.

• Montant maximal disponible pour une subvention dans le cadre de la phase 1 du défi : 200 000 $ CA
• Durée maximale d'un projet subventionné dans le cadre de la phase 1 : 6 mois
• Nombre estimé de subventions pour la phase 1 : 3

Phase 2. Cette phase concerne la R-D sur la solution proposée. Son objectif consiste à organiser une démonstration en vue d'essais in situ avant et après la destruction des SPFA sur un site contaminé.

• Montant maximal disponible pour une subvention dans le cadre de la phase 2 du défi : 1 500 000 $ CA
• Durée maximale d'un projet subventionné dans le cadre de la phase 2 du défi : 18 mois
  • Remarque : Seules les entreprises admissibles qui ont franchi la phase 1 seront envisagées pour la phase 2.
• Nombre estimé de subventions pour la phase 2 : 1

Remarque : Les entreprises retenues ne peuvent recevoir qu'une subvention par phase du défi.

Les informations divulguées ici le sont de bonne foi et n'obligent pas le gouvernement du Canada à octroyer des subventions égales à la valeur totale maximale du financement. Le gouvernement du Canada déterminera le nombre de subventions qui seront octroyées dans le cadre des phases 1 et 2 d'après divers facteurs, comme les résultats de l'évaluation, les priorités ministérielles et la disponibilité des fonds. Le gouvernement du Canada se réserve le droit de n'accorder qu'une partie des subventions et de négocier d'éventuelles réorientations du projet.

Déplacements 

On ne prévoit aucun déplacement durant la phase 1 du défi.

Les candidats retenus pourraient devoir se rendre jusqu'au site de l'essai pilote lors de la phase 2.

Réunion de lancement

Les communications se feront par téléphone ou vidéoconférence.

Réunion(s) de progrès

Les réunions d'étape éventuelles se feront par téléphone ou vidéoconférence.

Réunion d'examen final

Les communications se feront par téléphone ou vidéoconférence.

Les propositions de solutions peuvent uniquement être présentées par une petite entreprise qui satisfait aux critères suivants :

• être à but lucratif
• être constituée au Canada (au fédéral ou au provincial)
• compter au plus 499 employés équivalent temps plein (ETP)^{Note de bas de page **}
• mener des activités de recherche-développement au Canada
• verser présentement au moins 50 % de ses salaires, rémunérations et honoraires annuels à des employés et à des entrepreneurs qui passent la majeure partie de leurs heures de travail au Canada^{Note de bas de page **}
• compter au moins 50 % de ses employés ETP dont le lieu de travail habituel est au Canada^{Note de bas de page **}
• compter au moins 50 % de ses cadres supérieurs (vice-président ou niveaux supérieurs) dont la résidence principale est au Canada^{Note de bas de page **}

Pour plus d'information, veuillez adresser vos questions concernant ce défi en particulier à solutions@ised-isde.gc.ca.

Toutes les demandes de renseignements doivent être présentées au moins dix jours civils avant la date de clôture. Pour ce qui est des demandes de renseignements reçues après ce délai, il est possible qu'on ne puisse pas y répondre.

Un lexique est aussi disponible.