Des chimistes tchèques ont développé des essaims de microrobots magnétiques capables d’éliminer jusqu’à 94 % des microplastiques dans l’eau et 80,6 % dans le sol. Sans moteur ni batterie, ces dispositifs faits de MXène et de nickel utilisent des champs magnétiques pour nettoyer les milieux fermés en une heure d’expérience.
Filtrer des flux d’eau relève d’une technique bien rodée qui pousse les liquides à travers des membranes, mais extraire des fragments de plastique d’une poignée de terre pose un défi bien plus complexe. Les débris microscopiques se glissent profondément entre les grains minéraux et la matière organique sans qu’aucun filtre conventionnel ne puisse les atteindre. Pour répondre à ce problème, des chimistes tchèques ont conçu une approche inverse : au lieu de faire circuler le milieu pollué dans un dispositif, ils envoient le dispositif directement au cœur de la pollution, selon les travaux publiés le 1er août 2026 dans la revue NPG Asia Materials par Jeonghyo Kim, Apabrita Mallick, Su-Jin Song et Martin Pumera.
Des grains de MXène propulsés par un aimant externe
Ces microrobots se passent totalement de composants mécaniques complexes. Ils consistent en de simples grains de MXène, un matériau feuilleté dont les lamelles ultrafines s’empilent à la manière des pages entrouvertes d’un livre. Sur ces structures, les chercheurs ont fixé des nanoparticules de nickel mesurant 500 nanomètres. L’ensemble fonctionne sans moteur, sans batterie et sans électronique embarquée.
Un champ magnétique tournant, appliqué depuis l’extérieur, fait pivoter le nickel et entraîne chaque unité dans un mouvement de culbute progressif atteignant 22 micromètres par seconde au maximum. C’est la surface du MXène qui fait toute la différence grâce à ses feuillets porteurs de groupements chimiques. Ceux-ci retiennent les fragments de plastique par attraction électrostatique et liaisons de faible énergie. Dès qu’un robot entre en collision avec une particule, celle-ci s’y fixe. À la fin du processus, l’approche d’un aimant permet de rapatrier d’un seul geste la flottille entière et sa cargaison.
Des performances mesurées dans l’eau et dans le sol
Lâchés par milliers, les engins génèrent des tourbillons miniatures qui rabattent les particules dispersées vers le cœur de l’essaim. Lorsqu’un débris dépasse la taille d’un seul robot, plusieurs dispositifs s’unissent pour l’encercler et le convoyer. Dans la terre, leur rotation collective produit des forces de cisaillement capables de décoller les plastiques coincés entre les agrégats, une action impossible pour un matériau immobile.
Au bout d’une heure d’expérience en laboratoire sur des plastiques modèles, les chiffres s’avèrent précis :
| Milieu testé | Type de plastique | Essaim de microrobots | MXène immobile (passif) |
|---|---|---|---|
| Eau | Polystyrène | 94 % | 81,1 % |
| Eau | PET (bouteilles) | 89,2 % | 74,4 % |
| Sol modèle | Polystyrène | 80,6 % | Non spécifié |
| Sol modèle | PET | 72,2 % | Non spécifié |
La comparaison avec un MXène laissé immobile met en évidence l’efficacité du mouvement tournant, le matériau passif captant par exemple 81,1 % du polystyrène dans l’eau, soit treize points de moins que l’essaim actif.
Le défi environnemental du nickel et les limites d’utilisation
Malgré ces rendements élevés, le système comporte des zones d’ombre notables. Le nickel utilisé pour le guidage magnétique représente une source de toxicité potentielle. En se corrodant, il libère des ions toxiques pour les plantes et les micro-organismes du sol, et la récupération par aimant n’atteint jamais une fiabilité absolue de 100 %. Un robot perdu, c’est une pollution métallique substituée à une pollution plastique
, soulignent les chercheurs, qui appellent à identifier des matériaux magnétiques plus inoffensifs avant tout usage à grande échelle.
De plus, ces tests ont été menés en éprouvette sur deux plastiques modèles en l’espace d’une heure. En conditions réelles, la nature confronte les milieux à un mélange complexe de polyéthylène, de fibres textiles, de poussières de pneus et de résidus de peinture, souvent recouverts de biofilms. Les auteurs reconnaissent que leur technologie n’a pas encore été éprouvée en milieu ouvert ni sur des cycles d’utilisation répétés.
Ces essaims se destinent donc exclusivement à des enceintes fermées, telles que les sorties de stations d’épuration, les effluents industriels ou le traitement de terres excavées en cuve. Ce positionnement technique répond à un cadre réglementaire strict en Europe, marqué par l’objectif de l’Union européenne de réduire de 30 % les rejets de microplastiques d’ici 2030, ainsi que par le règlement 2025/2365 du 12 novembre 2025 qui contraint les industriels à prévenir toute perte de granulés plastiques.