PREFIBIO : vers une nouvelle génération de retardateurs respectueux de l’environnement pour lutter contre les incendies ?

Avec ses quelques 17,6 millions d’hectares de forêts dans l’hexagone et en Corse, et plus de 26 millions avec les départements d’Outre-mer, la France est un grand pays forestier. Fragilisé par les fortes chaleurs et les épisodes de sécheresse qui se multiplient. Le risque incendie, qui concernait majoritairement le sud du pays, se propage rapidement à l’ensemble du territoire. Entre 2006 et 2021, 15 700 hectares de forêts sont partis en moyenne chaque année en fumée selon l’Office national des forêts. L’année 2022 a été exceptionnelle, avec plus de 70 000 hectares détruits. 2026 prévoit d’être celle de tous les records : plus de 42 000 pour le seul département de la Gironde. L’évolution rapide des conditions climatiques et météorologiques laisse craindre une augmentation de la fréquence et de l’intensité des grands feux.

Concevoir les retardateurs de demain

En France, quelques retardateurs de feu sont homologués et commercialisés. Mais pour faire face aux feux de forêt, seul le célèbre Fire-Trol 931 peut être utilisé par les forces opérationnelles de la Sécurité civile¹. Efficace durant plusieurs semaines, « son impact à long terme sur l’environnement peut poser question » souligne Maude Jimenez, chimiste, chercheuse à l’Unité Matériaux Et Transformation (UMET, UMR CNRS-Université de Lille-INRAE-Centrale Lille Institut) et Professeure à l’Université de Lille qui coordonne le projet ANR PREFIBIO. Composé à plus de 80 % d’eau au moment du largage, le Fire-Trol 931 contient notamment de l’ammonium polyphosphate - l’agent anti-feu -, des inhibiteurs de corrosion et de l’oxyde de fer lui conférant cette couleur rouge. « L’ammonium polyphosphate est similaire aux sels que l’on retrouve dans les engrais utilisés en agriculture. Les épandages apportent ainsi du phosphore et de l’azote au niveau des sols. » ajoute Lola Zavattoni, ingénieure-chimiste qui mène sa thèse dans le cadre du projet PREFIBIO. Susceptible d’être lessivée par les pluies et d’entrainer une prolifération d’algues si elle venait jusque dans les cours d’eau, cette pollution reste néanmoins ponctuelle et sans commune mesure avec les impacts de ces incendies majeurs. « Le Fire-Trol 931, s’il n’est pas forcément nocif pour l’environnement, est composé de phosphate, dont les minerais sont extraits dans des carrières principalement au Maroc, en Chine ou aux Etats-Unis, commente Maude Jimenez. L’ammoniaque est, lui, produit en partie à base de gaz naturel. Le processus de fabrication de ces retardants, où l’on mélange de l’acide phosphorique et de l’ammoniaque à haute température, reste gourmand en énergie. »

PREFIBIO vise ainsi à élaborer des solutions biosourcées², biodégradables et non toxiques pour lutter contre les feux de forêt, en intégrant l’ensemble de leur cycle de vie, de la formulation à l’évaluation de leur impact environnemental. Un enjeu majeur est de garantir des performances au moins équivalentes à celles des produits actuellement utilisés. Le projet réunit des spécialistes de la chimie, des matériaux, du feu, de l’écotoxicologie, de la biodégradabilité et des sciences sociales, ainsi que l’entreprise française BIOEX, basée à Lyon, qui produit des mousses anti-incendie écologiques. Ce partenariat vise notamment à permettre un changement d’échelle si les produits testés par les scientifiques s’avéraient commercialisables à grande échelle.

La ressource en eau, un enjeu majeur

Dans le cadre du projet PREFIBIO, les scientifiques sont aux avant-postes. Ils travaillent sur deux familles complémentaires de retardants : des retardants dits long terme (le produit rouge actuellement médiatisé) ; et des retardants dits court terme. « Aujourd’hui, pour lutter contre les incendies de forêt, on utilise un retardateur long terme, c’est-à-dire censé être efficace dans le temps, avant l’arrivée du feu et y compris lorsque l’eau contenue dans le produit s’évapore. Il va donc être appliqué en prévention sur les zones à risques, notamment à proximité des habitations ou sur des zones stratégiques menacées par les flammes » explique Jean-Valère Lorenzetti, chercheur (et sapeur-pompier volontaire du service d’incendie et de secours de Corse-du-Sud) au sein du laboratoire Sciences Pour l'Environnement (SPE, UMR CNRS 6134, Université de Corse / CNRS) à Corte, partenaire de PREFIBIO qui s’est spécialisé dans les incendies de végétation. Les retardateurs court terme, sous forme de gels ou de mousses biodégradables, permettent, eux, d’éteindre les flammes, à l’image des extincteurs de feu classiques ou du produit utilisé par les camions des pompiers. Aux Etats-Unis, ces deux types de retardateurs sont utilisés dans la stratégie de lutte contre les incendies de forêt. En France, ce double usage ne fait pas encore partie de la doctrine opérationnelle.

Avec l’augmentation de la fréquence des incendies, l’urbanisation des zones à risque mais aussi une diminution des ressources en eau, « cette doctrine pourrait évoluer pour rendre l’extinction des feux plus efficaces avec moins d’eau. Les techniques des services d'incendie et de secours évoluent très vite et doivent évoluer très vite compte tenu de l’extension et de l’intensification du risque. » souligne Jean-Valère Lorenzetti. « Pour utiliser les produits actuels, il faut prendre de l’eau où il y en a. Mais selon la source d’approvisionnement, cette eau n’a pas la même dureté, soit la même concentration en sels minéraux. » rappelle Anne-Laure Fameau, directrice de recherche Inrae, physico-chimiste, spécialiste en formulation des tensioactifs et des mousses. Face à ces enjeux, l’ambition de PREFIBIO est aussi de parvenir à utiliser de l’eau de mer pour la formulation de mousses. « C’est l’un de nos principaux défis. Il faut donc créer une formule robuste, un produit moussant qui permet d’avoir toujours les mêmes propriétés et la même efficacité quelles que soient la météo ou l’eau utilisée - eau de mer, eau de ville, qu’on soit dans le nord ou le sud de la France. » poursuit-elle. Dans le cadre du projet, les tests réalisés avec une eau proche de celle de l’eau de mer se sont avérés encourageants.

Des protéines végétales pour ralentir les flammes

Parmi leurs meilleurs candidats, des retardateurs formulés à base d’un mélange de protéines végétales et de tensioactifs biosourcés. « L’objectif est de partir des produits qui ne sont pas utilisés pour l’alimentation humaine et animale, et qui présentent des bonnes propriétés moussantes et mouillantes pour éteindre le feu efficacement. Nous avons identifié ainsi une protéine végétale, et des savons d’origine végétale » précise Anne-Laure Fameau. « Pour les retardants dits long terme, le but est de créer un produit dit intumescent, qui, sous l’effet de la chaleur, va pouvoir protéger la végétation en formant tout autour une couche isolante » ajoute- Lola Zavattoni. Concevoir un produit intumescent nécessite la réunion de plusieurs ingrédients : une source de carbone, un acide, un agent gonflant, des agents qui vont aider à améliorer la viscosité du produit et l’acidité (le pH) qui, elle, a un impact sur la corrosion. Lola Zavattoni s’est intéressée à certains déchets industriels. « Nous avons identifié une protéine, disponible en quantité, qui présente des caractéristiques intéressantes en termes de de propriétés anti-feu » précise la doctorante qui mène sa thèse dans le cadre du projet sur les retardateurs à long terme à faible impact environnemental.

Au-delà de la formulation elle-même, la forme du produit pourrait aussi transformer son utilisation sur le terrain. « Sur ce point, le mieux est d’avoir des formulations sous forme de poudre que les sapeurs-pompiers vont pouvoir stocker, transporter facilement, et réhydrater rapidement. » rappelle Anne-Laure Fameau, « des poudres utilisables aussi bien par les gros camions que par les pompiers qui, déjà chargés par leurs lourds équipements, doivent attaquer le feu à pieds ». Au-delà de ces nombreux défis, le projet PREFIBIO s’intéresse également à l’acceptabilité sociale des produits retardants actuels et aux conséquences d’un changement de pratiques pour les pompiers, les pouvoirs publics et la population. « Une équipe de l’Institut Agro Rennes Angers, partenaire du projet, a commencé à mener des entretiens pour comprendre comment sont acceptés les produits anti-feux, comme ce retardant rouge, ou si les pompiers seraient prêts à changer d’équipement si un nouveau produit, à base de poudre par exemple, était développé. » souligne Maude Jimenez.

Du laboratoire aux conditions proches du réel

Afin qu’ils soient homologués et avant de pouvoir être utilisés par les acteurs de la Sécurité civile, les produits retardants doivent aussi répondre à un cahier des charges stricte et prédéfini, le référentiel du Ceren³, le Centre d’essais et de recherche pour l’application des moyens de prévention et de lutte contre les feux. « Pour qu’un produit soit achetable, il doit avoir la certification Sécurité civile française, qui encadre les moyens de largage de retardant » précise Jean-Valère Lorenzetti – à l’image, en France, des Canadair (qui peuvent en larguer six tonnes), des Dash (10 tonnes), des bombardiers d’eau, etc. « Biosourcé ou non, un produit moins efficace que l’actuel ne sera pas mis sur le marché. L’enjeu de nos recherches est de produire des données scientifiques. Nous récoltons ainsi tout un tas de paramètres, de métriques sur la performance de ces produits à plusieurs échelles qui vont pouvoir faire avancer la science des incendies » précise Jean-Valère Lorenzetti. A l’Université de Lille, les scientifiques mènent ainsi des tests de propagation en laboratoire à petite et moyenne échelle sur la plateforme FIRERESIST pour entraver l’avancée du front de flamme. « Il s’agit de voir comment nos solutions performent par rapport aux produits commerciaux, à partir de plusieurs conditions d’eau, de dureté. Nos premiers résultats sont, sur les retardants court terme, concluants » ajoute-t-il.

A plus grande échelle, c’est en Corse, au laboratoire SPE (qui travaille spécifiquement sur les sciences de l’incendie et des feux de forêt), que seront menés les essais. Les chercheurs y disposent d’une plateforme d’essai unique, EXPLORII, reproduisant une interface typique entre la végétation et l’habitat : « une maison témoin construite spécifiquement sur un terrain, bourrée de capteurs, où l’on va pouvoir faire brûler des combustibles, toutes sortes de végétation, dans des conditions proches de la réalité » explique le chercheur. Réalisées en comparaison avec des références commerciales, ces différentes échelles de tests sont « toutes très importantes et toutes complémentaires » pour mieux comprendre les performances des produits et leur comportement à mesure que l’on se rapproche des conditions opérationnelles.