Microplastiques en Méditerranée : une bombe écologique à retardement

AE : 290 milliards de micro-déchets plastiques flottants dérivent sur le bassin nord-occidental méditerranéen, selon les données recueillies lors des campagnes en 2010 et 2011. Fin février dernier, l'expédition MED a dévoilé les premiers résultats des campagnes 2012 et 2013 en mer Ligure. Quels sont-ils ?
Bruno Dumontet : Les campagnes scientifiques ont été menées sous la coordination de l'Observatoire océanologique de Villefranche-sur-Mer (06) en mer Liguro Provençale, sur les côtes françaises et italiennes. Nous sommes partis en mer durant six semaines au cours de l'été 2012 et de l'été 2013. Il était plus intéressant, pour nous scientifiques, de rester de manière régulière dans cette zone pour valider nos protocoles d'étude sur les déchets plastiques marins. Il s'agit de prélèvements réalisés en surface de plastiques microscopiques, de taille de 0,3 à 5 mm, et de diverses compositions : filaments, polystyrène, films minces en plastique. La majorité des plastiques retrouvés en mer proviennent de la fragmentation des emballages, charriés par les courants. L'université de Lorient, partenaire de l'expédition, a identifié l'origine des familles des plastiques collectés telles que le polyéthylène (PE) ou le polypropylène (PP). On trouve également des micro-billes de plastique, dans les produits cosmétiques d'épilation ou de gommage, qui ne sont pas retenues dans les stations d'épuration et qui, en fin de parcours, se retrouvent à la mer.
Selon nos premières estimations, la quantité moyenne est entre 13.000 et 300.000 débris plastiques flottants par km² en mer de Ligure. Leur concentration excède par endroits celle retrouvée dans le gyre du Pacifique : une nappe de déchets plastiques trois à quatre fois plus grande que la France ! Nous restons dans les mêmes proportions que les particules de plastiques collectées en 2010 et 2011 en Méditerranée nord-occidentale. Cela confirme les résultats précédents. D'où l'intérêt de croiser ces données sur plusieurs années pour aboutir à une moyenne de collecte relativement fiable sur ce bassin.
AE : Comment avez-vous procédé pour la collecte ?
B.D. : Nous avons prélevé des petits poissons lanternes de type myctophidés, qui ingèrent ces microplastiques en les confondant avec le plancton, base de la chaîne alimentaire. Les prélèvements se sont déroulés la nuit lorsque les poissons lanternes remontent pour se nourrir. Les analyses ont pour but de vérifier si les plastiques retrouvés dans leur estomac sont gorgés de polluants chimiques (DDT organochloré, bisphénol…). On soupçonne déjà qu'il est possible que ces polluants passent dans les tissus des organismes filtreurs comme les moules. C'est l'une des recherches que nous menons avec l'université publique de Berlin. Les analyses sur ces polluants organiques persistants (POPs) sont toutefois longues et compliquées pour en tirer aujourd'hui des statistiques.
AE : Quel impact les microplastiques ont-ils sur la biodiversité et la chaîne alimentaire ?
B.D : Des études récentes ont montré des concentrations de polluants en haut de la chaîne trophique des poissons comme les gros thons. Ces polluants sont donc capables d'être transférés à la faune sauvage et peuvent impacter les stocks de pêche. Une étude récente de chercheurs de San Diego (Californie) confirme que le plastique dérivant en mer se charge de toxines diverses puis contamine les animaux marins qui les ingèrent. Selon cette étude, en vertu du principe de biomagnification, le taux de toxines augmenterait et se concentrerait de plus en plus au fur et à mesure que l'on remonte la chaîne alimentaire, jusqu'à atteindre l'Homme. Or, ces polluants posent de nombreux problèmes sanitaires et écologiques car ils ont la propriété d'être des perturbateurs des systèmes hormonaux des animaux y compris l'Homme, avec comme conséquences la baisse des capacités de reproduction et des facultés immunitaires.
Colonisés par des micro-organismes et dispersés par les courants, ces microplastiques sont également à l'origine de l'apparition d'espèces invasives qui mettent en péril la biodiversité marine.
AE : L'expédition MED souhaite examiner le rôle du plastique en tant que substrat pour la prolifération microbienne. Pour quelle raison ?
B.D : Nous soupçonnons que ces microplastiques peuvent servir de support pour le développement de certaines bactéries et microbes. Des bactéries pathogènes y proliféreraient, selon des observations. Nous voulons aller plus loin dans nos recherches pour identifier la présence des bactéries dans ces microplastiques et savoir quels risques ils font courir aussi bien pour la faune marine que pour les hommes éventuellement. Une publication est prévue pour la fin d'année qui va reprendre les résultats des analyses de tous nos prélèvements de microplastiques réalisés depuis 2010.
AE : Vous repartez en expédition cet été 2014. Quel est le programme de recherche ?
B.D : Nous partons pour deux mois en juillet et en août prochain pour quantifier les microplastiques flottant sur le bassin occidental méditerranéen, c'est-à-dire les côtes françaises, espagnoles, Gibraltar mais aussi le Maroc, l'Algérie, la Tunisie, Malte et les Baléares. Nous allons mener d'autres études comparatives puisque nos protocoles de recherche sont désormais au point. Cette année, nous allons plus loin en réalisant des prélèvements de microfibres - de taille jusqu'au micron - provenant du lavage des textiles rejetés en mer. Il s'agit des fibres de vêtement synthétiques, en nylon ou en polyamide que l'on examinera à partir des prochaines campagnes. Il est nécessaire de trouver les matériels adéquats pour faire ces analyses. En partenariat avec l'université de Toulon, nous allons également mener des recherches sur la distribution des macrodéchets en mer par les courants Nous avons mis au point un nouveau protocole que nous testerons cet été.
AE : Et à terme, que visez-vous ?
B.D : Il s'agit pour l'heure de prélèvements en surface de fragments. La poursuite de nos investigations visent à prélever et analyser les microplastiques présents à différents étages de la colonne d'eau sur 50 m de profondeur voire 100 m. Mais pour continuer nos prochaines campagnes, nous avons besoin de moyens financiers publics et privés supplémentaires. Des citoyens écovolontaires contribuent déjà à l'expédition en embarquant avec nous. C'est "ric-rac" mais nous avons réussi à partir en mer tous les ans. Au niveau européen, nous attendons les résultats de la campagne 2014 pour candidater à l'appel à projet Life + 2015 qui nous permettrait peut-être d'avoir des financements les trois prochaines années.
AE : Que préconise l'expédition MED pour enrayer cette pollution ? Et éviter le "point de non-retour en 2030" dénoncé dans un rapport parlementaire ?
B.D : L'objectif est de tirer la sonnette d'alarme et de trouver des solutions pour stopper cette pollution. Il est déjà trop tard pour ces microfragments présents en mer Méditerranée qui est une mer semi-fermée. Si on continue à ce rythme dans quelques décennies, nous allons faire face à une bombe écologique à retardement ! Il y a urgence ! La Commission européenne a développé des méthodes pour évaluer l'ampleur de la distribution et le devenir des déchets marins. Cette activité se déroule conformément à la directive-cadre Stratégie pour le milieu marin, adoptée en 2008, dont les microplastiques sont un des critères à évaluer pour arriver au bon état écologique des eaux marines d'ici à 2020. Mais les outils mis en place par Bruxelles sont en décalage par rapport à la situation réelle.
AE : La Commission européenne prévoit pourtant de fixer un objectif quantitatif de réduction des déchets marins en 2020, en renforçant la réglementation.
B.D : Du fait de la distribution par les courants de ces microplastiques, la directive "Stratégie pour le milieu marin" sera sans effets, si tous les pays du littoral méditerranéen ne sont pas associés à cette démarche pour gérer cette pollution. L'enjeu est géopolitique. Une approche transméditerranéenne avec les pays de la rive Sud est donc indispensable pour appréhender cette problématique d'une manière globale. Sinon, cela ne sert strictement à rien ! Il est donc nécessaire d'associer également les populations, les acteurs scientifiques et associatifs du littoral méditerranéen pour contribuer à mettre en place les outils juridiques et environnementaux. L'UE laisse aux Etats membres le choix dans la façon de réduire les sacs plastiques sans pour autant les taxer, alors qu'on obtiendrait des résultats. Il y a des lobbies et tout dépend des choix politiques. Si on mettait en place les bonnes lois au bon moment, nous pourrions déjà réduire considérablement cette pollution. Le jour où l'on réagira, je pense qu'il sera déjà trop tard. L'horizon 2020-2030 n'est pas loin…

Alléchant, une production de biomasse donc d'énergie, une absorption accrue du CO2 alors que sa teneur augmente constamment dans l'atmosphère

Chercheurs au célèbre Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont présenté le 16 mars un moyen d'améliorer les performances de la plus ancienne et aussi de la plus indispensable des usines de la Terre : le chloroplaste. Pour ceux qui auraient oublié leurs cours de SVT du collège, ce nom recouvre ces petites structures présentes chez les végétaux, dans lesquelles se produit la photosynthèse. C'est là qu'à partir de l'énergie du Soleil, d'eau et du gaz carbonique présent dans l'air, les plantes et les algues fabriquent les sucres qui vont alimenter leur croissance. La photosynthèse constitue probablement la réaction chimique la plus importante sur notre planète, non seulement parce qu'elle rejette de l'oxygène mais aussi parce que, sur un plan plus terre à terre, elle est à l'origine de toute la matière organique dont sont issus le charbon, le pétrole, le gaz naturel qui ont permis notre civilisation moderne... Grâce au chloroplaste, on a stocké l'énergie de notre étoile dans des matériaux combustibles.
Même si on lui doit beaucoup, il faut bien reconnaître que le chloroplaste ne s'avère pas d'une efficacité folle, notamment parce qu'il n'est spécialisé que dans une petite fraction du spectre lumineux. Pour le dire autrement, il est incapable de traiter toute une partie des rayons du Soleil et de tirer profit de leur énergie. Les chercheurs du MIT se sont donc demandé comment améliorer, optimiser, ses performances. Et ils ont pensé aux nanotubes de carbone, de minuscules tuyaux faits de carbone pur qui absorbent la lumière sur un spectre plus large, allant des infra-rouges aux ultra-violets.
Il ne restait plus qu'à insérer ces nanoparticules dans le chloroplaste des cellules végétales sans rien endommager au passage. La partie la plus compliquée de l'exercice a donc consisté à mettre au point un enrobage pour les nanotubes de carbone afin de leur permettre, une fois badigeonnés sur des feuilles d'arabette des dames (Arabidopsis thaliana), de pénétrer à l'intérieur des cellules puis de passer la double membrane qui entoure le chloroplaste. Une fois cette infiltration réussie, les chercheurs se sont aperçus que les réactions de photosynthèse avaient augmenté d'environ 30 % dans la plante, sans que celle-ci semble souffrir de la "greffe". Ils supposent que les nanotubes de carbone ont permis de capturer et d'exploiter des photons (particules de lumière) émis dans l'infra-rouge, l'ultra-violet ou la partie verte du spectre lumineux.
Dans un second volet de l'étude, les chimistes du MIT ont profité de leur technologie d'infiltration pour insérer dans les plantes des nanotubes de carbone spécialement traités dans le but de signaler la présence de monoxyde d'azote (NO), un polluant atmosphérique qui se forme notamment dans les moteurs de voitures. Cette opération ayant réussi, les auteurs de l'article pensent déjà à la fabrication de biocapteurs végétaux détectant dans l'air des molécules dangereuses pour la santé. Ils imaginent également l'inverse : l'intégration de chloroplastes dans des matériaux biosynthétiques, mi-biologiques, mi-artificiels, qui seraient capables de grandir et de se réparer eux-mêmes en utilisant la photosynthèse comme source d'énergie et de matière. La plante bionique est à peine inventée que l'on songe déjà à l'étape suivante, le robot-plante...

SELON UNE ÉTUDE – La NASA prévoit la fin de la civilisation

Une étude du Centre de vols spatiaux Goddard de la NASA relayée par la RTBF explique que la civilisation tel que nous la connaissons aujourd'hui pourrait bien disparaître dans les prochaines décennies en raison d'un problème de gestion des ressources naturelles et d'une mauvaise répartition des richesses.
L'étude se fonde sur un nouvel outil analytique, baptisé "HANDY", pour Human and Nature Dynamical, mis au point par le mathématicien Safa Motesharrei du Centre national de synthèse socio-environnemental. L'étude a été publiée dans le Elsevier Journal Ecological Economics.
En étudiant l'histoire des civilisations, les chercheurs ont ainsi mis en évidence les raisons qui ont contribué à leur chute, que ce soit les Mayas ou encore l'empire romain. Une série de facteurs liés entre eux seraient donc à prendre en compte, parmi lesquels le climat, la population, l'eau, l'agriculture ou encore l'énergie.
Selon la RTBF, Safa Motesharri et ses collègues expliquent qu'il y a deux scénarios possibles pour l'homme du XXI^e siècle. Le premier serait la réduction, par la famine, des populations pauvres. "Dans ce cas, la destruction de notre monde ne serait donc pas due à des raisons climatiques, mais à la disparition des travailleurs", note le site belge d'information.
"Le second scénario catastrophe repose sur la surconsommation des ressources qui entraînerait un déclin des populations pauvres, suivi par celui, décalé dans le temps, des populations riches", ajoute-t-il.
Fait notable, selon les chercheurs, plusieurs empires ont disparu notamment à cause de l'aveuglement des élites qui, jusqu'au bout, se croyaient protégées et ont refusé de réformer leur système de vivre-ensemble.
Si ces scénarios paraissent difficiles à éviter, les scientifiques mettent en avant la nécessité urgente de "réduire les inégalités économiques afin d’assurer une distribution plus juste des ressources, et de réduire considérablement la consommation de ressources en s’appuyant sur des ressources renouvelables moins intensives et sur une croissance moindre de la population."

OGM : le ministère de l'Agriculture américain dresse un bilan contrasté après 15 ans de culture

En 15 ans, les OGM se sont largement imposés aux Etats-Unis, notamment pour le soja, le maïs et le coton. La résistance des adventices fait son apparition, en particulier s'agissant des mauvaises herbes devenues résistantes au glyphosate.
Les semences génétiquement modifiées (GM) sont disponibles depuis 1996 aux Etats-Unis. Aujourd'hui, les cultures de maïs, de soja et de coton GM constituent l'écrasante majorité des parcelles cultivées avec des organismes génétiquement modifiés (OGM). En 2013, quelque 56 millions d'hectares (130 millions d'acres) étaient plantés de cultures transgéniques, soit la moitié des terres cultivées aux Etats-Unis.
Tel est le constat dressé par le ministère de l'Agriculture des Etats-Unis qui vient de réaliser le bilan de plus de 15 ans de culture de plantes génétiquement modifiées (PGM). Au delà de leur progression fulgurante, le document de 60 pages pointe les premières conséquences environnementales, notamment en matière de résistance des adventices.
Pour certaines cultures, les OGM tolérants aux herbicides sont quasiment devenus la norme. En 2013, 93% des surfaces plantées en soja l'ont été avec des variétés GM tolérantes aux herbicides, et tout particulièrement au glyphosate. La surface plantée avec des OGM de ce type représentait 85% de l'ensemble des surfaces dédiées au maïs et 75% de celles plantées en coton. Quant aux semences résistantes aux insectes (Bt), leur culture s'étend sur 75% de la surface agricole des Etats-Unis. Le Maïs Bt couvre ainsi 76% des surfaces consacrées à cette culture.
Résultats nuancés en terme de rendement
S'agissant des rendements agricoles, l'étude du ministère de l'Agriculture américain fait état de résultats mitigés. Si les semences Bt améliorent les rendements en limitant les pertes causées par certains ravageurs, les résultats des semences tolérantes aux herbicides sont "nuancés", explique le ministère.
"Généralement, les semences combinant les modifications génétiques ont tendance à avoir de meilleurs rendements que les semences conventionnelles ou que les semences n'ayant qu'une modification génétique", explique le document. En conséquence, la surface cultivée en maïs combinant les modifications génétiques est passée de 1% de l'ensemble des surfaces dédiées au maïs en 2000 à 71% en 2013. Ces semences multi résistantes sont aujourd'hui utilisées pour 67% des cultures de coton.
Sur le plan financier, le retour sur investissement est mitigé voire inexistant pour les semences Bt. Pour que le recours aux OGM soit rentable, il faut que les revenus supplémentaires tirés des gains de rendement induits par les PGM ainsi que les économies réalisées sur les produits phytosanitaires compensent le surcoût des semences GM. Pour les semences Bt cela n'arrive que lorsque "la pression des insectes nuisibles est élevée". Seul le soja résistant aux herbicides semble réellement augmenter le revenu des agriculteurs car il limite les travaux agricoles et libère du temps pour d'autres activités rémunérées, que ce soit sur l'exploitation ou hors exploitation.
Apparition des premiers signes de résistance
Concernant l'usage des produits phytosanitaires, le rapport constate que "l'usage d'insecticides a baissé, aussi bien chez les agriculteurs ayant recours à des maïs Bt que chez ceux utilisant des semences non GM". Ainsi, seuls 9% des maïsiculteurs américains ont eu recours à des insecticides en 2010. "L'usage d'insecticide sur les plantations de maïs est passé de 235 g par hectare [0,21 livre par acre] en 1995 à 22 g par hectare [0,02 livre par acre] en 2010", rapporte le ministère. Le document précise que ce résultat est "en accord avec le déclin régulier des populations de pyrale du maïs, déclin observé au cour de la décennie passée et dont il a été démontré qu'il résulte directement de l'adoption des semences Bt".
Revers de la médaille, si la création de zones refuges plantées avec des semences non Bt a aidé à retarder la résistance des insectes aux plantes Bt, "des indications montrent une résistance des insectes à certaines caractéristiques Bt dans certaines zones". Le document pointe en particulier l'apparition de larves de chrysomèles résistantes aux maïs Bt en Iowa.
Du côté des plantes GM résistantes aux herbicides, le rapport constate qu'"un recours excessif au glyphosate et une réduction de la diversité des pratiques de gestion des mauvaises herbes ont contribué à une apparition de la tolérance au glyphosate chez 14 espèces d'herbe aux Etats-Unis". En conséquence, le ministère de l'Agriculture recommande le recours aux meilleures pratiques culturales pour maintenir l'efficacité des semences résistantes aux herbicides et  limiter la progression de la résistance des adventices. L'administration conseille, en particulier, d'appliquer des herbicides différents, selon des modes d'application différents ou de pratiquer la rotation des cultures.

Impacts des changements climatiques : le rapport provisoire du Giec anticipe de lourdes pertes agricoles

Une hausse de 2,5°C de la température moyenne du globe d'ici la fin du siècle par rapport à l'ère préindustrielle pourrait entraîner jusqu'à 1.450 milliards de dollars de dommages économiques à la fin du siècle. Telle est l'une des principales conclusions du projet de rapport du deuxième groupe de travail (WG2) du cinquième rapport d'évaluation (AR5) du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec).

Le pré-rapport, consulté par le quotidien japonais Yomiuri Shimbun, se base notamment sur des pertes agricoles importantes pour évaluer ces dommages. La production mondiale de céréales baisserait de 0,2% à 2% si la température augmente de 2,5 degrés.