Chaque année, 4 à 12 millions de tonnes de déchets de matière plastique atteignent l'océan, où cette masse s'accumule en se fragmentant. La solution est un recyclage systématique. © Romolo Tavani, fotolia

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Océans : le mystère du plastique disparu a-t-il été enfin résolu ?

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Des millions de tonnes de plastique sont rejetées en mer chaque année mais seule une petite partie est visible. Où disparaît le reste ? Des chercheurs s'approchent désormais de la résolution du mystère du « plastique perdu ».

Suivez l’épopée étonnante du plastique dans l’océan  Chaque année, huit millions de tonnes de plastique sont rejetées en mer. Ce matériau évolue au gré des courants, est mangé par le plancton et les organismes marins, jusqu’à contaminer toute la chaîne alimentaire. L’expédition Tara Méditerranée étudie le phénomène. Découvrez en vidéo comment ces scientifiques traquent le plastique dans les océans. 

Ces dernières années, les images de bouteilles et de sacs agglutinés par les courants au milieu des océans ou de plages couvertes de détritus ont suscité des campagnes contre la culture du tout-jetable. Mais cette pollution visible n'est que la partie émergée de l'iceberg. Alors une équipe internationale de scientifiques s'est mise en chasse, déployant des efforts sans précédent pour traquer les débris.

Quelque quatre à 12 millions de tonnes de plastiques finissent chaque année dans les océans, mais les scientifiques estiment que seulement 250.000 tonnes sont présentes à la surface. Et 99 % de tout ce qui a été déversé en mer pendant des décennies est introuvable. Dégradés par l'érosion, le soleil et l'action de bactéries, la densité des plastiques change, ils se retrouvent à la merci des courants et une fois qu'ils sont entraînés vers les profondeurs, ils deviennent beaucoup plus difficiles à suivre. « Il est assez difficile de savoir où ils sont tous, parce qu'il y a beaucoup de processus à l'œuvre, explique à l'AFP Alethea Mountford, de l'université de Newcastle. Même le plastique à la surface peut couler, puis remonter ».

Les zones de déchets plastiques dans les océans. © Sabrina Blanchard, AFP

Localiser les microplastiques

Dans ce qui pourrait être une véritable avancée, la chercheuse a utilisé un modèle informatique des courants océaniques sur les plastiques de trois densités différentes, pour localiser les lieux où se regroupent les fragments après avoir coulé. Le modèle montre des accumulations de plastiques à des profondeurs variées en Méditerranée, dans l'Océan indien et dans les eaux de l'Asie du Sud-Est. Les scientifiques pensent qu'une grande partie du plastique finit sur les fonds marins. Une récente étude avait d'ailleurs permis de trouver des microplastiques dans les entrailles de mini-crustacés vivant à près de 11 kilomètres de profondeur dans la fosse des Mariannes, la plus profonde connue.

Les calculs d'Alethea Mountford sont préliminaires, mais ses résultats pourraient aider à identifier les lieux où faire des recherches plus poussées et ainsi à mieux connaître l'impact de cette pollution sur les écosystèmes, note la chercheuse, qui s'est inspirée des travaux de l'océanographe Éric van Sebille, de l'université néerlandaise d'Utrecht. « Nous connaissons l'existence des ''décharges flottantes'' alors il est logique de se focaliser sur elles. Et les plastiques de surface ont probablement le plus d'impact parce que les organismes vivent surtout vers la surface, commente ce dernier. Mais si vous voulez saisir l'ampleur du problème, alors il faut aller plus profond », poursuit-il.

Une part importante des déchets plastiques reviendraient sur les rivages. © Perdiansyah, AFP, Archives

Du plastique partout : du plus profond des océans jusqu’aux glaciers des Alpes !

Ses recherches actuelles portent sur le fait que la pollution plastique est désormais si grande que le suivi des fragments pourrait fournir des informations importantes sur la façon dont fonctionnent les courants marins. Son intuition -- à confirmer avec des simulations de modèles plus sophistiqués -- est que la grande majorité des déchets plastiques déversés dans les mers retournent finalement sur les rivages. Cela pourrait expliquer l'écart entre le volume entrant dans les océans et ce qui peut être effectivement observé aujourd'hui.

« Le plastique charrié par une rivière vers la mer reste près de la côte pendant un moment et peut s'échouer à nouveau à terre. Et une partie importante pourrait faire ça », estime-t-il. Alors se concentrer sur le nettoyage des zones côtières pourrait éviter à cette pollution de s'étendre vers le large, note le chercheur.

Une série d'études sur les déchets plastiques a été présentée mardi 9 avril à la réunion de l'Union européenne des géosciences à Vienne. L'une d'entre elles met en lumière une contamination du glacier Forni, dans les Alpes italiennes. Des experts italiens ont ainsi trouvé entre 28 et 74 morceaux par kilo de sédiments analysés. Ce qui suggère que le glacier contient entre 131 et 162 millions de morceaux de plastique. « Nous avons désormais trouvé des microplastiques depuis les fosses océaniques jusqu'aux glaciers », se désole Roberto Sergio Azzoni, de l'université de Milan.

Pour en savoir plus

Le mystère des déchets plastique manquants dans l'océan

Article du CNRS publié le 23 mai 2016

D'abord découverts par les navigateurs, les amas de débris plastiques flottant au centre d'immenses tourbillons océaniques appelés « gyres » sont aujourd'hui passés à la loupe par les scientifiques. Pour mieux connaître la fragmentation des microplastiques, des chercheurs ont combiné des analyses physico-chimiques à une modélisation statistique. Ils ont ainsi montré que les plus gros flotteraient à plat à la surface de l'eau, avec une face exposée préférentiellement à la lumière du soleil. Ils ont aussi observé moins de débris de petite taille (environ 1 mg) que prévu par le modèle mathématique. Plusieurs hypothèses sont avancées pour expliquer ce déficit.

Depuis les années 1990, les expéditions scientifiques se succèdent pour étudier la composition et le comportement des microplastiques dans les cinq gyres océaniques. Ainsi, en mai 2014, la mission scientifique expédition 7e continent a permis aux chercheurs de prélever des échantillons du gyre de l’Atlantique nord, dans l'objectif de mieux comprendre le phénomène de fragmentation des déchets plastique. Les résultats des analyses physico-chimiques ont été confrontés à une modélisation mathématique.

Les études par microscopie et microtomographie montrent que les microplastiques prélevés (entre 0,3 et 5 mm de long) ont des comportements bien distincts selon leur taille. Les particules les plus grosses (2 à 5 mm), généralement parallélépipédiques, flottent à la surface de l'eau. La face préférentiellement orientée au soleil est décolorée et vieillit sous l'effet du rayonnement solaire, tandis que l'autre face est colonisée par des micro-organismes. Les particules les plus petites (0,3 à 1 mm) sont cubiques et ont des faces identiques. Leur tendance à rouler dans les vagues ralentirait le développement d'un biofilm et favoriserait leur érosion par leurs coins.

Les cinq gyres océaniques au centre desquels les déchets sont comme emprisonnés par des courants marins circulaires. © Expédition 7e continent

Où sont passées les plus petites particules de plastique ?

L'approche statistique, appliquée aux mêmes échantillons, a eu la particularité d'être basée sur la distribution des microplastiques en fonction de leur masse, rompant avec les méthodes plus classiques, basées sur leur répartition par taille. Or, le modèle mathématique prévoit, pour les particules les plus légères (moins d'1 mg), une masse totale 20 fois supérieure à celle observée dans les échantillons.

Ce déficit de particules les plus légères pourrait laisser penser que les plus petites, celles en forme de cube, se fragmentent plus vite pour donner naissance à des particules de taille inférieure à 0,3 mm (voire à des nanoparticules), qui aujourd'hui ne sont pas détectées. D'autres hypothèses peuvent être avancées : l'ingestion de ces particules par des organismes marins, par des poissons, un défaut de flottaison...

Une particule de plastique (environ 3 mm de long) observée au microscope électronique à balayage. Les craquelures observées à la surface (face exposée au soleil) sont dues au vieillissement photochimique. Elles favorisent la fragmentation du débris en particules plus petites, le long de ces fissures. © IMRCP, CNRS

Cette découverte devrait encourager les scientifiques à développer des techniques de dosage de particules micrométriques et nanométriques dans les échantillons naturels. Des travaux récents ont d'ailleurs démontré en laboratoire la formation de nanoparticules de plastiques dans des conditions qui simulent le vieillissement naturel. La question de l'impact des nanoparticules sur les écosystèmes est également posée. Déjà, des premières études ont montré que les particules de plastique micrométriques ingérées par les organismes du zooplancton obstruent leurs voies digestives.

Ces résultats publiés dans la revue Environmental Science and Technology ont été obtenus par des chercheurs du CNRS et de l'université Toulouse III - Paul Sabatier1 à partir d'échantillons récoltés lors de l'expédition 7e continent.

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