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Contamination du milieu marin par les plastiques

La contamination du milieu marin par les plastiques est une pollution marine par des macrodéchets et microdéchets en plastique.

Grive de Tristan (Nesocichla eremita) perchĂ©e sur des dĂ©chets plastiques, sur le littoral de l'Île inaccessible (Ăźle inhabitĂ©e de l’archipel Tristan da Cunha, en plein Atlantique Sud)

Le plastique occupe une part dominante et croissante des dĂ©chets solides trouvĂ©s en mer. Le plastique Ă©tant peu dĂ©gradable, 80 % des dĂ©bris marins seraient maintenant en matiĂšre plastique. On en trouve maintenant des particules dans toutes les mers du monde, Ă  toutes les profondeurs et dans de nombreux organismes. En 2010, sur 275 millions de tonnes de dĂ©chets plastiques produits dans le monde, 31,9 millions sont mal gĂ©rĂ©es (ni enfouis, ni brĂ»lĂ©s, ni recyclĂ©s), 8 millions finissent en mer alors que la masse de plastique flottant estimĂ©e n'est que de 236 000 tonnes[1]. La majoritĂ© est invisible car elle forme des microdĂ©chets de 20 ÎŒm de taille, ce qui explique que l’écrasante majoritĂ© de ces microplastiques, loin de flotter Ă  la surface, restent introuvables[2].

« Le taux mondial moyen de déchets plastiques sur les plages est le plus élevé, avec 2 000 kg/km2 ; sur le plancher océanique il est de 70 kg/km2, et à la surface de la mer il est inférieur à 1 kg/km2[3] ». Pour résoudre ce problÚme, il faudrait des programmes d'éducation et de sensibilisation, des lois et des politiques strictes et l'application des lois pour les institutions gouvernementales et privées[3].

La problématique a attiré l'attention internationale avec la découverte du vortex de déchets du Pacifique Nord (énorme étendue au large nord d'Hawaï), une accumulation de plastiques flottants. Ce vortex, lié à la lenteur de dégradation de cette matiÚre est l'un des effets visibles des activités humaines sur tous les océans, mais il n'est que la partie émergée du problÚme (on n'y trouve en effet qu'environ 1 % des déchets flottants ou en suspension)[4].

En 2017, 88 à 95 % de ces plastiques (d'origine fluviale uniquement) proviendraient des dix plus grands fleuves du monde irriguant et drainant les zones les plus peuplées de la planÚte : le fleuve Bleu, l'Indus, le fleuve Jaune, le Hai He, le Nil, le Gange, la RiviÚre des Perles, l'Amour, le Niger, et le Mékong[5] - [6].

Les macrodĂ©bris Ă  la dĂ©rive sont colonisĂ©s par des bactĂ©ries, microalgues et autres organismes, formant un Ă©cosystĂšme artificiel, et parfois un « radeau » pour espĂšces invasives. Ce biotope artificiel (Ă©lĂ©ment de la plastisphĂšre) riche en bactĂ©ries peut ĂȘtre un cheval de Troie pour des espĂšces pathogĂšnes du genre Vibrio, qui transmettent une charge pathogĂšne aux poissons et peuvent contaminer l'homme Ă  travers la chaĂźne alimentaire[7].

Histoire des apports de plastique en mer

DĂ©chets plastiques grossiers sur les rives de la mer Rouge (prĂšs de Safaga, Égypte)

L'apport croissant de plastique dans les écosystÚmes marins « reflÚte la prévalence accrue des plastiques dans la société et reflÚte la durabilité et la persistance élevées des plastiques dans l'environnement »[8]. Le plastique a été inventé il y a plus d'un siÚcle, mais sa production industrielle et de masse ne date que du début des années 1950[9]. La plastique n'a significativement commencé à s'accumuler en mer que depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, et plutÎt depuis les années 1960[10]. En 1988 on en produisait déjà 30 millions tonnes/an[11] puis huit fois plus (265 millions t/an) douze ans plus tard (en 2010, selon PlasticsEurope)[12]. Au début du XXIe siÚcle, 8 % du pétrole produit est transformé en plastique[13].

Le nombre de publications scientifiques sur ce sujet augmente réguliÚrement, préparant et accompagnant la prise de conscience du grand public : Kenyon & Kridler, sont les premiers, en 1969, à documenter des cas d'ingestions mortelles de débris ou objets de plastique par des albatros[14] puis, des années 1970 à 2010, le nombre d'articles augmente réguliÚrement, avec deux pics de publication en 1985 et 1987, respectivement expliqués par la publication des actes de la 1re Conférence internationale sur les débris marins et une édition spéciale du Marine Pollution Bulletin sur ce thÚme à la suite d'un Symposium international en 1986. Au moins 561 articles ont été publiés dans le monde en 40 ans sur le sujet, par 192 journaux scientifiques différents, pour atteindre plus de 70 articles/an en 2010. Il faut attendre le début des années 1970 pour que des travaux scientifiques alertent sur la constitution d'amas flottant à la surface des océans Atlantique et Pacifique[15] et bien plus tard pour ce qui concerne les déchets de plastique présents en subsurface ou dans la colonne d'eau[16].

Le plastique étant peu dégradable, 80 % des débris marins seraient maintenant en matiÚre plastique.

Étendue de cette pollution

Tous les océans sont touchés, mais cette pollution est la plus visible sur certains littoraux et dans quelques gyres océaniques. L'hémisphÚre nord est à ce jour plus concerné.

Les parties les plus profondes de la mer sont Ă©galement touchĂ©es, et pas uniquement par des microplastiques (un sac en plastique a Ă©tĂ© photographiĂ© dans la fosse des Mariannes Ă  prĂšs Ă  environ 11 km de profondeur, dans le Pacifique. Et en observant des photos faites durant des milliers de plongĂ©es de submersibles durant 30 ans, on a constatĂ© que 30 % environ de tous les dĂ©chets visibles dans l'ocĂ©an profond Ă©taient des plastiques (presque toujours un objet Ă  usage unique) ; dans 17 % des cas, les images montrent des anĂ©mones de mer ou d'autres animaux empĂȘtrĂ©s ou interagissant avec ces dĂ©bris de plastique.

Origine de la pollution plastique

GranulĂ©s plastiques tombĂ©s d'un vĂ©hicule Ă  Pineville en Louisiane (États-Unis).
Si l'élimination des déchets ne fonctionne pas dans les pays en développement, les plans d'eau ou les lits de canaux ou riviÚres asséchés en période de sécheresse servent souvent de décharges (ici, le Citarum à Java Ouest, dit "fleuve le plus sale du monde"[17]).

Selon la base de donnĂ©es sur les dĂ©chets marins en eau profonde[18] et les Ă©tudes disponibles, de 60 Ă  80 % des dĂ©bris marins sont d’origine terrestre principalement des dĂ©chets mĂ©nagers (le reste provient notamment de l’industrie de la pĂȘche). Les dĂ©bris marins les plus courants sont constituĂ©s de matiĂšres plastiques et synthĂ©tiques qui ont des effets dĂ©sastreux sur la faune marine[19].

Les dĂ©chets mĂ©nagers, agricoles, halieutiques, industriels et municipaux contiennent une part croissante de plastique, mal collectĂ©e et mal recyclĂ©e et partiellement valorisĂ©e thermiquement. S'y ajoutent les dĂ©chets transportĂ©s par les inondations, et les dĂ©chets gĂ©nĂ©rĂ©s par les guerres ou par des catastrophes naturelles (cyclones, tsunamis notamment). Ce sont ainsi environ 8 millions de tonnes de plastique par an qui arrivent en mer par an[20] ; et si la tendance se poursuit, cette masse pourrait atteindre 50 Ă  130 millions de tonnes en 2050, en raison surtout d'une consommation croissante de plastique dans les pays Ă©mergents qui n’ont pas encore d'infrastructures de collecte et de recyclage adĂ©quates[19].

Circulation thermohaline et vortex de déchets du Pacifique Nord : L'essentiel des plastiques rejetés en mer depuis leur création y est encore.

En 2017, 88 Ă  95 % de ces plastiques proviendraient des dix plus grands fleuves du monde irriguant et drainant les zones les plus peuplĂ©es de la planĂšte : le fleuve Bleu, l'Indus, le fleuve Jaune, le Hai He, le Nil, le Gange, la RiviĂšre des Perles, l'Amour, le Niger, et le MĂ©kong[5] - [6]. 90 % des dĂ©chets plastiques polluants les ocĂ©ans proviennent de huit fleuves situĂ©s en Asie et deux fleuves situĂ©s en Afrique[6] - [21]. La source la plus importante de pollution est le fleuve Yangzi en Chine, qui dĂ©verse 1,5 million de tonnes de plastique vers la mer Jaune chaque annĂ©e[6]. Cette pollution est liĂ©e Ă  l'absence de bonnes infrastructures pour traiter les dĂ©chets[21] (voir aussi Courbe environnementale de Kuznets). Une partie de la pollution est Ă©galement constituĂ©e de matĂ©riel de pĂȘche[21].

RĂ©partition

Répartition géographique

Des millions de tonnes de microplastiques se dĂ©placent au grĂ© des courants entre deux eaux. Une petite partie flotte un certain temps, et l'essentiel coule plus ou moins rapidement ou est ingĂ©rĂ© par des organismes vivants. Dans tous les deux cas, ils peuvent parcourir de longues distances, parfois des milliers de kilomĂštres d'un continent Ă  l'autre, poussĂ©s par les courants, vents et marĂ©es ou transportĂ©s dans le tube digestif ou l'organisme d'animaux qui peuvent en mourir. Les directions et les vitesses de dĂ©placement dĂ©pendent de l’organisation gĂ©nĂ©rale des circulations atmosphĂ©riques et ocĂ©aniques[22] et font que les accumulations de ces plastiques marins prĂ©sentent dans l'espace et le temps une grande hĂ©tĂ©rogĂ©nĂ©itĂ©, qui varie aussi selon le type de polymĂšre et sa source chronique ou Ă©vĂšnement exceptionnel (tsunami par exemple)[23] - [24] - [25].

La moitié des plastiques légers ou flottants en mer semblent se concentrer dans les cinq gyres océaniques, appelés à tort continents de plastique, car il s'agit principalement d'une « soupe » plus ou moins concentrée de microdéchets inférieurs à mm, et non de macrodéchets. Ces microplastiques proviennent des macrodéchets déversés dans les océans (sacs, bouteilles, filets et autres bidons), mais aussi directement de rejets industriels, notamment dans les secteurs vestimentaire et cosmétique, qui en utilisent en grande quantité[26]. Ces macrodéchets se dégradent, par photodégradation et par fracturation à la suite de la turbulence des vagues et des courants océaniques. Els mettent plusieurs années à atteindre les gyres[27].

Les mers fermĂ©es ne prĂ©sentent pas de phĂ©nomĂšnes de gyre, mais ne sont pas Ă©pargnĂ©es : ainsi, une Ă©tude des macrodĂ©chets rĂ©cupĂ©rĂ©s en 1994 par les filets de chalutiers du Nord-ouest mĂ©diterranĂ©en, autour des cĂŽtes d'Espagne, de France et d'Italie a confirmĂ© une forte concentration moyenne de dĂ©chets (1 935 macrodĂ©chets/km2 en moyenne, constituĂ©s Ă  77 % de plastique, dont 93 % Ă©taient des sacs en plastique).

MĂȘme l'Antarctique est concernĂ©, en dĂ©pit de son Ă©loignement des rĂ©gions industrielles et habitĂ©es : de rĂ©cents prĂ©lĂšvements faits par l'expĂ©dition Tara[28] et analysĂ©s dans les laboratoires de l'Algalita Marine Research Foundation (en) mettent en Ă©vidence de 1 000 Ă  42 000 morceaux de plastique par kmÂČ, soit une moyenne de 22 grammes par kmÂČ[29].

RĂ©partition verticale (dans la colonne d'eau)

On a d'abord pensĂ© que les plastiques peu denses flottaient ou voyageait juste sous la surface de l’eau pour se rassembler loin, dans les gyres de plastiques (ex. : « Great Pacific Garbage Patch ») oĂč certains voudraient le rĂ©cupĂ©rer. En rĂ©alitĂ©, 99 % des plastiques arrivĂ©s en mer sont dĂ©jĂ  sur les fonds marins, ou profondĂ©ment descendu dans la colonne d’eau (alourdis par les organismes qui croissent dessus) ou pire, dĂ©gradĂ©s en micro- et nanodĂ©chets de plastiques, qui sont alors facilement ingĂ©rĂ©s par des organismes vivants (dont bivalves et poissons consommĂ©s par l’Homme, Ă©ponges, etc., chez lesquels ils peuvent s’accumuler « provoquant parfois des problĂšmes neurologiques ou reproductifs »[20] - [30] - [8].

En 2011, on a estimĂ© que les poissons du Pacifique Nord en ingĂšrent Ă  eux seuls 12 000 tonne par an. Peu de temps auparavant, des chercheurs ont estimĂ© que, dans l’ocĂ©an mondial, environ 100 000 tonnes de plastique Ă©taient en permanence « Ă  l’intĂ©rieur » d’animaux vivants[8]. En utilisant dans la baie de Monterey un robot subaquatique pour Ă©chantillonner 26 239 litres d'eau de mer (Ă  des profondeurs de 5 Ă  1 000 mĂštres), des chercheurs ont dĂ©montrĂ© qu’à 25 km de la cĂŽte, c’est entre 200 et 600 m de profondeur (base de la zone Ă©pipĂ©lagique ensoleillĂ©e) qu’il y en a le plus : prĂšs de quinze morceaux de plastique par litre d’eau, soit une quantitĂ© semblable Ă  la quantitĂ© trouvĂ©e Ă  la surface des gyres de plastiques. Tous les Ă©chantillons en contenaient, jusqu’à 1 km de profondeur (profondeur Ă  laquelle l’étude s’est limitĂ©e). Environ 196 millions de tonnes de plastique pourraient dĂ©jĂ  s'ĂȘtre dĂ©posĂ©es dans l'ocĂ©an profond depuis 1950[8]. Les plus grandes concentrations de microplastiques flottants se trouvent dans les courants ocĂ©aniques subtropicaux, encore appelĂ©s « gyres », oĂč les courants de surface convergent vers une sorte d’impasse ocĂ©anographique[19], mais « l'un des plus grands rĂ©servoirs de microplastiques marins actuellement sous-estimĂ©s pourrait ĂȘtre contenu dans la colonne d'eau et les communautĂ©s animales des grands fonds », conclue l’étude de 2019, qui prĂ©cise que dans la Baie de Monterey, ces plastiques venaient essentiellement de la terre et peu des matĂ©riels de pĂȘche[20].

On en trouve jusque dans les eaux souterraines arctiques[31].

Des chercheurs en océanologie parlent de « litiÚre anthropique » marine[32].

MĂȘme dans les grands fonds marins, ils peuvent ĂȘtre ingĂ©rĂ©s (par des amphipodes par exemple) et contaminer le rĂ©seau tropique[33].

De plus, le transport de marchandises s'effectuant à 80 % par voie maritime, on retrouve fréquemment des déchets issus de cette activité, surtout prÚs des grandes voies de navigation.

ÉcotoxicitĂ© des granulĂ©s et autres microplastiques

Le volet écotoxicologique du phénomÚne de contamination générale de l'océan est devenu un sujet de recherche pour les scientifiques océanographes de par le monde.

Un chercheur hollandais a Ă©tabli que 95 % des fulmars avaient du plastique dans l'estomac. Or ces polymĂšres contiennent des stabilisants (plomb ou cadmium dans les PVC par exemple) et des colorants ou divers additifs toxiques qui sont libĂ©rĂ©s dans l'eau, puis dans l'estomac au fur et Ă  mesure de l'Ă©rosion du plastique, ou Ă  la suite de sa photodĂ©gradation (pour les objets flottants ou Ă©chouĂ©s)[34]. La surface Ă©rodĂ©e peut absorber divers polluants ou ĂȘtre contaminĂ©e par des rĂ©sidus de pĂ©trole. Ces points sont dĂ©veloppĂ©s plus bas.

Le bisphĂ©nol A, perturbateur endocrinien qui rend le plastique lĂ©ger et plus transparent, a un effet dĂ©concertant sur la gĂ©nĂ©tique des escargots d'eau douce. Le systĂšme reproducteur des femelles escargot en est si atteint qu'elles en meurent. Il pourrait en ĂȘtre de mĂȘme pour d'autres animaux marins.

Conséquences environnementales

En 2017, alors que le plastique est devenu omniprésent et que son usage continue à augmenter dans le monde, les données scientifiques démontrent que tous les compartiments de l'écosystÚme marin contiennent des micro- ou nanoplastiques. Des ingestions de plastiques par les animaux sont constatées dans presque tous les niveaux trophiques[35]. Des preuves et indices s'accumulent, plaidant en faveur d'effets écologiques négatifs significatifs.
Le plastique blesse ou tue des organismes ou interfĂšre avec leur mĂ©tabolisme. S’il est ingĂ©rĂ©, il peut avoir Ă  la fois des effets physiques, des effets physico-chimiques, et des effets « Ă©thologiques »[35]. Ces effets sont directs ou indirects, immĂ©diats ou diffĂ©rĂ©s, et s’étendent potentiellement du niveau subcellulaire Ă  celui des populations et des Ă©cosystĂšmes ; ils diffĂšrent selon le type de plastique et l'espĂšce concernĂ©e, mais ils peuvent grossiĂšrement ĂȘtre classĂ©s en trois catĂ©gories d'interactions[35] :

  1. enchevĂȘtrement ;
  2. ingestion ;
  3. modification du comportement (l'interaction comportementale est une rĂ©ponse induite par la prĂ©sence de dĂ©bris, allant de la simple collision, Ă  une rĂ©ponse Ă  un effet de couverture, d'obstruction d’un abri, ou au contraire de fourniture d'un abri artificiel ou de substrat pour la croissance ou le transport d’individus ou de propagules)[35].

Effets « physiques » sur les organismes et écosystÚmes

85 % des nombreuses Ă©tudes sur les rencontres d'organismes vivant avec des dĂ©bris marins (plastiques et autres) rapportent des cas d'enchevĂȘtrement et/ou d'ingestion de dĂ©bris, et au moins 17 % des espĂšces affectĂ©es Ă©taient dĂ©jĂ  classĂ©es comme quasi menacĂ©es Ă  en danger critique d'extinction sur la liste rouge de l'UICN[36]. 92 % des dĂ©bris concernĂ©s par ces Ă©tudes Ă©taient en plastique[36].

Si parfois les plastiques flottants semblent profiter Ă  des animaux marins fixĂ©s qui trouvent lĂ  un nouveau « radeau » (comme dans le cas des CirripĂšdes (balanes)[37] - [38]), il est Ă©galement frĂ©quent qu'inversement des objets en plastique gĂȘnent, piĂšgent, blessent, Ă©tranglent, noient et tuent de nombreux animaux ou des vĂ©gĂ©taux marins[39] - [40].

EnchevĂȘtrement dans les dĂ©bris marins de plastique

C'est l'un des effets visibles et mĂ©diatisĂ©s du plastique perdu en mer. 85 % des Ă©tudes sur les rencontres avec des dĂ©bris marins de tout type dĂ©crivent des situations d'enchevĂȘtrement et/ou d'ingestion de dĂ©bris[36].
344 espĂšces sont connues pour ĂȘtre ainsi piĂ©gĂ©es et souvent tuĂ©es par asphyxie ou noyade, dont 100 % des espĂšces de tortues marines, 67 % des espĂšces de phoques, 31 % des espĂšces de baleines et 25 % des espĂšces d'oiseaux de mer, alors que 89 espĂšces de poissons et 92 espĂšces d'invertĂ©brĂ©s sont souvent trouvĂ©es morts ou agonisants dans des enchevĂȘtrements dĂ©rivants en mer[41].
Ces enchevĂȘtrements impliquent le plus souvent des cordes et filets en plastique[36] ou d’autres engins de pĂȘche abandonnĂ©s[41] et/ou des Ă©lĂ©ments d’emballage (films, scotch, cerclage 
)[42] et tout type d’élĂ©ments plastique pouvant former des boucles ou enchevĂȘtrements[35].

ConsĂ©quences : ces enchevĂȘtrements induisent des lĂ©sions corporelles (blessures cutanĂ©es, des dĂ©formations corporelles) et souvent un handicap. Ce handicap affecte l’alimentation, le vol ou la nage et il augmente la vulnĂ©rabilitĂ© Ă  la prĂ©dation. La mort lente par asphyxie, noyade ou inanition est courante[35].

Modification ou dégradation des habitats

Ces conséquences, bien que localement visibles, ont jusque dans les années 2010 reçu moins d'attention[43] - [44] - [45]) mais font l'objet d'études, car le plastique (flottant, en suspension ou déposé) modifie localement des éléments physiques des habitats.

Par exemple :

  • les habitats intertidaux lĂ  oĂč ils sont recouverts de dĂ©bris se voient polluĂ©s, privĂ©s de lumiĂšre et reçoivent moins d'oxygĂšne[46]. Leurs niveaux d'Ă©vaporation et leur tempĂ©rature en sont modifiĂ©es, de mĂȘme que les effets du mouvement de l'eau sur et dans le substrat[47], au dĂ©triment des communautĂ©s macrobenthiques et mĂ©iobenthiques naturelles[48]. Sur les plages et l'estran, les dĂ©chets de plastiques peuvent modifier la permĂ©abilitĂ© et la tempĂ©rature du substrat sableux, au dĂ©triment des animaux dont le sexe de l'embryon sera dĂ©terminĂ© par la tempĂ©rature, comme chez certains reptiles[47]. Un effet de colmatage est parfois possible, observĂ© jusqu'en Papouasie Nouvelle-GuinĂ©e[49].
    Les macrodébris changent localement la disponibilité et la place des lieux de refuges ; ils offrent des surfaces d'accroche à des organismes fixés, qui sans eux ne seraient pas présents[50], comme en haute mer d'ailleurs[51] - [52].
  • L'alimentation d'espĂšces-clĂ© en est perturbĂ©e (pour les espĂšces fouisseuses notamment, comme par exemple un gastĂ©ropode trĂšs courant de l'hĂ©misphĂšre sud : Nassarius pullus[53]) ;
  • Les sacs plastiques et surtout les filets et entrelacs de fils de pĂȘche s'accrochent facilement aux rĂ©cifs coralliens tropicaux et subtropicaux, en les dĂ©gradant par abrasion, en faisant Ă©cran Ă  la lumiĂšre et parfois en asphyxiant les coraux.
  • Des micro- ou nanoplastiques pourraient endommager ou colmater les organes vitaux de certains animaux (filtreurs ou Ă  branchies) qui filtrent plus ou moins passivement l'eau (gorgonies, Ă©ponges, milleporidĂ©s et coraux sclĂ©ractiniens). De plus, ces organismes croissent parfois eux-mĂȘmes sur des macrodĂ©chets de plastiques et on ignore encore comment les plastiques, et les molĂ©cules qu'elles transportent ou relarguent, affectent leur intĂ©gritĂ© et leur santĂ©, et quelles sont leurs capacitĂ©s de rĂ©silience[54] - [55].

Effets physiques et Ă©cotoxiques de l'ingestion

En 2020, il y a un consensus sur le fait que la pollution plastique affecte les chaines alimentaires :

  1. par la bioaccumulation aprĂšs ingestion de particules de plastique ;
  2. via divers produits chimiques toxiques relargués par les plastiques. Les effets précis sur les processus écosystémiques sont encore à étudier, notamment dans les écosystÚmes épipélagiques[56].

Ingestion de plastique par la faune marine

L'ingestion de macroplastiques, involontairement ou par confusion avec des proies, est un phĂ©nomĂšne qui a Ă©tĂ© dĂ©couvert (et scientifiquement dĂ©crit) Ă  la fin des annĂ©es 1960 chez des albatros trouvĂ©s morts d'inanition, l’estomac plein d’objets en plastique. Des dĂ©bris ou objets de plastiques ont ensuite Ă©tĂ© trouvĂ©s dans l’estomac d’autres oiseaux et animaux marins. Beaucoup de ces animaux vivaient pourtant dans des environnements trĂšs Ă©loignĂ©s des zones habitĂ©es (oiseaux marins, tortues de mer, lamantins, morses, cĂ©tacĂ©s
)[57]. Chez de nombreuses espĂšces, un estomac perpĂ©tuellement encombrĂ© de plastique induit probablement une fausse satiĂ©tĂ© (moindre appĂ©tit)[58] - [59]. Des plastiques pointus, coupants, ou trop gros pour le tube digestif peuvent perforer l’estomac ou l’intestin, provoquer des ulcĂšres et entraĂźner la mort de l’animal qui les a ingĂ©rĂ©[60]. En 1975, en dĂ©pit d’un nombre croissant d’observations locales documentant des cas particuliers d'impacts (souvent mortels) de dĂ©bris de plastique, un rapport du National Research Council des États-Unis sur les dĂ©chets marins a conclu que l'impact global de ces dĂ©chets Ă©tait « principalement esthĂ©tique », faute de donnĂ©es disponibles Ă  grande Ă©chelle[61]. Depuis, des centaines d’articles scientifiques ont documentĂ© chez environ 700 espĂšces d'animaux marins des effets mortels ou graves et frĂ©quents[36]. Vers 2010, de nombreuses espĂšces de poissons planctivores et pĂ©lagiques avaient des particules de plastique[62] - [63] Les micro- et nanoplastiques ont des gammes de tailles Ă©quivalentes Ă  celles de ces organismes, et ils coexistent souvent dans la colonne d'eau. 95 % de 1 295 carcasses de fulmar borĂ©al trouvĂ©es sur le rivage de la mer du Nord avaient du plastique dans leur estomac[64]. Et parmi 626 baleines noires de l'Atlantique Nord photographiĂ©e en 29 ans, 83 % portaient des traces d'au moins un enchevĂȘtrement dans une corde ou un filet (Knowlton et al. 2012). En 2015 le phĂ©nomĂšne Ă©tait avĂ©rĂ© pour 233 espĂšces marines (100 % des espĂšces de tortues marines touchĂ©es, 36 % des espĂšces de phoques, 59 % des espĂšces de baleines et 59 % des espĂšces d'oiseaux de mer, ainsi que 92 espĂšces de poissons et six espĂšces d’invertĂ©brĂ©s dont le contenu digestif avait Ă©tĂ© Ă©tudiĂ©s[41] - [65].
En 2019, rien que pour les poissons marins, 93 articles ont de 1972 Ă  2019 documentĂ© l'ingestion de plastique chez « 323 (65%) des 494 espĂšces de poissons » examinĂ©es ; et pour « 262 (67%) des 391 espĂšces de poissons commerciales examinĂ©es », sachant que ces taux sont sous-estimĂ© en raison du faible effort d'Ă©chantillonnage et de mĂ©thodes analytiques (Ă  l'Ɠil nu, sous microscope, avec ou sans digestion chimique, etc.) encore imparfaites[66].

Le zooplancton lui-mĂȘme n'est pas Ă©pargnĂ©s : dĂšs 1988 on a dĂ©montrĂ© in vitro que des copĂ©podes peuvent aussi ingĂ©rer des micro- et nanoplastiques en les confondant avec des microalgues[67]. En 1990, il a Ă©tĂ© prouvĂ© que diverses espĂšces de zooplancton discriminent plus ou moins bien les micro- ou nanoplastiques des algues qu'ils consomment normalement (souvent plus la particule de plastique est petite, plus elle risque d'ĂȘtre ingĂ©rĂ©e)[68]. On a montrĂ© en 2016 en utilisant la daphnie comme espĂšce-modĂšle que la santĂ© du zooplancton est dĂ©gradĂ©e par l'ingestion de microbilles de plastiques (2 Ă  ”m) et plus encore si le microdĂ©chet a une forme complexe, mais avec des effets qui ne sont significatifs qu'Ă  forte dose uniquement (quand le microplastique dĂ©passe 70 % des particules en suspension) et qui varient selon la disponibilitĂ© en nourriture. On note (Ă  forte dose) un allongement de la pĂ©riode entre les pontes, et une moindre reproduction et Ă  forte dose, une mortalitĂ© Ă©levĂ©e, tous effets qui n'existent pas pour des particules de kaolin de taille Ă©quivalente[69].

Depuis la fin des années 1960, les scientifiques ont aussi documenté un phénomÚne d'ingestion de microplastique chez des organismes marins fouisseurs[70] - [71].

Tout cela suggÚre que la base du réseau trophique est déjà fréquemment ou largement contaminée[72] - [73], plus qu'on ne le pensait[66].

Les dĂ©chets plastiques trouvĂ©s dans ces estomacs ou dans les organismes peuvent ĂȘtre des fibres, des billes, des objets ou de trĂšs petites particules (notamment retrouvĂ©es dans les moules et huĂźtres[74] ou des bernacles en suspension[75]). Dans des animaux de grande taille, on retrouve des objets de plus grande taille (ex. : 9 m de cordage, 4,5 m de tuyau, deux pots de fleurs et de grandes quantitĂ©s de bĂąche plastique dans l'estomac d'un cachalot Ă©chouĂ©[76]). Des objets de taille moyenne (sacs de croustilles ou emballages de paquets de cigarettes) ont Ă©tĂ© retrouvĂ©s dans le tube digestif de gros poissons pĂ©lagiques[77].
De mĂȘme, des fibres polymĂšres de petit diamĂštre (jusqu'Ă  moins de 100 ÎŒm) peuvent ĂȘtre confondus par des animaux avec de minuscules vers ou ĂȘtre ingĂ©rĂ©s involontairement. Ces fibres sont notamment issues des fils synthĂ©tique ou de tissus synthĂ©tiques, lors du lavage notamment, et on en retrouve jusque dans le sĂ©diment marin.

ConsĂ©quences : Beaucoup d'animaux (mammifĂšres et oiseaux notamment) ont un estomac qui ne peut Ă©vacuer de gros objets non digestibles. Au delĂ  d'un certain volume, ces objets donnent alors Ă  l'animal une sensation de satiĂ©tĂ© et/ou finissent par l'empĂȘcher (physiquement) de manger. Il meurt alors d'inanition, ou il devient plus vulnĂ©rable Ă  la prĂ©dation et Ă  diverses sources accidentelles de mortalitĂ© Ă  cause de sa sous-alimentation.

Dégradation du réseau trophique

Depuis la fin des années 1990, il y a un consensus sur le fait que la pollution plastique affecte les chaines alimentaires marins ; 1°) par la bioaccumulation aprÚs ingestion de particules de plastique, et 2°) via divers produits chimiques toxiques relargués par les plastiques. Les effets précis sur les processus écosystémiques sont encore à étudier, notamment dans les écosystÚmes épipélagiques[56] (par exemple Ryan & Branch 2012, SetÀlÀ et al. 2014).

In vitro (au laboratoire) on a montrĂ© dĂšs 1988 que le zooplancton pouvait ingĂ©rer des microplastiques (par ex. De Mott 1988, Bern 1990, Cole et al.2013). Plus rĂ©cemment on a montrĂ© que des microplastiques ingĂ©rĂ©s peuvent passer d'un niveau Ă  l'autre de la pyramide alimentaire, par exemple en passant du niveaux trophiques des crustacĂ©s Ă  ceux de ses consommateurs (Farrell et Nelson 2013). De mĂȘme a-t-on dĂ©tectĂ© des molĂ©cules dĂ©rivĂ©es du plastique dans les cellules et tissus d'oiseaux marins qui avaient ingĂ©rĂ© du plastique (ex. : chez le Fou brun (Sula leucogaster)[78] - [79]

Enfin, en inhibant la capacité des microalgues à capter le carbone et produire de l'oxygÚne, les nanoplastiques en suspension peuvent dégrader la base de la pyramide alimentaire marine.

Effets Ă©cotoxicologiques

Dans l'environnement (notamment quand ils se dégradent), les macro, micro- et nanoplastiques ne sont plus des objets physiques inertes. Ils deviennent des vecteurs de micro contaminants physiques, biologiques et chimiques, pour deux raisons :

  1. la surface du plastique se charge de polluants (organique, mĂ©talliques, mĂ©talloĂŻdes, organomĂ©talliques, etc.) notamment lors d'un sĂ©jour dans l'eau polluĂ©e d'un bouchon vaseux estuarien ou d'un sĂ©diment ; ceci a Ă©tĂ© dĂ©montrĂ© in vitro et in situ, plus ou moins selon le type de plastique, selon leur degrĂ© d’usure, la prĂ©sence Ă©ventuelle de biofilm, et selon la concentration de mĂ©taux dans le milieu (elle peut ĂȘtre Ă©levĂ©e dans les sĂ©diments de canaux, de ports et d’estuaires notamment) et selon le temps « temps d’enrichissement"[80] - [81]. Les microplastiques prĂ©sentent une sĂ©lectivitĂ© vis-Ă -vis de certains mĂ©taux lourds[80]. Certaines rĂ©sines ont d'ailleurs une telle appĂ©tence pour les mĂ©taux ou d’autres polluants qu’on les utilise pour faire des capteurs passifs pour enregistrer et mesurer de la pollution[82].
    Ainsi in vitro. (en laboratoire) des morceaux de chlorure de polyvinyle (PVC), de polypropylĂšne, de polyĂ©thylĂšne, de polyamides et de polyformaldĂ©hyde adsorbent du plomb et du cadmium, ainsi que du cuivre (mĂ©tal trĂšs Ă©cotoxique pour les organismes marins) quand ils sont plongĂ©s dans une solution saline simulant de l’eau de mer polluĂ©e par ces mĂ©taux lourds : dans ces cas, l’absorption Ă©tait la plus forte pour les particules de PVC et de PP (par rapport au PA, PE et POM).
    Lors d’expĂ©rience faite en mer dans des paniers suspendus dans l’eau prĂšs de la surface, les taux d'adsorption et la concentration de mĂ©taux lourds ont significativement selon les types de plastique et selon la teneur du milieu en mĂ©taux. L'absorbabilitĂ© du polypropylĂšne et du PVC vis-Ă -vis du Pb et du Mn Ă©tait fortement corrĂ©lĂ©e Ă  la teneur de l’eau de mer en ces mĂ©taux. Le polypropylĂšne adsorbe en outre les hydrocarbures aromatiques polycycliques (enrichissement d’un ordre de grandeur en un mois)[80]. Durant l’expĂ©rience la rugositĂ© de la surface des microplastiques a changĂ© de maniĂšre trĂšs diffĂ©rente selon les types de plastiques[80].
    De Frond et ses collĂšgues (2019) ont aussi Ă©tudiĂ© et comparĂ© les masses de PCB « sorbĂ©s » sur les microplastiques prĂ©levĂ©s dans deux zones cĂŽtiĂšres (Hong Kong et HawaĂŻ) et dans deux zones ocĂ©aniques (gyre du Pacifique Nord, le plus riche en plastiques au monde, et gyre sud-Atlantique, le moins chargĂ© de plastique) ; montrant que cette masse est 85 000 fois plus Ă©levĂ©e sur les plastiques trouvĂ©s sur 4,5 km de plage Ă  Hong Kong, que dans un transect de taille Ă©quivalente dans le gyre du Pacifique Nord[83]. Ceci montre que rĂ©guliĂšrement nettoyer les plastiques des rivages rĂ©duit efficacement la quantitĂ© de PCB et d’autres polluants adsorbĂ©s sur le plastique risquant de polluer les mers[83].
    La sorption des produits chimiques de l'eau de mer aux particules de plastique et maintenant bien démontrée[84] - [85] - [86].
    Beaucoup des contaminants s’adsorbant sur le plastique sont aussi persistants, bioaccumulables et toxiques ; Rochman et al. notaient Ă  ce propos en 2013 que plus de 78 % des polluants prioritaires listĂ©s par l'US EPA sont associĂ©s aux dĂ©bris en plastique trouvĂ©s en mer[87]. Les PBT par exemple, souvent hydrophobes se sorbent facilement sur le sĂ©diments, sur la matiĂšre organique et sur les artefacts de plastique[81].
  2. ils contiennent (et libÚrent par lixiviation) des pigments et de nombreux additifs[88] souvent toxiques, écotoxiques ou perturbateurs endocriniens, contenus en quantité plus ou moins importante selon le type de plastique concerné. Les microplastiques pénÚtrent souvent dans l'océan avec des métaux lourds et des monomÚres ou des restes de catalyseur n'ayant pas réagi, des oligomÚres ainsi qu'avec des biocides[89] et des retardateurs de flamme (halogénés notamment)[90], ou des résidus de fabrication (ex. : antimoine dans le plastique des bouteilles de PET[91]).
    Quand le plastique s’érode, ces molĂ©cules peuvent se lixivier et polluer l’eau ou contaminer les animaux qui ingĂšrent le plastique[83]. Une Ă©tude (2019) a Ă©valuĂ© la masse des additifs entrant dans les ocĂ©ans en 2015 en tant que constituants de sept objets plastique les plus couramment trouvĂ©s sur les plages[92] « (bouteilles, capsules de bouteilles, contenants en polystyrĂšne expansĂ©, couverts, sacs d'Ă©picerie, emballages alimentaires et pailles / agitateurs). », soit 190 tonnes de 20 d’additifs chimiques introduit en mer cette annĂ©e lĂ  par ces seuls articles en plastique Ă©parpillĂ©s sur les plages, quantitĂ© sous-estimĂ©e car, rappellent les auteurs, l'Ă©tude n'a pas pris en compte les pigments et encres ni certains additifs de ces plastiques (donnĂ©es non livrĂ©es par les industriels), et parce que ces plastiques sont destinĂ©s au contact alimentaire et donc a priori parmi les plus toxicologiquement neutres)[83].
    En outre des produits tels que les fibres synthĂ©tiques des filtres de mĂ©gots de cigarettes se rĂ©pandent en mer aprĂšs qu'ils aient concentrĂ© des polluants issus de la fumĂ©e de tabac (ex. : « le microcrustacĂ© Ceriodaphnia dubia ne parvient plus Ă  se reproduire aprĂšs 96 heures en prĂ©sence de seulement 0,06 % de l’éluat rĂ©alisĂ© Ă  partir de mĂ©gots broyĂ©s. La croissance des micro-algues P. subcapitata, quant Ă  elle, est paralysĂ©e aprĂšs 72 heures en contact de 0,77 % de l’éluat. Ces essais Ă©cotoxicologiques conduisent Ă©galement Ă  attribuer aux mĂ©gots « la propriĂ©tĂ© de danger HP 14 (Ă©cotoxique) ».) »[93].

Ces faits préoccupent de plus en plus les biologistes marins[94] - [95] - [8].

La chimie des plastiques (en suspension ou ingĂ©rĂ©s) est encore balbutiante, de mĂȘme que l'Ă©tude des cascades des produits de dĂ©gradation dans les systĂšmes biologiques et de la cinĂ©tique et du devenir final de ces molĂ©cules. Les seuils d'alerte sont encore Ă  dĂ©finir.

Le cas des larmes de sirĂšne

Larmes de sirÚne sur une plage du littoral français (photo prise en mars 2011).

Ces granulĂ©s plastiques d'origine industrielle, surnommĂ©s larmes de sirĂšne (en anglais mermaid’s tears ou nurdles), font moins de cinq millimĂštres de diamĂštre et sont en forme de petite billes de pastille, de comprimĂ© ou de cylindre. De couleur gĂ©nĂ©ralement blanchĂątres et translucides, grisĂątres ou jaunĂątre, parfois ambrĂ©es ou noires, ils constituent la matiĂšre (semi-finie de base) utilisĂ©e en plasturgie. Ils sont dĂ©versĂ©s dans la nature par accident, inattention ou nonchalance[96]. Une confusion existe avec les verres de mer appelĂ©s aussi parfois larmes de sirĂšne.

Les larmes de sirÚne ne sont pas issus de la fragmentation ultime de déchets plastiques plus gros[97]. Dans le milieu aquatique, ils gardent leur aspect manufacturé mais, sous l'action de l'érosion (de l'eau et des sédiments), ils s'érodent pour atteindre quelques micromÚtres. Ces granulés industriels sont couramment retrouvés dans les canaux et les fleuves qui les amÚnent en mer et sur le littoral[98].

De nombreux animaux les ingĂšrent en les confondant avec des Ɠufs de poissons auxquels ils ressemblent[99]. De plus, ces petits morceaux de plastiques adsorbent des substances toxiques[100] tels que les PCB et d'autres polluants susceptibles d'agir comme des perturbateurs endocriniens et d'interagir avec les capacitĂ©s de reproduction des poissons (agents fĂ©minisant, facteurs de dĂ©lĂ©tion de la spermatogenĂšse, etc.).

Le cas des sachets de plastique

Les sacs plastiques sont également nombreux en mer. Ils sont parfois avalés entiers ou sous forme de débris, car ils sont confondus avec des méduses ou une algue flottant entre deux eaux. Ils peuvent obstruer l'appareil digestif de poissons, tortues ou mammifÚres marins[101]. Ces sacs en plastique ingérés peuvent alors provoquer la mort par famine de l'animal en limitant la circulation des aliments dans son tube digestif ou en entretenant une sensation de satiété, parce que l'estomac reste plein d'un volume non dégradable.

D'autres objets de plastique (briquets, cartouches et nombreux gadgets de plastiques et autres jouets d'enfants, etc.) sont ingĂ©rĂ©s par des animaux qui parfois en meurent. Il est possible qu'aprĂšs un certain temps, ils soient couverts d'un biofilm et/ou d'Ɠufs d'organismes marins, ce qui renforce l'appĂ©tence de certains animaux (dont l'albatros, qui se nourrit quasi exclusivement en pleine mer).

De nombreux animaux sont concernĂ©s par l'ingestion directe ou indirecte de plastique. L'ingestion est l'impact des macrodĂ©chets qui touche le plus d'espĂšces animales en mer (avant l'Ă©touffement et l'Ă©tranglement)[102] - [103]. Ce constat scientifique permet d'Ă©valuer la pollution du milieu marin oĂč ils vivent. Par exemple, 94 % des Fulmars borĂ©al retrouvĂ©s morts en mer du Nord ont du plastique dans l'estomac (Van Franeker et al., 2005)[104]. L'approche « Fulmar-Litter-EcoQO » a Ă©tĂ© retenue comme un exemple pour la mise en Ɠuvre de l'indicateur DCSMM 10.2.1 et l'Ă©valuation du « bon Ă©tat Ă©cologique » en Europe (Atlantique nord-est, zone maritime OSPAR[105]). Des dĂ©bris de plastique sont aussi retrouvĂ©s dans l'estomac de prĂšs de 80 % des tortues marines Ă©chouĂ©es dans le bassin mĂ©diterranĂ©en occidental[102].

Lutte contre la contamination plastique des océans

Depuis la fin des années 1990, on cherche des moyens, efficaces et économiquement supportables, pour « nettoyer » les océans de ce plastique[8]. En 2014, une étude a rassemblé seize questions de recherche jugées stratégiques et prioritaires par les chercheurs sur ce sujet. Ce travail s'est basé sur les dires d'experts de « 26 chercheurs du monde entier, dont l'expertise en recherche s'étend sur plusieurs disciplines et couvre chacune des océans du monde et des taxons les plus menacés par la pollution plastique »[8]. Il en ressort qu'il est urgent et prioritaire d'étudier, réduire et gérer les effets des microplastiques et des débris fragmentés sur la faune marine, qu'il faut pour cela collecter une information à des échelles pertinentes, et étudier de maniÚre interdisciplinaires les moyens de limiter à la fois la libération de plastiques dans l'environnement et les impacts futurs de la pollution plastique[8].

En complĂ©ment du nettoyage des plages, des systĂšmes de collectes par barriĂšres flottantes filtrantes sont testĂ©s pour rĂ©cupĂ©rer des dĂ©chets flottants. Des tests ont Ă©tĂ© effectuĂ©s en mer du Nord, prĂšs des cotes nĂ©erlandaises, et un prototype de 100 mĂštres de long installĂ© en juin 2016 a montrĂ© de bons rĂ©sultats[106]. Mais on sait maintenant que les plastiques flottants ne reprĂ©sentent, en termes de masse et d'effets sur le rĂ©seau trophique subaquatique, que 1 % environ du problĂšme[4].

Comme il semble impossible de nettoyer toute la mer, la seule hypothÚse optimiste reste que les différentes politiques de gestion des déchets et de sensibilisation des populations porteront leurs fruits, et que les plastiques seront mieux confinés sur terre ferme[107].

Parmi les pistes proposĂ©es figure la conversion rapide de l'industrie du plastique Ă  des plastiques organiques biodĂ©gradables non issus de la chimie du pĂ©trole. Mais ceci n'effacera pas un siĂšcle de plastiques de l'ancienne gĂ©nĂ©ration dĂ©jĂ  dĂ©versĂ©s de poursuivre des effets induits sur l'environnement marin. Ces plastiques rĂ©sistent durablement Ă  l'assimilation du plastique. L'Ă©limination du plastique non biodĂ©gradable Ă  sa source reste la meilleure solution pour lutter contre cette pollution des ocĂ©ans. L'utilisation de matiĂšres pouvant subsister pendant plusieurs centaines d’annĂ©es est jugĂ© aberrant par un nombre croissant de personnes, qui plus est pour un usage unique (comme les emballages).

Effet « positif » minime du plastique

Le plastique, s'il s'avĂšre donc largement nĂ©faste, aurait nĂ©anmoins un effet positif pour certains micro-organismes. D'aprĂšs Chris Bowler, « dans les ocĂ©ans, le phytoplancton coule vers le fond. Mais dans les gyres oĂč se trouvent les plaques de dĂ©chets, il se fixe sur des petites particules de plastique, qui le maintiennent Ă  la surface. Il est donc plus exposĂ© au rayonnement solaire, ce qui augmente le taux de photosynthĂšse. L'hypothĂšse sur laquelle nous travaillons est celle d'une plus forte absorption du dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphĂšre. »

Ces déchets accroissent donc une forme de pollution nocive pour le réseau trophique mais entretiennent paradoxalement une rétroaction négative sur le réchauffement climatique[108] - [109].

RĂ©actions juridiques

Certains pays ou rĂ©gions du monde ont interdit l'usage des sacs plastiques dans les supermarchĂ©s ou de certains objets jetables, ou s'apprĂȘtent Ă  le faire. Des entreprises sont auto-limitĂ©es, par exemple en utilisant des cabas proposant ou des sacs en papier.

Questions scientifiques

Selon une étude de 2014, les chercheurs issus de multiples disciplines doivent améliorer la connaissance sur les sous-thÚmes suivants[8] :

  • impacts sur l'Ă©tat physique des principaux habitats marins ;
  • impacts sur le fonctionnement des rĂ©seaux trophiques ;
  • risques de transfert d'espĂšces non indigĂšnes (potentiellement invasives, pathogĂšnes, etc.) ;
  • effets sur les espĂšces, et sur les populations, Ă  qualifier, mais aussi Ă  quantifier ;
  • impacts directs et indirect des effets d'enchevĂȘtrement, qui piĂšgent ou affectent de nombreux animaux ;
  • modification Ă©ventuelles des effets de la pollution par le plastique des ocĂ©an induites par le dĂ©rĂšglement climatique ;
  • traçabilitĂ©/sources des plastiques retrouvĂ©s en mer ;
  • mĂ©canismes de transport et de dĂ©pĂŽt ;
  • cartographie de ces phĂ©nomĂšnes, Ă©tude des facteurs crĂ©ant des concentrations Ă©levĂ©es de plastique en mer ;
  • caractĂ©ristiques physicochimiques des plastiques expliquant leur persistance dans le milieu marin ;
  • mĂ©thode de quantification de cette pollution dans les habitats marins et littoraux ;
  • obstacles et stratĂ©gies possibles pour une Ă©ducation et une sensibilisation efficace Ă  ce sujet ;
  • coĂ»ts socioĂ©conomiques dans les habitats marins et cĂŽtiers ;
  • coĂ»ts et avantages d'une mitigation et critĂšres de viabilitĂ© des solutions proposĂ©es ;
  • amĂ©lioration de l'intĂ©gration des donnĂ©es pour Ă©valuer et affiner la gestion de la pollution plastique ;
  • alternatives au plastique.

Voir aussi

Ce cygne tuberculé a confectionné son nid en partie au moyen de déchets plastiques.

Documentaire

  • OcĂ©ans, le mystĂšre plastique[110] de Vincent PĂ©razio ()

Articles connexes

Liens externes

Références

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