Plastiques en mer : un problème de taille

Les concentrations de plastiques dans la mer Mediterranée peuvent dépasser le million de particules par km2 / © Richard Carey

Aussi bien dans les usages quotidiens que dans les océans, le plastique est omniprésent. Quel que soit sa taille, il pèse sur les écosystèmes. Certaines espèces l'utilisent comme nouvel habitat. Les impacts de cette « plastisphère » posent questions.

Que ce soit sur les côtes, à la surface des océans ou dans les fonds, dans des zones urbanisées comme préservées… Quel que soit l'endroit où les scientifiques le recherchent, ils le trouvent : le plastique semble s'être disséminé partout dans les eaux de la planète.

Si l'image des « continents de plastique » a marqué les esprits ces dernières années, ils ne semblent toutefois pas constituer les zones les plus polluées. « Certaines zones comme la Méditerranée sont plus touchées », note François Galgani, océanographe et écotoxicologue, responsable du centre Ifremer de Bastia (Corse).

Les « continents de plastique » retrouvés en Atlantique Nord et Sud, dans le Pacifique Nord et Sud ainsi que dans l'océan Indien présentent déjà en moyenne des concentrations de plusieurs centaines de milliers de particules par km2. La Méditerranée dépasse, quant à elle, le million de particules. « C'est l'une des mers les plus polluées : en surface, parfois, nous retrouvons autant de microplastiques que de zooplancton, alors que la moyenne, est d'un plastique pour cinq zooplanctons », confirme Jean-François Ghiglione, chercheur CNRS en écotoxicologie microbienne marine au Laboratoire d'océanographie microbienne.

Un plastique pour cinq zooplanctons

Pour mieux comprendre cette pollution et ses impacts, des chercheurs de différents horizons scientifiques se sont regroupés en janvier 2019 au sein d'un groupement « Polymères et Océans ». Ces derniers présentaient les derniers résultats de leurs travaux lors de leurs journées nationales début février. Des résultats et problématiques également exposés lors d'une journée technique organisée par le pôle de compétitivité Hydreos ainsi qu'une conférence de presse du CNRS.

Une large gamme de taille

Les débris de plastiques peuvent être catalogués en trois classes de taille : les grands microplastiques (de 5 à 1 mm), les petits microplastiques (de 1 mm à 1 micromètre) et les nanoplastiques (inférieur à 1 micromètre). Les petits microplastiques seraient 100 à 100 000 fois plus nombreux que les grands microplastiques mais correspondraient à la même masse. Ces derniers sont composés principalement de polyéthylène et polypropylène. Ils peuvent provenir directement de granulés utilisés comme matière première, par exemple les microbilles de produits cosmétiques ou les fibres synthétiques issues des lessives. Les microplastiques se forment également lors de la fragmentation de plus gros débris de plastiques dans l'eau ou sur terre. La question qui reste entière est la concentration de nanoplastiques présente dans les eaux.

 L'un des premiers constats est que les mers sont le réceptacle du plastique à toutes les étapes de sa vie. Et présentent donc toutes les gammes de taille en fonction de sa dégradation. En 2019, une mission scientifique de la fondation Tara océan sur les microplastiques a exploré neuf des plus grands fleuves d'Europe et montré que le processus de fragmentation du plastique avait déjà lieu dans les fleuves. Au final, dans les océans, la majorité en nombre (90 %) est sous forme de microplastiques pour environ 10 % en poids.

Environ 14 000 mammifères meurent par ingestion de plastique chaque année

Dans l'eau, tout au long des étapes de son évolution potentielle – échouage, biodégradation, fragmentation, sédimentation -le plastique pèse sur le fonctionnement des écosystèmes. Les macroplastiques peuvent s'accumuler dans les systèmes digestifs, provoquer des étranglements, occasionner des piégeages ou des blessures. « Environ 1,4 million d'oiseaux par an meurt par l'ingestion de plastique et 14 000 mammifères, rappelle Jean-François Ghiglione. L'ensemble de la chaîne alimentaire est concerné dont la moitié fait partie de notre alimentation ».

La diversité des composants des plastiques, en fonction du type de polymère, de la taille, de la morphologie, de la couleur, des additifs, etc, peut également entraîner divers effets de toxicité. « Les plastiques sont composés à 95 % de polymères et 5 % d'additifs divers - colorants, retardateurs de flamme, anti-oxydants comme les phtalates, etc. », pointe Pascale Fabre, physico-chimiste, spécialisée dans l'étude de la biodégradation des polymères en milieu marin au Laboratoire Charles Coulomb, directrice du groupement Polymère et Océans.

« Les additifs introduits dans les plastiques sont des molécules pour lesquelles nous n'avons pas de données », regrette Ika Paul-Pont, écotoxicologue, chargée de recherche au CNRS, au laboratoire des sciences de l'environnement marin.

À ce premier niveau d'hétérogénéité s'ajoute également un second avec le fait que les nano et microplastiques présentent une grande capacité à interagir avec leur environnement et des contaminants. Ils concentrent ainsi et véhiculent des micropolluants.

Des polluants organiques persistants retrouvés sur des microplastiques

C'est ce qu'a montré notamment le projet Microplastic 2 (2016-2020). Les équipes ont réalisé des prélèvements dans les rivières des bassins versants de Brest et Marseille ainsi que dans les eaux de mer des rades des deux villes. Les résultats ? Dans les échantillons des bassins versants, parmi les polluants retrouvés sur les microplastiques figurent les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les chlorobenzènes, les composés organiques bromés PBDE, des pesticides interdits comme l'atrazine ou encore le ppDDT. « À Brest, douze molécules figurant sur la liste prioritaire de la DCE ont été retrouvées contre vingt à Marseille », précise Valérie Yeuc'h, chargée d'étude du laboratoire public territorial d'analyse breton Labocea, coordonnateur du projet de recherche.

Sur les microplastiques en mer, les molécules retrouvées sont sensiblement les mêmes que dans les rivières et le nombre est équivalent pour les deux rades. Point important : ces polluants semblent avoir voyagés avec leur support. « Nous avons réalisé une analyse dans les eaux de mer, nous ne retrouvons pas de molécules communes avec celles mesurées sur les microplastiques », note Valérie Yeuc'h. Les microplastiques constituent un bon support pour les polluants organiques persistants. « Il peut y avoir un million de fois plus de contaminant sur les microplastiques que dans l'eau environnante », complète Ika Paul-Pont, écotoxicologue, chargée de recherche au CNRS, au Laboratoire des sciences de l'environnement marin.

Un vecteur de contamination chimique…

Or, ces plastiques peuvent être ingérés par de nombreuses espèces aquatiques et constituer une porte d'entrée pour les polluants. « Au moment de l'ingestion, il y une transformation par des phénomènes aussi bien mécanique que chimique des plastiques qui conduit au relargage des additifs », explique Jérôme Cachot, chercheur au laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux de l'université de Bordeaux.

Les effets des plastiques et contaminants peuvent être multiples. Les scientifiques ont relevé des problèmes de digestion, stress cellulaire et perturbation de fonction comme la reproduction ou les défenses immunitaires. « Nous suspectons un impact des microplastiques sur le microbiote intestinal qui joue sur la capacité à assimiler la nourriture », pointe Ika Paul-Pont.

Les effets peuvent également être mécaniques. « Un poisson qui mange autant de microplastiques que d'algues aura moins d'énergie et donc réduction de l'homéostasie, des perturbations de la division cellulaire – cancer - et de la reproduction », détaille Anne-Leïla Meistertzheim, docteur en biologie marine au Laboratoire d'océanographie microbienne de Banyuls-sur-Mer (Pyrénées-Orientales).

Et les plus petits plastiques sous forme nanoparticulaire peuvent passer dans la circulation sanguine. « Les nanoplastiques peuvent se transloquer : ils passent la barrière digestive vers le foie ou le cerveau », précise Ika Paul-Pont.

…mais aussi biologique

Les plastiques constituent également un nouvel habitat pour de nombreuses espèces : bactéries, champignons, protozoaires, virus, invertébrés, etc. L'ensemble de cet écosystème constitue ce que les scientifiques appellent la plastisphère. « Une nouvelle niche écologique se crée, note Jean-François Ghiglione. Certains microorganismes sont capables de faire de la dégradation de la matière carbonée du plastique mais elle est trop lente pour faire face aux apports ».

Ce microplastique, observé en microscopie électronique à balayage, a été collecté dans le gyre océanique de l'Atlantique nord. Ces débris de plastique sont très colonisés et peuvent aussi transporter des espèces potentiellement invasives.

Les occupants de ce nouvel habitat, ainsi que leur déplacement, peuvent être problématiques. Ainsi, suite au tsunami de 2011, 289 espèces d'invertébrés ont été transportées des côtes japonaises aux côtes ouest américaines. « Le transport de ces espèces de la plastisphère pose question. Il est possible que certaines deviennent invasives », souligne Ika Paul-Pont.

Les scientifiques s'interrogent également sur les liens entre des maladies de coraux et la présence de débris de plastiques. La concentration de polluants et la présence de différentes bactéries pourraient engendrer aussi des phénomènes de résistances multiples aux antibiotiques. « Les nanoplastiques adsorbent différents contaminants dont des antibiotiques et des bactéries sur le biofilm. Celles-ci peuvent développer une résistance aux antibiotiques, avance Ika Paul-Pont. En Antarctique, un spectre large de résistance aux antibiotiques a été identifié, alors que normalement ce sont des gammes retrouvées dans des zones d'environnement humain ».

Des conséquences à étudier davantage

Si ces premiers éléments ne sont pas rassurants, les scientifiques doivent encore approfondir leurs connaissances, notamment sur le rôle de vecteur des plastiques ou le transfert des contaminants. « Les priorités de la recherche sont la compréhension du cycle du plastique dans l'environnement mais aussi des données sur la fraction inférieure à 10 microns, note Ika Paul-Pont. Dans un contexte de changement global - augmentation des températures, acidification, etc. -, il y a également besoin d'études qui intègrent l'exposome ». La question de l'impact sur l'homme se pose également.

« La recherche sur la toxicité pour l'homme a démarré depuis peu, indique Guillaume Duflos, chercheur au Laboratoire de sécurité des aliments de l'Anses (site de Boulogne sur mer). Les sources d'expositions sont multiples : les contacts avec les vêtements, l'air que nous respirons, les cosmétiques utilisés, les actes médicaux, ou l'alimentation. Nous avons une exposition plus importante par l'air puis par les produits de la mer et la consommation d'eau en bouteille ».

www.actu-environnement.com / Dorothée Laperche