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« Le thon c’est bon »… mais sans mercure !

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Le mercure, élément chimique classé « extrêmement préoccupant pour la santé » selon l’OMS, s’infiltre dans notre alimentation par la consommation de certains poissons comme le thon. Comprendre les origines de cette contamination représente donc un enjeu de santé publique majeur.

Rejeté dans l’atmosphère par le volcanisme mais surtout par les activités humaines comme la combustion du charbon, le mercure finit par se déposer à la surface de l’Océan. Une fraction est convertie par transformations chimiques, en méthylmercure, substance aisément assimilée par le phytoplancton à la base du réseau alimentaire et qui s’accumule de maillon en maillon (processus de bioaccumulation) jusqu’aux prédateurs supérieurs (le thon par exemple).

Or le méthylmercure est une substance toxique pour l’homme et tout particulièrement pour l’enfant et le nourrisson. Elle impacte le système nerveux central et peut, à partir de certaines doses, endommager la mémoire, la cognition, l’attention ou encore le langage. On estime que tous les individus présentent, au minimum, des traces de méthylmercure dans leurs tissus, preuve de son omniprésence dans l’environnement et de l’exposition conséquente à ce composé, via la consommation de poissons et de crustacés.

Pour connaître les paramètres qui influencent les concentrations en méthylmercure, des chercheurs de l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD), de la Communauté du Pacifique Sud (CPS) et de l’Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC) ont dans un premier temps évalué les concentrations pour trois espèces de thons du Pacifique occidental et central : le thon jaune (Albacore), le thon blanc (Germon) et le thon obèse (Bachi). Des échantillons ont ainsi été prélevés dans les muscles de 1000 spécimens (364 thons obèses, 417 thons jaunes et 163 thons blancs), et analysés. Les chercheurs ont ensuite mis au point des modèles permettant de cartographier la variance régionale du méthylmercure pour ces 1000 thons, selon leur lieu de pêche.

Les modèles révèlent que les concentrations dépendent non seulement de l’espèce considérée et de sa taille, mais également de sa localisation géographique (cf. fig.1). Elles sont plus élevées dans le cas du thon obèse par ex. et dans la région sud-ouest du Pacifique autour de la Nouvelle-Calédonie et des îles Fidji (cf. fig. 1 : en rouge).

Figure 1 : Distribution géographique des teneurs en mercure – Pacifique occidental et central – thons d’une taille standard de 1 m (source : CPS n°158)

Pour expliquer ces résultats, les chercheurs se sont intéressés à l’influence de différents facteurs : physiologiques, environnementaux et écologiques.

Importance de la taille

Sans surprise, au sein d’une même espèce, les plus fortes concentrations en méthylmercure sont retrouvées chez les plus grands spécimens. En effet, par le processus de bioaccumulation, ce composé est moins vite éliminé qu’il n’est absorbé et s’accumule au fur et à mesure que le poisson grandit et vieillit. Toutefois, les seuils de méthylmercure préconisés par l’OMS (1 mg de mercure pour 1kg de poisson) sont rarement dépassés. Seules 1% des prises de thons jaunes et de thons blancs, et 11% des thons obèses, principalement les plus gros individus, affichent des concentrations supérieures aux maximums autorisés.

Importance de la profondeur

La concentration de ce composé s’accroît avec la profondeur (cf. fig. 2) : si le mercure se dépose en surface des océans c’est en profondeur qu’il est, pour l’essentiel, transformé en méthylmercure par les bactéries. Des caractéristiques propres aux différentes espèces et à leur distribution géographique permettent d’expliquer pourquoi certaines d’entre elles séjournent en eaux plus profondes et présentent de ce fait des teneurs en méthylmercure comparativement plus élevées.

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Figure 2 : Représentation de l’habitat vertical des thons avec la courbe de teneur en méthylmercure de l’eau en fonction de la profondeur (source : CPS)

Importance de l’espèce 

En standardisant la taille des thons, les chercheurs ont observé des différences de teneurs en méthylmercure entre les trois espèces ; le thon obèse présente des taux supérieurs aux deux autres (cf. fig. 1). Cette différence s’explique par des caractéristiques de longévité, d’alimentation et de capacités physiologiques. En effet, le Bachi vit plus longtemps, favorisant ainsi l’accumulation de méthylmercure dans ses tissus ; par ailleurs il possède les capacités physiques pour plonger plus profondément que les thons jaunes ou blancs, là où la production de méthylmercure est plus importante. Les Germons et Albacore, qui évoluent davantage en surface, sont de ce fait moins exposés et présentent des teneurs en méthylmercure plus faibles (cf. fig. 2).

Importance de la zone de pêche

En plus des distinctions interspécifiques et de l’incidence de la taille du poisson, les chercheurs ont également montré qu’au sein d’une même espèce, des différences régionales existent. Pour le thon obèse par ex., la concentration en méthylmercure est plus élevée autour de la Nouvelle-Calédonie et des îles Fidji (cf. fig. 1 : en rouge) que vers l’équateur (cf. fig. 1 : en bleu) ; de même la température de l’eau y diminue moins rapidement avec la profondeur (température >12° jusqu’à 430m, pour 275m à proximité de l’équateur), les thons obèses adaptés aux « eaux chaudes » y séjournent ainsi plus en profondeur et rapprochant leurs lieux de chasse et de nourriture des lieux de production du contaminant, ils augmentent leurs taux de méthylmercure.

D’autres facteurs de moindre importance, comme la position du thon dans le réseau trophique, peuvent aussi expliquer ces variations de concentration. En effet plus l’espèce se situe à une place élevée en tant que prédateur, plus elle ingère et absorbe du méthylmercure via son alimentation (autres espèces) et possède au final une charge corporelle en contaminant supérieure, à celle des poissons consommés.

En éclairant les processus qui exposent les thons à des teneurs en mercure plus élevées, en fonction de leurs taille, espèce, et lieu de pêche, cette étude permet d’évaluer avantages et inconvénients liés à la consommation de ces espèces par l’homme et ainsi de participer à en diminuer le risque sanitaire.

 

Médiation scientifique

Assurée par Fanny Châles, doctorante de l’Ecole Doctorale des Sciences de la Mer et du Littoral (EDSML), en 1ère année de thèse au Laboratoire Aménagement des Usages, des Ressources et des Espaces marins et littoraux (AMURE) à l’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM/UBO).

L’article

Houssard, P., Point, D., Tremblay-Boyer, L., Allain, V., Pethybridge, H., Masbou, J, Ferriss B. E., Baya, A. P., Lagane, C., Menkes, C. E., Letourneur, Y., Lorrain, A. (2019). A model of mercury distribution in tuna from the western and central Pacific ocean: influence of physiology, ecology and environmental factors. Environmental science & technology, 53(3), 1422-1431. doi : 10.1021/acs.est.8b06058

Les auteurs

L’étude présentée a été menée dans le cadre de la thèse de P. Houssard (IRD et Laboratoire des Sciences de l’Environnement Marin -LEMAR, IUEM/UBO). L’article résulte de la collaboration de chercheurs de l’IRD, du LEMAR (UBO), de l’université de Nouvelle-Calédonie, du laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET), de l’université Pierre et Marie Curie, du CSIRO (Australie), de la NOAA (USA) et de la CPS (Nouvelle-Calédonie).

La revue

« The ICES Journal of Marine Science » publie des articles originaux, des essais d’opinions, des projets pour l’avenir  et des revues critiques qui contribuent à notre compréhension scientifique des systèmes marins.

Contacts

Auteurs :  anne.lorrain@ird.fr / david.point@ird.fr

Bibliothèque La Pérouse : Suivi éditorial, rédaction, corrections et mise en page : Fanny Barbier

Service Communication et médiation scientifique : communication.iuem@univ-brest.fr

 

 

14 millions d’euros pour lutter contre la pollution plastique dans les zones sensibles

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Preventing Plastic Pollution (PPP)

La zone de la Manche fait l’objet d’un projet de 3 ans, actuellement en cours de lancement et mené par l’Université Queen Mary de Londres, visant à éliminer et à prévenir la pollution par les matières plastiques dans des zones sensibles en Angleterre et en France.

Preventing Plastic Pollution (PPP) développera un modèle permettant de réunir des données sur la quantité et les sources possibles de pollution plastique, et ce dans sept sites pilotes : la rade de Brest, la Baie de Douarnenez, la Baie des Veys, la zone de Medway, les fleuves du Tamar et du Great Ouse, et le port de Poole.

Les spécialistes évalueront le taux de plastiques polluants qui s’introduisent dans les bassins versants, et ils identifieront les zones sensibles de la pollution. Ils détermineront la rentabilité et la durabilité des approches innovantes actuelles et créeront un portefeuille de méthodes d’élimination pour prévenir et gérer la pollution.

Le projet, d’un montant de 14 millions d’euros, a été approuvé par le Programme France (Manche) Angleterre, qui a engagé 9,9 millions d’euros de financement via le Fonds Européen de Développement Régional. Carolyn Reid, la Directrice du Programme Interreg France (Manche) Angleterre, déclare : « La pollution plastique constitue une énorme problématique environnementale, et nous sommes déterminés à rassembler des spécialistes des deux côtés de la Manche et à les soutenir dans la création de projets pour lutter contre celle-ci. »

Le CNRS partenaire du projet avec le LEMAR

Le CNRS est l’un des 17 partenaires de ce projet. Les scientifiques du LEMAR effectueront notamment des campagnes d’échantillonnage des microplastiques dans la rade de Brest et la baie de Douarnenez tout au long du projet dans le but d’évaluer les niveaux et l’évolution temporelle de cette contamination. Ces travaux participeront à l’évaluation de l’efficacité des mesures de réduction des déchets plastiques mises en place dans le projet PPP. Le laboratoire de Physiologie des Invertébrés de l’Ifremer, en partenariat avec le CNRS au sein du LEMAR, travaillera de plus sur la toxicité de ces microplastiques sur les organismes marins, en particulier sur l’huître creuse.

« Ce projet est une formidable opportunité de fédérer l’ensemble des acteurs locaux autour de la rade de Brest et de la baie de Douarnenez sur lesquelles nous allons suivre les niveaux de contamination par les déchets plastiques » Ika Paul-Pont, en charge du partenariat CNRS.

Réduction des déchets à l’IUEM et médiation scientifique

En complément de la démarche scientifique portée par ces deux organismes de recherche, deux volets supplémentaires seront déployés durant le projet. Le premier portera sur la mise en place de démarches écoresponsables visant à réduire drastiquement la production de déchets plastiques dans les bureaux et usages quotidiens, contribuant ainsi à l’Agenda 2030 de la France, à l’échelle de l’IUEM. Le deuxième volet concernera la réalisation d’actions de médiation scientifique, via l’organisation d’évènements grands publics et d’interventions dans les écoles en partenariat avec Océanopolis, afin de sensibiliser le plus grand nombre aux enjeux de cette pollution.

Le projet PPP organisera aussi 160 événements communautaires de nettoyage des rivières, et il collaborera avec les industries de l’agriculture, de la pêche et maritimes pour trouver des moyens de capturer et d’éliminer les déchets plastiques de leurs activités.

Pour en savoir plus

Contacts

Jayne MANN
Emily COOPER

Crédit photo

Iwan JONES

Retour sur OceanObs’19 à Honolulu

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Dans le cadre de sa série de conférences décennales, OceanObs’19 a regroupé à Honolulu du 16 au 20 septembre 2019 la communauté mondiale des observateurs des milieux océaniques, des scientifiques aux utilisateurs finaux.

Objectifs de la manifestation

Cette conférence décennale dont la première a eu lieu en France en 1999, a cherché à améliorer la réponse aux besoins scientifiques et sociétaux par un système intégré d’observation des océans, afin de mieux comprendre l’environnement marin, de surveiller le climat et d’informer sur les stratégies d’adaptation, ainsi que d’utiliser durablement des ressources océaniques. OceanObs’19 a poursuivi l’élaboration de stratégies visant à mettre en place un système pérenne d’observation multidisciplinaire et intégré de l’océan et à mieux relier les observateurs, les modélisateurs et les communautés d’utilisateurs. Les contributions (sous la forme d’articles blancs communautaires appelés « community white paper ») ont permis d’orienter l’élaboration de la stratégie tout au long de la conférence pour la prochaine décennie. La conférence et ces articles blancs s’articulent autour de 10 thèmes essentiels pour le bénéfice de la société qui étaient les suivants « Observing System Governance », « Data & Information Systems », « Observing Technologies & Networks », « Pollution & Human Health », « Hazards & Maritime Safety », « Blue Economy », « Discovery », « Ecosystem Health & Biodiversity », « Climate Variability & Change » et « Water, Food, & Energy Security ».


Implication des scientifiques de l’IUEM

L’IUEM et l’Ifremer étaient présents à cette manifestation, particulièrement les agents du LOPS (Pascale Lherminier, Nicolas Kolodziejczyk, Guillaume Charria, Jérôme Paillet) mais aussi du Lemar (Patrice Brehmer) et avec une forte contribution à distance de Fabrice Ardhuin du LOPS. US Imago (Unité propre IRD sur le campus de Plouzané) était aussi présente. Elle est liée de manière indirecte au LOPS, au Lemar et à l’IUEM. Un poster décrivant l’IUEM a été présenté à la conférence et l’IRD, tutelle de l’IUEM, était l’un des sponsors officiels. Les principaux thèmes soutenus par les agents de l’IUEM dans leurs articles blancs (déjà 240 000 vues) ont porté sur les contributions des navires aux systèmes d’observation ; l’infrastructure de recherche JERICO ; l’observation en France de l’océan côtier et du littoral, ainsi que sur le rapport coût efficacité des capteurs biogéochimiques mais aussi de capteurs utilisés en biologie marine.  Enfin, les agents de l’IUEM ont aussi présenté d’autres contributions notamment le projet européen H2020 Trialtlas et ont participé aux animations du Hall d’expositions notamment sur le stand de l’Agence américaine d’observation océanique et atmosphérique (NOAA).

Les scientifiques ont fait remarquer aux organisateurs la faible participation des pays Africains et des pays dits du Sud en général. Le renforcement de leur capacité d’expertise sur les milieux océaniques devrait être une priorité pour la décennie a venir, entrant ainsi une cohérence avec la Décennie des Nations Unies pour les sciences océaniques au service du développement durable (2021-2030). Gageons que l’IUEM et ses partenaires auront à cœur de contribuer à cette noble mission.

Crédit photos

Pascale Lherminier / Ifremer

Patrice Brehmer / IRD

Plastiques à la dérive : itinéraire d’une particule

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Tous les ans, 8 à 10 millions de tonnes de déchets plastiques sont déversés dans les océans. De faible densité, ces détritus dérivent au gré des courants et s’accumulent partiellement à la surface des eaux. Des simulations numériques permettent de mieux comprendre leur cheminement au sein des bassins océaniques et d’appréhender ce problème majeur de pollution. Environ 150 millions de tonnes de débris plastiques [1] convergent vers cinq zones principales d’accumulation au nord et au sud de chaque grand bassin océanique (cf. fig. 1) ; la zone d’accumulation du Pacifique Nord représenterait six fois la taille de la France. Ces déchets, essentiellement des micro plastiques de moins de 5 mm, constituent une véritable menace tant pour la santé des écosystèmes marins que pour celle des hommes [1, 2] .

Figure 1 (extraite de Cozar et al., 2014) : Concentrations des débris plastiques à la surface des océans, mesurées au cours de différentes expéditions scientifiques. Les zones grises délimitent les zones d’accumulation prédites par simulation (Maximenko et al., 2012).

Pour réussir à contrôler cette pollution, il est nécessaire de comprendre l’itinéraire et le devenir des déchets. Dans cette optique, les scientifiques entreprennent de déterminer leur trajectoire en utilisant notamment, la cartographie des courants marins qui résultent majoritairement de deux phénomènes distincts :

  • les vents et la force de Coriolis influent sur les courants de surface (également appelés « courants d’Ekman ») dont la puissance et la direction varient rapidement.
  • la circulation thermohaline engendre des courants profonds ; la différence de température (thermo) et de salinité (haline) entre certaines masses d’eau génère des variations de densité : une masse d’eau froide salée sera en effet plus dense qu’une masse d’eau plus chaude, moins salée et plongera davantage en profondeur [4].

Actuellement, la circulation océanique est principalement analysée via le suivi de mesures in situ (bouées, satellites, etc.) et par modélisation numérique. Les outils de simulation présentés dans cet article, ont permis d’étudier la trajectoire de particules numériques à la surface des océans durant une trentaine d’années (1985 – 2013), durée qui paraît suffisante pour décrire les caractéristiques des zones de convergence des débris en surface. Ainsi, une répartition initiale, homogène et constante de l’ordre d’un million de particules numériques a été considérée, chaque particule a été positionnée au centre d’une maille composant la grille du modèle et recouvrant toute la surface océanique du globe. La trajectoire de chaque particule a ensuite été calculée, jour après jour en prenant en compte les courants océaniques à 0,5 m de profondeur (via un modèle de référence intitulé C-GLORSv5, extérieur à l’étude) et les variations énergétiques induites par la présence de tourbillons de méso-échelle (équivalent océanique des dépressions dans l’atmosphère). Dans cette modélisation les particules ne coulent pas vers les profondeurs, reproduisant ainsi la flottabilité des plastiques liée à leur faible densité.

Figure 2 : Concentration en particules à la surface du globe après 1, 3 et 26 ans de simulation. Les rectangles bleus montrent les zones d’accumulation et les points bleus correspondent au centre de masse des particules présentes dans les zones définies par les rectangles. 

Ces résultats (cf. fig. 2) mettent en évidence l’éloignement très rapide des particules de l’équateur (celui-ci se comporte comme une zone de divergence) : au bout de trois ans, 75 % des particules sont situées hors de la région tropicale comprise entre 15°N et 15°S. Elles commencent ainsi à s’accumuler très rapidement à l’intérieur des grands bassins océaniques, principalement sous l’action des courants liés aux vents. Après une simulation de dérive des particules sur 10 années, celles-ci apparaissent principalement réparties dans cinq zones de convergences, très stables dont la localisation ainsi que la concentration en particules n’évoluent plus que peu, même au bout des 29 années de simulation. La grande majorité des particules se répartissent dans l’une de ces zones d’accumulation mais certaines cependant, restent en Atlantique nord subpolaire ou empruntent une voie de liaison de plus de 8000 km qui connecte le sud de l’Océan Indien au sud de l’Océan Pacifique via la Grande Baie australienne et la mer de Tasman ; la concentration en particules y apparaît permanente et stable dès 15 ans de simulation.

Ces résultats tendent donc à montrer que les zones subtropicales de convergence peuvent communiquer et ne doivent donc pas être considérées comme fermées et isolées. Par ailleurs il semblerait que, contrairement aux zones d’accumulation, cette voie de liaison n’est pas uniquement créée par les courants de surface générés par le vent (courants d’Ekman), mais également par une variabilité énergétique induite par la présence des tourbillons de méso-échelle. Cette variabilité n’est pas toujours prise en compte dans les modèles actuels de dispersion de débris flottants alors qu’elle pourrait y jouer un rôle important.

Les simulations numériques sont d’une grande aide pour étudier la dispersion des particules flottantes à une échelle globale. Elles permettent notamment d’éviter certains biais causés par l’utilisation de flotteurs dérivants, biais liés en particulier au nombre (nécessairement) limité de bouées et au fait que leur trajectoire dépend fortement de leur point de départ. Cette méthode comporte aussi ses limites, notamment vis-à-vis de nos connaissances sur les puits et sources de plastiques dans l’Océan. Par exemple, quelle est la part de débris qui s’échouent sur les plages ou qui coulent en profondeur ?

Ainsi, la variabilité énergétique induite par la présence de tourbillons devrait être prise systématiquement en compte dans les futures simulations de dérive des plastiques, puisqu’elle permet de montrer et d’expliquer la présence d’une voie de liaison entre les zones d’accumulations au sud de l’Océan Pacifique et de l’Océan Indien. A l’heure actuelle, les auteurs continuent d’améliorer leur compréhension de ces circulations de surface et essaient maintenant de prendre en considération les courants induits par les vagues (dérive de Stokes) qui permettront d’affiner encore ce modèle.

Médiation scientifique:

Assurée par Marion Urvoy, doctorante de l’Ecole Doctorale des Sciences de la Mer et du Littoral (EDSML – Université de Bretagne Occidentale), en 1ère année de thèse au Laboratoire des Sciences de l’Environnement Marin (LEMAR) à l’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM) et au laboratoire Pelagos, unité Dynamique des Ecosystèmes côtiers (DYNECO) à l‘Ifremer

L’article

Maes, C., Grima, N., Blanke, B., Martinez, E., Paviet-Salomon, T., & Huck, T. (2018). A surface “superconvergence” pathway connecting the South Indian Ocean to the subtropical South Pacific gyre. Geophysical Research Letters, 45, 1915–1922.

https://doi.org/10.1002/2017GL076366

Les auteurs

Tous les auteurs sont affiliés au Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), situé à Plouzané. E. Martinez est également affilié à l’UMR 241 – Ecosystèmes Insulaires Océaniens (Tahiti). T. Paviet-Salomon, de l’ENSTA Bretagne, a réalisé une partie de son stage de fin d’étude de master 2 sur cette thématique.

La revue

La revue internationale « Geophysical Research Letters » est publiée par l’Union Américaine de Géophysique (AGU) depuis 1974. Son objectif est de permettre la publication de rapports concis, à  fort impact et nécessitant une grande visibilité sur tous les domaines liés aux géosciences.

Bibliographie

[1] Fondation Ellen MacArthur (2016), « Pour une nouvelle économie des plastiques »

[2] Audrey Garric (9 mai 2012), « Le 7ème continent de plastique : ces tourbillons de déchets dans les océans ».

[3] Cozar et al. (2014), « Plastic debris in the open ocean ». PNAS 111(28):10239-44

[4] Muséum d’Histoire Naturelles, « Pourquoi étudier les courants océaniques ? ».

[5] Maximenko et al. (2012), « Pathways of marine debris derived from trajectories of Lagrangian drifters. » Mar Pollut Bull 65(1–3):51–62.

Contacts

Auteurs : consulter l’annuaire de l’IUEM

Bibliothèque La Pérouse : Suivi éditorial, rédaction, corrections et mise en page : Fanny Barbier

Service Communication et médiation scientifique : communication.iuem@univ-brest.fr