La dégradation des microplastiques dans l’océan : un vrai défi

L’accumulation de microplastiques dans l’océan est une vraie préoccupation écologique. Si le vieillissement des plastiques a été étudié en laboratoire, nous connaissons encore très peu de choses quant aux mécanismes de décomposition de ce matériau dans l’environnement. Pour mieux comprendre le processus de dégradation des microplastiques dans l’océan, les scientifiques ont analysé des échantillons collectés par Expédition 7^e Continent dans le gyre de l’Atlantique Nord. Comment et jusqu’à quel point ces fragments se décomposent-ils en mer ? Les écosystèmes marins sont-ils en danger ? On fait le point.

États des lieux de la pollution plastique dans les océans

De nos jours, il est clairement établi que des déchets plastiques sont présents à peu près partout dans les eaux de notre planète. Des expéditions scientifiques en mer ont permis d’estimer qu’au moins 5,25 milliards de fragments de plastiques flottent dans nos océans. Il s’agit de polymères synthétiques souples qui peuvent prendre différentes formes. Les débris les plus couramment collectés sont du polyéthylène (PE) et du polypropylène (PP) :

• Le PE ou polymère d’éthylène est un matériau simple et peu cher à fabriquer. Il représente 38 % du plastique produit dans le monde. La moitié des emballages jetables à usage unique en sont constitués. 
• Le PP ou polymère thermoplastique représente quant à lui 24 % de la production de plastique. Il est souvent utilisé dans la construction automobile, mais également pour les emballages alimentaires, les pailles à boire, etc.

Sous l’effet de la rotation de la Terre, les déchets plastiques présents dans les océans sont attirés dans les gyres océaniques. Ces gyres sont d’immenses courants marins tourbillonnants dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Nord, et dans le sens inverse dans l’hémisphère Sud.

Sur notre planète, il en existe 5 principaux : 

• Atlantique Nord ;
• Atlantique Sud ;
• Pacifique Nord ;
• Pacifique Sud ;
• océan Indien.

Expédition 7^e Continent a parcouru le gyre de l’Atlantique Nord en 2014 et 2015 à bord du voilier Guyavoile. Les prélèvements effectués ont démontré qu’on y trouve surtout des microplastiques, soit des morceaux d’une taille de 0,3 mm à 5 mm. Ces débris étaient principalement du polyéthylène (PE).

Le processus de dégradation des microplastiques dans l’océan

Pour la recherche, il est capital de bien caractériser les fragments de plastiques collectés pour comprendre leur évolution et leurs interactions avec le milieu marin. Ces échantillons proviennent de produits et d’emballages d’une grande variété. Cependant, les scientifiques rencontrent souvent des difficultés pour définir l’objet d’origine selon l’état de dégradation. Chaque type de polymère a des caractéristiques mécaniques et chimiques très différentes. De plus, en fonction de leurs propriétés, les polluants déversés en mer ont tendance à adhérer à leur surface.

La majorité des études sur la dégradation des polymères sont effectuées en laboratoire. Ces études ont pour but de déterminer en premier lieu la durée de vie d’un produit. Elles se concentrent donc sur les premiers stades de détérioration de ce matériau. C’est pourquoi les informations sur les plastiques décomposés dans un environnement naturel sont très limitées.

La principale cause de dégradation des PE à l’extérieur est le rayonnement UV. Même si ce polymère n’absorbe pas la lumière solaire, des modifications de sa structure chimique dans le temps entraînent un changement des propriétés de la matière. Sa couleur se modifie, des craquelures apparaissent en surface, provoquant une fragilisation et une désintégration du plastique. En vieillissant, les débris deviennent de plus en plus faibles et cassants. Ils finissent par se décomposer en paillettes de quelques millimètres.

Les analyses réalisées sur les microplastiques dans les océans indiquent que les conditions météorologiques réelles conduisent à des transformations du matériau plus fortes et plus rapides qu’en laboratoire. 

Les microplastiques marins en décomposition, un danger pour les écosystèmes

Ces modifications de structure et de composition des polymères ont un impact sur la faune aquatique et son habitat. Malgré le nombre croissant d’études scientifiques sur le sujet, l’ampleur de la gravité de cette pollution sur les écosystèmes marins reste à évaluer. Certains chercheurs parlent de risques chimiques suffisamment préoccupants pour qu’ils soient considérés comme dangereux. La multiplication de particules invisibles à l’œil nu inquiète les spécialistes. 

Les polymères contiennent différents additifs chimiques qui absorbent les substances toxiques qu’ils rencontrent. Ces microfragments représentent une menace pour les écosystèmes. En effet, leur taille micrométrique leur permet de s’infiltrer partout. Ainsi, les poissons, les crevettes, les baleines, le plancton et même les coraux les confondent avec leur nourriture. Les microplastiques provoquent une dégradation de la santé des organismes marins. Une fois absorbés, ils peuvent pénétrer dans les cellules et atteindre les tissus et les organes.

Enfin, ces microfragments ont une grande capacité de déplacement. Ils peuvent donc transporter d’une région à une autre des bactéries, champignons ou virus qui ont colonisé leur surface. À tel point que nous constatons l’introduction d’espèces invasives et parfois nocives dans des endroits où elles étaient inexistantes auparavant.

L’étude de la dégradation des microplastiques dans l’océan reste un vrai défi pour les scientifiques. Les analyses effectuées sur les échantillons récoltés par Expédition 7^e Continent ont montré que les débris plastiques se décomposent plus vite et plus fortement dans l’environnement qu’en laboratoire. Ils en deviennent invisibles pour l’homme, mais sont pourtant présents dans tout l’écosystème marin. Il est primordial d’améliorer les méthodes actuelles de comptage et d’identification de ces microfragments dans le milieu naturel.

Nicole Gachet au cours de son cursus de formation chez Formation-Rédaction-Web. La relecture scientifique a été réalisée par Valérie Pruneta, docteur en biochimie.

Source : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28460234/