Science

Déjouer les marées toxiques

Les snowbirds assistent depuis quelques années aux « marées rouges », un type d’épidémie d’algues toxiques qui souillent plusieurs plages de Floride. Le phénomène des algues toxiques, aussi connu dans des lacs au Québec, est sous la loupe des chercheurs. Comment pourrait-on freiner leur prolifération ?

UN DOSSIER DE MATHIEU PERREAULT

Les algues toxiques au fil des ans

1844 : première éclosion scientifiquement documentée aux États-Unis, près de Panama City, en Floride.

1884 : premier cas humain d’empoisonnement lié à la consommation d’un mollusque affecté par une marée rouge en Floride.

1947 : des pluies diluviennes sont associées à une énorme marée rouge à Naples, en Floride, qui cause plusieurs cas de problèmes respiratoires, au point que des rumeurs de tests militaires courent.

1955 : le gouvernement américain tente de lutter contre les marées rouges en Floride en déversant du sulfate de cuivre dans la mer, mais d’autres types de toxines apparaissent.

1972 : première marée rouge dans le Maine.

1975 : première marée rouge enregistrée en Asie, à Hong Kong.

1987 : une éclosion d’algues toxiques affecte les moules de l’Île-du-Prince-Édouard et y fait trois morts.

1998 : une marée rouge tue 400 morses en Californie.

2003 : un plan provincial de sauvetage est annoncé pour la baie Missisquoi, dans le lac Brome, frappé par des algues toxiques appelées cyanobactéries.

2005 : une marée rouge frappe la Floride mais est dispersée par l’ouragan Katrina.

2014 : une éclosion dans le lac Érié compromet l’approvisionnement en eau potable d’un demi-million de personnes à Toledo, en Ohio.

2015 : une éclosion en Alaska cause la mort de plusieurs baleines.

Souces : EeNews, National Geographic, Sarasota Herald Tribune

Pollution domestique, scientifiques dubitatifs

Dans les lacs, le rôle de la pollution domestique et agricole dans les éclosions d’algues est assez clairement établi. Mais l’étendue et les complexes courants marins des mers et des océans rendent le lien moins évident. Le point sur une controverse qui perdure.

L’azote en Californie

En septembre, une étude américaine a élucidé comment une algue responsable de marées toxiques sur la côte du Pacifique, Pseudo nitzchia, produit la toxine qui désoriente poissons, phoques et oiseaux, l’acide domoïque. « C’est un jalon important pour la compréhension des conditions permettant des éclosions massives », explique Shaune McKinnie, de l’Université de Californie à San Diego, qui est l’un des auteurs de l’étude publiée dans la revue Science. « L’une des énigmes est que la production d’acide domoïque est liée à une baisse du niveau de phosphate, une molécule associée à la pollution humaine. Ça veut dire que l’équation pollution-algues ne fonctionne pas toujours. »

Controverse en Floride

Pseudo nitzchia n’est pas du tout liée à l’algue qui cause les marées rouges en Floride, Karenia brevis, qui produit des brévétoxines qui s’attaquent au système nerveux des poissons, des oiseaux, des lamantins, des tortues et des humains, en plus de causer de l’irritation cutanée et des voies respiratoires. Mais là aussi, le débat fait rage au sujet du rôle de la pollution domestique et agricole – après tout, les marées rouges sont connues depuis des siècles, les premiers conquistadors espagnols les ayant décrites dans leurs carnets de voyage.

Du côté des inconditionnels du lien avec la pollution, on trouve Larry Brand, de l’Université de Miami, qui, en 2007, a publié dans la revue Harmful Algae une étude montrant que les marées rouges étaient 15 fois plus fréquentes entre 1994 et 2002 qu’entre 1954 et 1963. « Il y a justement 15 fois plus de pollution organique, dit M. Brand en entrevue. Et il y a plus d’éclosions quand les pluies sont plus fortes, ce qui amène plus de pollution agricole vers la mer. L’affaire est classée, à mon avis. » Don Anderson, un biologiste de l’Institut océanographique Woods Hole, au Massachusetts, qui travaille depuis 20 ans sur les algues toxiques, est plus nuancé. « La preuve n’est pas encore totalement établie, dit M. Anderson. Il se pourrait que des conditions météo soient aussi essentielles. » M. Brand admet, de son côté, que les grandes marées rouges en Floride ne surviennent que les années où un courant du golfe du Mexique se déplace vers le nord. D’autres chercheurs ont avancé que peut-être l’algue K. brevis ne se nourrit pas directement de la pollution organique, mais d’autres algues dont la croissance est liée à cette pollution.

Argile et concurrents

Voilà une quinzaine d’années, Don Anderson a tenté de contrer les marées rouges de Floride en épandant de l’argile. « L’idée est que l’argile se lie aux algues toxiques et les fait couler au fond de l’eau, dit le biologiste de Woods Hole. Mais avant que nous ayons pu améliorer le processus, nous avons été stoppés par une controverse au sujet de la provenance de notre argile : c’était un sous-produit d’une mine très controversée en Floride. » Depuis, la technologie a été raffinée en Chine et en Corée du Sud avec l’ajout à l’argile d’une substance qui facilite la « floculation », similaire aux produits utilisés dans les usines d’épuration des eaux. M. Anderson veut la tester cet hiver en Floride ; la quantité d’argile utilisée équivaut à cinq tonnes par kilomètre carré, environ 1 kg pour le volume d’une piscine. Les algues qui coulent au fond de l’eau vont-elles détruire la faune des fonds marins ? « Elle est déjà endommagée par les algues toxiques qui meurent, on va simplement accélérer le processus. » L’argile améliorée pourrait-elle être utilisée pour les lacs ? « Je crois que oui, c’est le prochain projet-pilote auquel je réfléchis. » L’aquarium de recherche Mote, près de Sarasota, en Floride, a mis au point des solutions plus coûteuses pour les ports et les bords de plage, par l’entremise d’ozonation notamment. Qu’en pense Larry Brand, le scientifique le plus convaincu du lien entre pollution et algues toxiques ? « C’est un sparadrap, dit-il. La seule solution est de réduire la pollution. »

Une fonction mystérieuse

Certains biologistes s’intéressent à la fonction des neurotoxines sécrétées par les algues. « Elles affectent rarement les grands prédateurs des algues, le zooplancton », explique Georg Pohnert, de l’Université d’Iéna, en Allemagne, qui a publié un commentaire sur l’étude sur Pseudo nitzschia dans Science en septembre. « Et les poissons, qui sont des prédateurs du zooplancton, donc en théorie bénéfiques pour les algues, sont affectés. Pourquoi les algues dépensent autant d’énergie pour produire ces toxines est un mystère. Les seules hypothèses qui restent sont un effet antiviral et un impact sur d’autres types d’algues, mais les preuves ne sont pas claires à ce niveau. »

Les lamantins

L’aquarium de recherche Mote a aussi mis au point un remède pour les lamantins affectés par les marées rouges. Il s’agit d’antioxydants qui les aident à éliminer les neurotoxines produites par les algues.

Hitchcock

En 2012, dans la revue Nature Geoscience, un groupe de biologistes américains a avancé qu’Alfred Hitchcock avait eu l’idée de son film The Birds en lisant des articles sur une éclosion d’algues toxiques en 1961, qui avait affecté la navigation des oiseaux marins. The Birds est sorti en 1963.

Quelques chiffres

1,5 km 

pénétration maximale des toxines d’algues marines dans les cours d’eau douce

60 millions US

coûts annuels des éclosions d’algues toxiques aux États-Unis

nombre de plans d’eau touchés par les cyanobactéries au QUÉBEC

2003 : 43 

2006 : 71 

2009 : 134

2011 : 138

2014 : 82

2017 : 3

La diminution du nombre de plans d'eau touchés reflète non seulement les interventions, mais aussi des conditions météorologiques moins favorables ainsi qu'une limitation depuis 2016 des inspections aux plans d'eau où les cyanobactéries posent des problèmes importants 

72 

nombre de personnes ayant des symptômes compatibles avec une intoxication aux cyanobactéries au Québec entre 2006 et 2012

Sources : Aquarium Mote, INSPQ, WHOI, MDDELCC

L’argile miraculeuse

La Corée du Sud et la Chine s’en servent depuis une bonne dizaine d’années. Mais la réglementation environnementale et les craintes du public ont longtemps freiné la mise au point de techniques de contrôle des algues toxiques avec de l’argile. Voici comment fonctionne cette approche.

Épandage de la craie d’argile L’argile se transforme en flocons à la surface de l’eau (floculation) Les amas d’argile qui se forment coulent au fond de l’eau, en entraînant les algues dans le processus de floculation Les amas d’algues et d’argile se déposent au fond de l’eau

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