Urgences climatiques et écologiques : les solutions de l'Océan 9782759826523

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Urgences climatiques et écologiques : les solutions de l’Océan GILBERT BARNABÉ

17, avenue du Hoggar – P.A. de Courtabœuf BP 112, 91944 Les Ulis Cedex A

REMERCIEMENTS  

Je remercie très chaleureusement Madame France Citrini, directrice éditoriale, d’accueillir cet ouvrage aux Éditions EDP Sciences. Tous les travaux cités dans le texte, toutes les figures ou graphiques repris ou adaptés ont constitué les éléments de base de cet essai ; leurs auteurs en sont donc les auteurs indirects et ils doivent être remerciés à ce titre. Les clichés couleur de plusieurs de nos collègues et amis illustrent nos propos, c’est à eux aussi que nous dédions tous nos remerciements : Sardet C. (Chroniques du plancton), Shira G. (Nasa Scientific Visualization Studio), Taylor X. (University of North Carolina Wilmington Microscopy Facility), Watson N. et Thompson L. (Chisholm S. [P], MIT), Williamson C. (NIWA. New Zeland Natural Resources). La minutie et l’expertise de mon éditrice Danielle Roque ont permis bien des corrections et améliorations du texte initial : merci pour cette collaboration fructueuse. Composition et mise en pages : Patrick Leleux PAO Couverture : Conception graphique de B. Defretin, Lisieux Photographie de G. Barnabé : Laminaires en Bretagne Imprimé en France ISBN (papier) : 978-2-7598-2651-3 ISBN (ebook) : 978-2-7598-2652-0 Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute repré­ sentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou ­reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon ­sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal. © EDP Sciences, 2022

SOMMAIRE

Partie 1 Le fonctionnement des océans 1.  État des lieux.......................................................................... 13 1. Un nouveau récit sur l’océan .................................................. 13 2. Océans et mers déterminent la vie sur terre............................... 15 3. Les océans, l’humanité et le climat........................................... 16 4. Les urgences climatiques et écologiques................................... 16 5. Les données de l’histoire et de la géologie : la fin de notre civilisation ? ................................................... 17 6. L’attrait irrésistible des rivages et le besoin d’espace.................. 18 7. Les richesses des océans et des mers........................................ 18 8. Les ressources vivantes .......................................................... 18 9. La pollution terrifiante des eaux marines................................... 19 10. Les menaces d’une incertitude paralysante............................... 19 11. Une approche globale du développement durable...................... 20 12. Conclusion : des solutions pour un océan pérenne.................... 21 Bibliographie............................................................................ 22 2.  La Terre, planète océane et l’eau de mer................................... 25 1. L’importance géographique et climatique des océans................... 25 2. L’espace et le temps dans l’océan............................................. 27 3. L’eau de mer......................................................................... 27 4. Les gaz dissous dans l’eau et leurs interactions avec l’atmosphère.................................................................. 30 5. Salinité, sels dissous.............................................................. 32 6. L’acidité de l’eau de mer et les carbonates................................. 33 7. La glace ou cryosphère........................................................... 35 Bibliographie............................................................................ 36 3.  Mouvements des eaux marines.................................................. 37 1. Les mouvements des fluides ................................................... 37 2. La couche limite océan-atmosphère ou microcouche de surface.... 39 3. Houles et vagues................................................................... 40 4. Courants............................................................................... 43 5. Tourbillons, gyres, grands courants océaniques........................... 47 6. Couche mélangée................................................................... 51 7. Apports d’eau douce en zone côtière ....................................... 52 8. Sables et sédiments marins .................................................... 52 9. Conclusions........................................................................... 53 Bibliographie............................................................................ 53

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SOMMAIRE

4.  Atmosphère, Océan, climat....................................................... 55 1. Le rayonnement solaire, base de toute vie sur terre ................... 55 2. Une quantité colossale d’énergie.............................................. 55 3. Redistribution du flux d’énergie............................................... 56 4. Le grand réservoir de froid océanique....................................... 58 5. Précipitations, évaporations.................................................... 59 6. Transports atmosphériques de particules et aérosols................... 60 7. Relation entre température et CO2............................................ 61 8. Conclusions........................................................................... 61 Bibliographie............................................................................ 62 5.  Changement climatique, effet de serre et controverse climatique.............................................................................. 65 1. Les gaz à effet de serre et leur accumulation............................. 65 2. Activités humaines et températures moyennes des terres et des mers.......................................................................... 67 3. Fixation du CO2 par le phytoplancton (pompe biologique à carbone)................................................. 70 4. Niveau des mers.................................................................... 70 5. Acidification des océans......................................................... 71 6. Changements planctoniques.................................................... 71 7. Prévisions climatiques et controverse sur le climat .................... 72 8. L’imparable accroissement des émissions de CO2......................... 77 9. Conclusions .......................................................................... 79 Bibliographie............................................................................ 80 6.  La vie, partout dans les océans................................................. 85 1. Quelques exclusivités des êtres marins...................................... 85 2. Production végétale et chaînes alimentaires.............................. 86 3. Le plancton végétal ou phytoplancton, base de la vie marine....... 87 4. La matière organique dissoute................................................. 89 5. La « boucle microbienne », autre composante dominante de la vie en mer.................................................................... 89 6. Le plancton animal ou zooplancton (production secondaire en pleine eau)...................................................................... 94 7. Les poissons et autres mangeurs de plancton animal (planctonophages)................................................................ 96 8. Le cas des méduses................................................................ 96 9. Les carnivores d’ordre supérieur............................................... 97 10. Le cannibalisme................................................................... 98 11. Les matières plastiques, leurre mortel..................................... 98 12. La production marine des fonds.............................................. 99 13. Conclusions......................................................................... 101 Bibliographie............................................................................ 101 7.  Les facteurs physiques déterminent la production biologique .... 105 1. Le mouvement des eaux à l’échelle des organismes aquatiques..... 105 2. Variations spatiales et essaims ................................................ 109 3. Stratification des océans et biologie des eaux superficielles......... 110 4

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

SOMMAIRE

4. Les remontées d’eau profondes (résurgences ou upwellings)......... 113 5. Turbulences et production en eaux côtières............................... 114 6. Les eaux douces en zone côtière.............................................. 114 7. Apports insoupçonnés d’eaux douces aux océans........................ 115 8. Conclusions .......................................................................... 115 Bibliographie............................................................................ 116 8.  La production de matière vivante dans l’Océan.......................... 119 1. La production végétale de l’Océan : le phytoplancton.................. 119 2. Production d’algues sur le fond................................................ 120 3. Production de plancton animal ............................................... 120 4. Production globale de poissons................................................ 120 5. Les animaux des fonds marins................................................. 121 6. Variations de la production de matière vivante........................... 121 7. Conclusions........................................................................... 122 Bibliographie............................................................................ 122

Partie 2 L’homme et les océans 9.  L’homme et la mer : habitat, loisirs et tourisme........................ 125 1. La ligne de rivage, frontière attractive...................................... 125 2. Le tourisme côtier, première activité de l’économie mondiale....... 126 3. Autres activités liées au littoral............................................... 126 4. La surpopulation du littoral .................................................... 127 5. Recul du trait de côte, dégradations, submersions...................... 127 6. L’homme destructeur de vie marine........................................... 129 7. Conclusions........................................................................... 129 Bibliographie............................................................................ 129 10.  L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture... 131 1. Données globales................................................................... 131 2. Le potentiel en sommeil des océans pour la production de nourriture........................................................................ 132 3. Les fondamentaux des pêches maritimes................................... 132 4. La production d’espèces vivantes par l’aquaculture...................... 141 5. Conclusions .......................................................................... 146 Bibliographie............................................................................ 147 11.  Pollutions des eaux marines................................................... 153 1. Les apports d’eaux continentales polluées dans les eaux côtières.. 154 2. Les autres pollutions typiques des océans................................. 159 3. L’escroquerie des compensations virtuelles de la pollution........... 166 4. Conclusions........................................................................... 167 Bibliographie............................................................................ 168 12.  Production et épuration, un miracle limité par les pollutions... 173 1. Les capacités épuratrices naturelles des océans et milieux aquatiques........................................................................... 173 2. Quelques exemples d’écosystèmes épurateurs et productifs........... 175 5

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3. La production et l’épuration dans les eaux littorales................... 178 4. Agrégats, neige marine, bioflocs et microalgues......................... 179 5. Les limites de l’épuration : les pollutions spécifiques à l’homme... 180 6. Conclusions .......................................................................... 181 Bibliographie............................................................................ 182 13.  Valeur économique et écologique des océans........................... 185 1. Une valeur quasi infinie.......................................................... 185 2. Une évaluation économique difficile......................................... 186 3. L’incroyable valeur des écosystèmes marins................................ 187 4. Les multiples besoins et promesses de financement.................... 190 5. Conclusions........................................................................... 191 Bibliographie............................................................................ 192 14.  Changer de modèle : une révolution technologique.................. 195 1. Les limites naturelles de notre planète bleue............................. 195 2. La révolution du génie écologique et de la mariculture............... 196 3. Travaux maritimes et milieux aquatiques aménagés..................... 197 4. Les réalités : l’activité côtière, leader de l’économie marine ........ 197 5. Les préalables au changement : adapter les réglementations ....... 198 6. Les mers confisquées par les corporations.................................. 199 7. Le besoin croissant d’énergie, problème de l’humanité................. 200 8. Conclusion : changer de modèle............................................... 201 Bibliographie............................................................................ 202

Partie 3  Les stratégies de la réhabilitation 15.  La conservation, première forme de préservation..................... 207 1. La conservation : une préservation durable................................ 207 2. La conservation dans les eaux marines...................................... 208 3. Biodiversité, résilience et plasticité des écosystèmes.................. 209 4. Les espèces invasives............................................................. 210 5. Les formes de conservation et de protection dans le domaine marin.................................................................................. 211 6. Les aires marines protégées à l’échelle planétaire....................... 212 7. De l’espace pour la conservation.............................................. 212 8. Les conditions du succès des aires marines protégées................. 213 9. Impact des aires marines protégées (AMP) : l’effet réserve........... 213 10. Artéfacts de l’effet réserve.................................................... 214 11. Effets négatifs des aires marines protégées.............................. 215 12. La préservation, valorisation supérieure à la pêche................... 215 13. Une très faible préservation des mers par les AMP actuelles....... 216 14. Les bénéfices attendus de la généralisation de vraies protections.... 217 15. La conservation par la mariculture.......................................... 217 16. L’exemple d’une restauration marine réussie............................. 218 17. L’empreinte écologique, évaluation biaisée............................... 219 6

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18. Conclusion : changer de modèle............................................. 219 Bibliographie ........................................................................... 220 16.  Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral......... 225 1. L’importance des substrats durs en milieu aquatique .................. 225 2. Les effets multiples des récifs artificiels (RA) ou habitats artificiels... 226 3. Grandes catégories de récifs (habitats) artificiels........................ 227 4. Le rôle d’habitat artificiel des ouvrages de protection : brise-lames, jetées, digues ...................................................................... 233 5. Fonctionnement des RA : concentration ou alimentation ?........... 234 6. Récifs constitués d’objets recyclés et d’épaves........................... 234 7. Création de récifs par précipitation électrochimique................... 235 8. Les récifs artificiels dans le monde........................................... 235 9. Conclusions........................................................................... 237 Bibliographie............................................................................ 238 17.  Les dispositifs de concentration de poissons (DCP).................. 243 1. Les substrats flottants et les dispositifs de concentration de poissons (DCP) ................................................................ 243 2. Structure des DCP.................................................................. 244 3. L’attraction des cages à poissons.............................................. 246 4. Conclusions........................................................................... 247 Bibliographie............................................................................ 247 18.  La plus vaste ressource inexploitée : les macroalgues............... 249 1. Des potentialités aussi extraordinaires que sous-estimées............ 249 2. L’élimination du surplus de CO2 atmosphérique et  de l’acidification des océans................................................... 251 3. Les cultures en mer................................................................ 251 4. Le paradoxe des macroalgues envahissantes et de leur culture...... 252 5. D’énormes potentialités, entravées par une technocratie mortifère en Europe............................................................................ 254 Bibliographie............................................................................ 254 19.  Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète.. 257 1. Des capacités planétaires........................................................ 257 2. Les problèmes des cultures spécifiques ..................................... 258 3. Une algue type : la spiruline et sa culture................................. 259 4. La culture de microalgues à grande échelle................................ 260 5. Épuration des eaux usées, biocarburants et microalgues.............. 261 6. Un processus universel d’épuration-production à haute intensité.. 262 7. L’absorption du CO2 atmosphérique par les cultures d’algues marines, à terre.................................................................... 263 8. Les microalgues des océans, le climat et la fertilisation des eaux . 264 9. Conclusions........................................................................... 266 Bibliographie............................................................................ 266 20.  La révolution des écloseries et de la mariculture..................... 269 1. Fécondité et survie naturelle des espèces marines...................... 269 2. L’obtention des sujets d’élevage dans les activités traditionnelles. 270 3. Les potentialités des écloseries................................................ 271 7

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4. La situation nouvelle de l’exploitation des ressources marines...... 273 5. Repeuplements, pacage marin, transplantations : un lent changement.......................................................................... 274 6. Conclusion : une révolution planétaire en cours......................... 278 Bibliographie............................................................................ 279 21.  Mise en mouvement et fertilisation des eaux : l’autre révolution bleue.......................................................... 283 1. Une circulation des eaux océaniques liée au climat..................... 283 2. Les eaux océaniques profondes et la « révolution bleue »............ 284 3. Dispositifs de maîtrise du mouvement des eaux.......................... 284 4. Intérêt et coût énergétique du déplacement des eaux ................ 285 5. Les résurgences ou upwellings artificiels en mer ........................ 286 6. Conclusions .......................................................................... 287 Bibliographie............................................................................ 288 22.  Les filtreurs d’eaux marines.................................................... 291 1. La consommation du plancton végétal par les espèces filtrantes... 291 2. Une vie rare sur les fonds meubles agités.................................. 293 3. Les moules, huîtres et autres bivalves filtreurs d’écosystèmes....... 293 4. Décontamination biologique des eaux côtières (bioremédiation)... 294 5. L’exploitation des populations naturelles par la pêche................. 295 6. Filtreurs et écosystèmes aménagés........................................... 296 7. Les cultures en suspension en mer ouverte................................ 298 8. Création de nouveaux fonds et systèmes productifs..................... 300 9. L’aquaculture multitrophique ou aquaculture intégrée.................. 300 10. Capture du CO2 atmosphérique............................................... 301 11. Conclusions......................................................................... 301 Bibliographie............................................................................ 302

Partie 4 Les solutions de l’Océan 23.  Les propositions climatiques de la géoingénierie..................... 307 1. Les problèmes communs à l’atmosphère et à l’océan................... 307 2. Les propositions de la géoingénierie atmosphérique.................... 308 3. Les solutions océaniques naturelles pour lutter contre le CO2....... 312 4. Conclusions........................................................................... 313 Bibliographie............................................................................ 313 24.  Restaurer la frontière terre-mer.............................................. 315 1. Le rivage, frontière disputée entre terre et mer.......................... 315 2. Les digues, jetées, brise-lames et autres ouvrages de protection... 316 3. Les géotubes et autres structures garnies de sable..................... 317 4. Les brise-lames vivants (living breakwaters)............................... 318 5. Des machines à construire pour protéger les plages.................... 318 6. Les coraux artificiels, une perspective nouvelle.......................... 319 7. Des propositions.................................................................... 319 Bibliographie............................................................................ 320 8

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

SOMMAIRE

25.  Restaurer les eaux des plateaux continentaux ......................... 323 1. Des propositions de proximité, sur des immensités..................... 323 2. Installer des récifs artificiels sur les fonds meubles, avec du sable !..................................................................... 323 3. L’immersion de navires réformés, autre valorisation des plateaux.. 324 4. Les implantations en cours d’éoliennes..................................... 326 5. Création de cultures de filtreurs pour restaurer la vie marine........ 326 6. Les cultures de macroalgues, filtres vivants............................... 328 7. Les capacités des écloseries marines pour repeupler les plateaux.. 328 8. Les cultures et élevages offshore et les plateformes en mer ........ 329 9. Autres services rendus par les cultures (hors climat)................... 330 10. La fixation de CO2 à grande échelle pour limiter le changement climatique............................................................................ 331 11. Mariculture, énergie, tourisme et loisirs sur les plateaux continentaux........................................................................ 332 12. La découverte surprise d’eau peu salée.................................... 333 13. Aspect économique : transférer les financements...................... 334 14. Conclusion : un manifeste climatique, écologique, économique et sanitaire.......................................................................... 335 Bibliographie............................................................................ 336 26.  Réhabiliter les grands espaces océaniques............................... 339 1. Le plus vaste espace de vie de la planète, quasi désert............... 339 2. La surexploitation ignorée des eaux du large............................. 340 3. Des productions naturelles faibles, malgré l’immensité................ 340 4. L’importance planétaire des carences dans l’Océan et le climat..... 341 5. Les upwellings artificiels pour revitaliser les grands gyres océaniques........................................................................... 348 6. De nouvelles potentialités pour les eaux du large....................... 350 7. Des aspects économiques, financiers et… vitaux........................ 351 8. Conclusions : des solutions évidentes, issues de données vérifiées............................................................................... 352 Bibliographie............................................................................ 353 27.  Des navires sentinelles au large, pour réhabiliter l’Océan......... 357 1. Une présence humaine au large déjà bien établie....................... 357 2. S’installer au large pour réhabiliter l’Océan................................ 358 3. La polyvalence des navires sentinelles ancrés en haute mer......... 361 4. Des navires itinérants pour l’enrichissement des eaux en fer........ 367 5. Évaluation économique et financière de l’enrichissement en fer.... 368 6. Conclusion : des solutions fondées sur la nature......................... 368 Bibliographie............................................................................ 369 28.  La mer, source d’énergie......................................................... 373 1. Les énergies de la mer............................................................ 373 2. Les inconvénients des énergies solaires et éoliennes................... 375 3. Conclusions........................................................................... 376 Bibliographie............................................................................ 377

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29.  Conclusions : l’Océan, un trésor en péril.................................. 379 1. Les grands équilibres de la planète proviennent de l’Océan ......... 380 2. Le CO2, les pollutions, la surpêche menacent l’Océan, le climat, la biodiversité...................................................................... 381 3. Des potentialités révolutionnaires, basées sur des solutions naturelles............................................................................. 382 4. Des modalités de mises en œuvre d’un coût accessible................ 384 5. Les constats récents remettent en cause bien des données antérieures........................................................................... 385 Bibliographie............................................................................ 386 Glossaire....................................................................................... 389 Photographies................................................................................ 401

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

1 État des lieux

1. UN NOUVEAU RÉCIT SUR L’OCÉAN Que l’on habite au centre de l’Europe, en bordure de plage, sur les contreforts de l’Himalaya ou au cœur des Amériques, nous dépendons tous des eaux marines : « Même si vous n’avez jamais eu la chance de voir ou de toucher l’océan, l’océan vous touche avec chaque souffle que vous prenez, chaque goutte d’eau que vous buvez, chaque bouchée que vous consommez. Tout le monde, partout, est inextricablement lié et est totalement tributaire de l’existence de la mer. » (Sylvia Earle) Les Nations unies ont lancé la décennie de recherches sur les mers pour 2021-2030 (The United Nations Decade of Ocean, 2020. https:// oceandecade.org) et, en janvier 2020, les décideurs mondiaux ont placé l’inaction climatique en tête des dangers pour l’humanité, lors du sommet de Davos ; elle est le sujet prioritaire d’inquiétude selon l’enquête Ipsos Sopra-Steria pour le journal Le Monde en 2019 tandis que, la même année, l’Assemblée nationale française a 13

Partie 1. Le fonctionnement des océans

décrété « l’urgence écologique et climatique ». Le secrétaire général de l’Organisation des Nations unies (ONU), Antonio Guterres, a appelé le monde à déclarer l’état d’urgence climatique lors de l’ouverture, samedi 12 décembre 2020, d’un sommet de l’Organisation des Nations unies (ONU). Le rapport (500 pages) d’une commission de 25 économistes internationaux classant le réchauffement climatique parmi les défis majeurs a été remis au président de la République française le 23 juin 2021. Tout un chacun est donc concerné, mais pour pouvoir en discuter, encore faut-il pouvoir s’informer pour comprendre. Les informations sur le climat, les nuages, les océans et les mers, l’atmosphère, les pollutions sont dispersées dans des milliers de revues et d’ouvrages spécialisés, ou sur Internet, mais elles sont écrites en anglais, dans les formulations des scientifiques, inintelligibles, quand on parvient à y accéder. La complexité croissante du monde rend impossible la compréhension des problèmes. Comme l’a dit Toffler (1984) : « Dans une culture où rivalisent les spécialisations, noyée sous des données fragmentaires et des analyses ultrafines, la synthèse n’est pas seulement utile, elle est cruciale. » L’approche globale qui essaye de saisir les relations entre les phénomènes, le fonctionnel au détriment du descriptif est le propre de l’écologie, notre activité. Les dizaines de milliers d’heures que nous avons consacrées aux observations sous l’eau, et autant à expérimenter en bassin ou en mer, nous autorisent à revendiquer une pratique inconnue des théoriciens et autres chercheurs de bureau, tandis que la rédaction d’articles puis d’ouvrages sur l’écologie des eaux marines (Barnabé et Barnabé-Quet, 2000 ; Barnabé, 2016) a structuré notre longue et patiente quête de données avérées. Pour la mener à bien, nous avons consulté des données éparpillées dans une multitude de revues à comité de lecture (dont le contenu a déjà été examiné par les pairs), de sites Internet, de livres et de sources diverses. Nous en rapportons les références bibliographiques, pour que chacun ait un accès direct aux données des chercheurs, sans interprétation, puisque 14

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

État des lieux

la communication des résultats et l’explication constituent la clé des connaissances, selon la revue de Carrasco De La Cruz (2021) pour les milieux marins. Il est vrai que notre système éducatif ne fournit pas beaucoup de connaissances scientifiques au public et les médias non plus. Toutes ces investigations nous ont démontré que les grands équilibres de la planète proviennent des eaux marines : nous en exposons donc les problèmes, les discussions, les explications dans une intégration pluridisciplinaire explicite. C’est un voyage au bout de l’Océan, dans un monde nouveau, inconnu, mais vital que nous proposons. Sur ces bases, nous déroulerons ensuite un ensemble de solutions à l’urgence climatique et aux urgences écologiques. Pour permettre à chacun d’aborder ce qui l’intéresse en priorité, nul besoin d’entreprendre la lecture des pages successives de notre récit ; chaque chapitre constitue une entité en soi : il affiche un titre qui en précise la matière et comporte des renvois aux autres données de l’ouvrage, gage d’interactivité.

2. OCÉANS ET MERS DÉTERMINENT LA VIE SUR TERRE À 400 km d’altitude, dans la station spatiale internationale, les astronautes font le tour du globe en une heure et demie, à 27 000 km/h, au-dessus de la Terre. Ils survolent les trois quarts du temps mers et lacs, ce qui a valu le qualificatif de Planète bleue ou Planète océane à notre Terre. Les océans recouvrant les trois quarts de notre planète, ils reçoivent les trois quarts de l’énergie radiante du Soleil, le moteur de la vie (photosynthèse) et représentent 99 % de l’espace vital sur Terre. La mer connecte tout, c’est le déterminant écologique ultime ! On reste pourtant stupéfait par le peu de prise en compte de cette réalité par l’humanité. L’ouvrage de Neill (2016) sur l’Océan passé et futur inventorie bien les problèmes, mais n’apporte guère de solutions nouvelles, pas plus que les exhortations de Maud Fontenoy (2021). 15

Partie 1. Le fonctionnement des océans

3. LES OCÉANS, L’HUMANITÉ ET LE CLIMAT Le climat évolue, ce qui s’est traduit par une augmentation globale de la température de l’atmosphère de 1,1 °C, plus élevée ces dernières années que la moyenne de la période 1850-1900. Ce fait avéré est maintenant admis par tous. Dans le même laps de temps, la concentration en dioxyde de carbone (gaz carbonique ou CO2) de l’air est passée de 280 parties par million (ppm) en 1750 à 414 ppm en 2021. Cette accumulation aurait causé le changement actuel, car il s’agit d’un gaz qui retient dans l’atmosphère la chaleur du rayonnement solaire, une sorte de couverture chauffante : c’est l’effet de serre (Chapitre 5). En 2015 pourtant, l’accord sur le climat de la conférence de Paris (COP 21) a ignoré les océans et les mers, piliers de la machinerie climatique ! On reste abasourdi devant le fait qu’une réunion mondiale aussi médiatisée ait autant ignoré les trois quarts de la planète que leurs fonctions climatiques.

4. LES URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES Les urgences climatiques et écologiques que les médias nous rabâchent à l’envi concernent le changement climatique, mais aussi l’augmentation du dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère, la montée des mers, les accumulations de plastique dans les océans, leur surexploitation par la pêche, la pollution chimique des eaux, leur acidification, la perte de biodiversité, etc. Toutes ces calamités menacent notre avenir. L’écologisme politique s’est emparé de ces problèmes pour promouvoir une tyrannie qui diabolise l’homme et nous prédit l’apocalypse ; elle se situe à l’opposé de nos propositions, issues de données scientifiques avérées. La teneur en CO2 de l’atmosphère, stable pendant des milliers d’années, augmente depuis les années 1850. Les humains n’ont jamais été confrontés dans leur passé à une concentration aussi élevée. Les objectifs climatiques minimaux décidés lors de la Conférence des Parties ou COP 21 à Paris (COP 21, 2015) seraient déjà hors d’atteinte. 16

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

État des lieux

Pour beaucoup d’écologistes, d’économistes et d’autres spécialistes, il est déjà trop tard, infléchir ces phénomènes devient illusoire, trop de pays aux intérêts divergents étant impliqués, comme l’ont démontré les échecs des COP suivantes. D’autres experts soulignent que le défi sociétal que cela représente est bien plus important que ce que l’on suppose (Engels, 2021).

5. LES DONNÉES DE L’HISTOIRE ET DE LA GÉOLOGIE : LA FIN DE NOTRE CIVILISATION ? Depuis la naissance de l’Homme, les soubresauts de notre planète et de l’astre solaire ont infligé bien des désastres à nos ancêtres, des glaciations aux tsunamis, des tremblements de terre aux inondations et aux pandémies, jusqu’au volcanisme qui assombrit longtemps le ciel et génère famines et sécheresses. Ils ont vécu et survécu sous ces menaces naturelles. Jamais pourtant l’humanité n’avait été la cause de ces catastrophes : elle les subissait. La plus récente teneur de l’atmosphère en CO2 dépassant les 400 ppm (ou parties par million) remonte à 23 millions d’années, soit le Miocène, selon Cui et al. (2020). Or le dioxyde de carbone persiste pendant des siècles dans l’atmosphère et encore plus longtemps dans l’Océan. Quant à l’acidification actuelle des eaux, c’est un changement 10 à 100 fois plus rapide qu’au cours des 50 millions d’années passées, selon les compilations de l’Ocean Acidification, International Coordination Centre (2015). La déforestation a commencé il y a plusieurs millénaires et, en cent cinquante ans, l’impact de la civilisation humaine a bouleversé notre planète. Ce n’est donc pas une catastrophe naturelle classique et réversible qui a commencé, mais un changement global d’une intensité et d’une rapidité inconnues au cours du passé, qui menace d’effondrement notre civilisation. Cette disparition est prédite par Oreskes et Conway (2014), et bien d’autres. Ils précisent que les causes sont connues (CO2 et pollutions), mais que nous sommes incapables d’agir et de l’arrêter. Auront-ils raison ? 17

Partie 1. Le fonctionnement des océans

6. L’ATTRAIT IRRÉSISTIBLE DES RIVAGES ET LE BESOIN D’ESPACE D’un autre point de vue, l’attraction des populations humaines par les littoraux et les régions maritimes en général concerne ceux qui « vont vers la mer, sur la mer, en mer et parfois sous la mer ». Les loisirs, le tourisme, le nautisme, l’habitat côtier engendrent les activités économiques les plus importantes au monde, bien avant l’industrie pétrolière, automobile ou l’information (Chapitre 9). La localisation majoritaire des deux tiers des populations humaines près et sur le littoral le vérifie.

7. LES RICHESSES DES OCÉANS ET DES MERS Avec leur surface, les eaux marines déterminent largement le climat, mais offrent bien d’autres ressources (hors le vivant, objet du paragraphe suivant). – Ressources biochimiques (molécules diverses, médicaments) et génétiques. – Ressources minérales (sables, graviers, minéraux, métaux et terres rares). – Hydrocarbures des fonds. – Milieu d’élevage (mariculture). – Habitat marin. – Énergies : éolienne, hydrolienne (courants), énergie thermique des mers. – Milieu de transport pour 90 % des biens échangés dans le monde. – Valeur économique : pour les besoins de l’évaluation monétaire, les économistes ont calculé à la fois ce que rapportaient les mers et leur propre valeur financière (Chapitre 13).

8. LES RESSOURCES VIVANTES À la différence de l’eau du robinet, rendue stérile, l’eau de mer est un milieu vivant : un millilitre prélevé dans les couches 18

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

État des lieux

superficielles des mers contient des millions de virus inoffensifs, un demi-million de bactéries, davantage de microalgues*2, quelques milliers d’autres microbes tandis que la moindre surface solide immergée se couvre d’une flore et d’une faune marine diversifiée (Chapitre 6). Aucune zone aussi éloignée soit-elle en mer n’échappe aujourd’hui aux bateaux motorisés des pêcheurs ; 2/3 des espèces sont exploitées au maximum, 1/3 sont surexploitées selon la FAO (2020) ! Plus d’un milliard d’humains dépendent de la mer pour une partie de leur alimentation et ce secteur est en péril.

9. LA POLLUTION TERRIFIANTE DES EAUX MARINES La « Grande zone poubelle ou continent de plastique » allant des îlots de bouées et de filets de pêche à la soupe microscopique de plastiques qui occupe tout le centre de l’océan Pacifique a été très médiatisée, et il en existe dans tous les océans. L’air que nous respirons transporte des aérosols vecteurs de virus ou de microplastiques : respirer les embruns marins n’est pas une bonne idée (Chapitre 11 ; 3). Les pollutions chimiques, plus toxiques, restent diluées et invisibles. Tout individu présente des traces de méthylmercure (un poison issu des produits de la mer) dans ses tissus (Basu et al., 2018) ; on en a dénombré bien d’autres dans les cheveux des députés écologistes européens ainsi que des microplastiques dans le placenta humain.

10. LES MENACES D’UNE INCERTITUDE PARALYSANTE Les 20 dernières années incluent les 19 années les plus chaudes recensées. Les avertissements à l’humanité, signés par 15 000 scientifiques (Ripple et al., 2017, 2021), renouvellent un appel de 1992 2.  Les termes suivis d’un astérique sont définis dans le glossaire, en fin d’ouvrage. 19

Partie 1. Le fonctionnement des océans

demandant un grand changement dans notre gestion de la Terre et de la vie, resté sans effet. D’autres parlent d’horloge de l’apocalypse, proche de la fin du monde… Bref, à moins d’un sursaut, nous aurions déjà scellé notre triste et pathétique destin, selon ces collapsologues ! Les médias répandent des thèses catastrophiques, souvent en déformant les propos de leurs sources : ainsi, à propos du rapport du GIEC ou IPCC de 2021, le journal Sud-Ouest (2021) titre : « La mer va engloutir la terre pendant des siècles ». Bigre ! Elle monte de 3,7 mm par an, on a le temps ! Pour 75 % des jeunes de 10 pays différents, l’avenir est effrayant, et pour 83 %, les gens n’ont pas pris soin de la planète, selon une étude interuniversitaire menée par l’université de Bath en Grande-Bretagne (https://www.bath.ac.uk/announcements/rise-of-eco-anxiety-affecting-more-and-more-children-says-bath-climate-psychologist/). Qu’il s’agisse de changement climatique ou de pollution, Liu et al. (2015) expliquent, comme Oreskes et Conway (2014), que les technologies adéquates ne seront pas mises en œuvre à temps, du fait de la compartimentation des sciences : pour eux la réalité est intégrée, pas compartimentée, l’approche globale doit devenir le nouveau cadre de pensée de la science.

11. UNE APPROCHE GLOBALE DU DÉVELOPPEMENT DURABLE Puisque cette approche est le propre de l’écologie, notre objectif ultime n’en devient que plus ambitieux : sur la base de nos pratiques et des multiples données concrètes auxquelles nous avons accédé, nous proposons une réadaptation et une gestion limitée et respectueuse des océans, un compromis entre l’utilisation de la Nature par l’Homme et la conservation de ses ressources, médiatisé sous le nom de développement durable. Autrement dit : « Maintenant, il est devenu primordial de sauver les baleines et les éléphants, pas pour les baleines et les éléphants eux-mêmes, mais pour trouver les qualités qu’il faut développer pour les sauver et qui nous sauveront 20

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

État des lieux

nous-mêmes. » (Panneau, 1990). On parle aussi d’approche basée sur la Nature.

12. CONCLUSION : DES SOLUTIONS POUR UN OCÉAN PÉRENNE Malgré des moyens de communication instantanés et le règne des médias, les informations, discussions et réflexions sur les océans, l’atmosphère ou le climat sont laissées aux spécialistes, peu médiatisées s’il n’y a pas du sensationnel : personne ne pousse à rendre accessibles ces résultats parfois incompréhensibles, tandis que la classe politique qui nous dirige n’a aucune compétence en la matière. Rapporter, en termes simples, les grandes lignes du fonctionnement global de notre Planète constituera la première partie de nos propos (Chapitres 1 à 8). Ces données sont indispensables pour appréhender la controverse climatique, la pollution, la perte de biodiversité et leur importance ou celle de l’augmentation de l’acidité des océans, sans tomber dans l’alarmisme ou l’exagération. La deuxième partie (Chapitres 9 à 14) traite de l’importance des relations intriquées que l’humanité a nouées avec océans et mers sur les plans écologique, biologique ou économique. Les nombreuses interventions réalisées ici ou là, à petite échelle pour la conservation ou la réhabilitation des milieux aquatiques, constituent un faisceau de pratiques éprouvées qui sont exposées dans une troisième partie (Chapitres 15 à 22). Nous montrerons dans la quatrième et dernière partie (Chapitres 23 à 29) que les fléaux climatiques et écologiques actuels peuvent être surmontés en imbriquant ces technologies humaines au fonctionnement naturel des océans, pour les protéger en nous adaptant. Ce nouveau récit permet de comprendre le fonctionnement de la planète et ouvre le débat public sur le climat, les pollutions et les autres calamités qui menacent l’humanité. Il propose surtout d’y apporter des solutions innovantes, largement ignorées : l’urgence commande notre avenir et nous sommes partie prenante, la Nature c’est aussi nous. 21

Partie 1. Le fonctionnement des océans

BIBLIOGRAPHIE Note : les adresses et les liens menant vers les sites Internet deviennent parfois obsolètes ; il est possible qu’un lien ait disparu, soit introuvable ou erroné. On peut alors utiliser le titre de l’article ou de l’ouvrage, avant d’employer les mots-clés ou le nom de l’auteur pour retrouver l’information désirée, ou consulter les bases de données. Barnabé G (2016). Écologie et aménagement des eaux marines. Éditions Lavoisier, Paris, France. Barnabé G, Barnabé-Quet R (2000). Ecology and management of coastal waters. The Aquatic Environment. Springer, London, UK. Basu N, Horvat M, Evers DC, Zastenskaya I, Weihe P, et al. (2018). A State-of-the-Science Review of Mercury Biomarkers in Human Populations Worldwide between 2000 and 2018. CID : 106001https:// doi.org/10.1289/EHP3904 Carrasco De La Cruz P (2021). The Knowledge Status of Coastal and Marine Ecosystem Services - Challenges, Limitations and Lessons Learned from the Application of the Ecosystem Services Approach in Management. Front. Mar. Sci. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.684770 COP 21 (2015). La COP 21 est la 21e  Conférence des parties (COP) sur les changements climatiques de 1992, réunissant 195 États et l’Union européenne, tenue du 30 novembre au 11 décembre 2015 à Paris-Le Bourget (93). Cui Y, Schubert B A, Jahren A H (2020). A 23 m.y. record of low atmospheric CO2: Geology, 48, https://doi.org/10.1130/G47681.1 Engels A (2021). Note from the editor: Climate change and contested (economic) futures, economic sociology_the european electronic newsletter, ISSN 1871-3351, Max Planck Institute for the Study of Societies (MPIfG), Cologne, Vol. 22, Iss. 2, pp. 1-3. FAO (2020). The State of World Fisheries and Aquaculture 2018 - Meeting the sustainable development goals. Rome. Licence : CC BY-NC-SA 3.0 IGO. Fontenoy M (2021). La Mer au secours de la Terre. Belin Éditeur/Humensis. Paris. IPCC (2021). Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

État des lieux

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2 La Terre, planète océane et l’eau de mer

1. L’IMPORTANCE GÉOGRAPHIQUE ET CLIMATIQUE DES OCÉANS La surface totale de la planète est évaluée à 510 millions de km2 et les océans et mers en recouvrent 362 millions, soit 71 %. Il y a donc deux fois et demie plus de mers que de terres. Le volume des eaux marines représente 1,33 milliard de km3 (Charette et Smith, 2010), soit celui d’une sphère de 1 385 km de diamètre, et 97,5 % de l’eau sur Terre. La profondeur moyenne de l’océan est de 3 682 m. Salomon (1994) calculait que chaque humain « correspondait » ainsi à 0,2 milliard de mètres cubes (m3) d’eau de mer, soit un cube de 625 m de côté ! Chacun des 7 milliards d’humains « correspondrait » aussi à 7 hectares d’océan ! Les zones humides* représentant 4 % de la surface terrestre, 75 % de la planète sont donc recouverts par les eaux ! L’Antarctique renferme 29 millions de km3 de glace : sa fonte élèverait le niveau de la mer de 70 mètres ! Les banquises contiennent 1,8 % de l’eau totale, les nappes souterraines 0,6 %, les lacs et les rivières 0,015 %. 25

Partie 1. Le fonctionnement des océans

Depuis le rivage, les fonds marins débutent généralement en pente douce (moins de 1 degré) par un plateau continental de plusieurs dizaines de kilomètres de large (70 km en moyenne). Ces plateaux recouvrent 30 à 40 millions de km2, la surface de l’Afrique. Ils prolongent en mer le relief des continents. La fabrication de matière vivante végétale par le processus de photosynthèse* constitue la production initiale ou primaire des océans (Chapitre 6). La pénétration des radiations de la lumière solaire limite à une centaine de mètres de profondeur la couche superficielle éclairée des océans dans laquelle elle s’effectue. À une profondeur de 150-200 m, une pente continentale plus abrupte (3 à 6 %) conduit aux zones profondes. Ces plaines abyssales et fosses abyssales, situées au-delà de la profondeur moyenne, représentent la majorité (65 à 67 %) de la surface des océans. 90 % de l’activité volcanique survient dans les océans. Des chaînes de montagnes ou dorsales océaniques séparent les océans en bassins. Les guyots ou monts sous-marins ou seamounts sont beaucoup moins connus, bien qu’il en existe plus de 100 000. Ce sont d’anciens volcans sous-marins qui ont percé la croûte terrestre des grands fonds océaniques au cours des temps géologiques. Ils dominent ce fond d’au moins 1 000 m. De forme conique, leur sommet aplati dépasse souvent 10 km de diamètre. Certains ont émergé, formant des îles (Hawaï), d’autres se trouvent à des profondeurs variables, jusqu’à 1 000 à 2 000 m de profondeur. La majorité reste inconnue et leurs surfaces cumulées excédent celle de l’Amérique du Sud ! Ils constituent le plus diversifié et le plus vaste habitat sous-marin (devant les récifs coralliens ou les plages), le plus mal connu surtout. Ils jouent un rôle central dans nos propositions de réhabilitation des océans (Chapitres 26 et 27). Le domaine océanique français couvre 11,035 millions de km2 de zones économiques exclusives, la seconde du monde. Une telle surface représente 4 fois celle de la Méditerranée, 20 fois celle de la France métropolitaine. 26

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La Terre, planète océane et l’eau de mer

2. L’ESPACE ET LE TEMPS DANS L’OCÉAN À l’échelle du temps, la circulation des grands courants qui ceinturent le globe peut prendre 1 000 ans ; au niveau d’un océan, le périple des grands tourbillons océaniques de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre (gyres) s’effectue en plusieurs années, tandis que les plus petites turbulences persistent à peine une seconde. La taille des organismes renseigne sur leur longévité : la baleine peut atteindre 100 ans, les poissons 1 à 30 ans, le plancton animal (zooplancton) quelques semaines. Les microalgues (plancton végétal ou phytoplancton) de quelques millièmes de millimètres (µm*) doublent leur nombre en quelques jours, les bactéries en quelques heures.

3. L’EAU DE MER L’eau marine constitue un mélange complexe d’un grand nombre de substances. L’eau en représente 96,5 %, mais pratiquement tous les éléments chimiques connus y figurent. Les caractéristiques physicochimiques de l’eau de mer en déterminent les qualités biologiques. Environ 86 % de l’évaporation globale et 78 % des précipitations surviennent en mer, ce qui souligne leur importance climatique. Les caractéristiques de l’eau de mer y jouent un rôle déterminant. 3.1 Température Les eaux de surface des océans en contact avec l’atmosphère sont soumises aux rayonnements solaires, à l’évaporation, etc. De ce fait, leur température varie des pôles à l’équateur de 1 à 30 °C. Par contre, les fluctuations diurnes dépassent rarement 1 °C du fait de la forte chaleur spécifique de l’eau (3.4, ci-après). Les eaux océaniques profondes sont froides (moins de 5 °C au-dessous de 1 000 m de profondeur) et les 3/4 du volume des océans possèdent une température moyenne de 3,25 °C (de 0 à 6 °C). Ils représentent donc la plus énorme réserve naturelle de froid de la planète. 27

Partie 1. Le fonctionnement des océans

La température des eaux de surface affecte la formation des brouillards, des brises marines, des précipitations, mais aussi celle de toutes les masses d’air qui les surmontent. Elle joue donc un rôle capital dans l’atmosphère terrestre et le climat. Les températures de surface des eaux tropicales déterminent la genèse des cyclones tropicaux.  Beaucoup d’animaux marins possèdent un sang à la température de leur milieu de vie (ils sont poïkilothermes*). Il y a des espèces d’eaux chaudes (crevettes tropicales, poissons coralliens, coraux, etc.), d’autres d’eaux tempérées (bar, daurade, poissonchat, carpe commune, huître, moule, etc.) et des espèces d’eaux froides (saumon, morue, flétan). Le site fournit journellement la température de 7 000 points de mesure dans 200 pays. 3.2 Densité de l’eau de mer La présence de sels dissous entraîne une densité plus forte de l’eau de mer (1 024 kg par mètre cube) que l’eau douce (1 000 kg par mètre cube). L’eau pure occupe un volume variable en fonction de la température, car l’eau chaude présente une densité plus faible. La température et la salinité d’une eau déterminent sa densité spécifique qui constitue le paramètre fondamental pour l’étude des mouvements des eaux océaniques, si importante pour le climat. Dans les eaux superficielles, la densité croît de l’équateur jusqu’aux zones polaires, puisque la température décroît. 3.3 La stratification des eaux En été, en mer, le soleil réchauffe les eaux superficielles qui deviennent plus chaudes et plus légères que les eaux profondes, tandis que l’agitation due au vent et à la houle se fait peu sentir au-delà de 40 mètres de profondeur, où l’eau reste plus froide. Entre ces deux couches ou strates d’eau à des températures différentes se forme une fine strate d’eau de transition (épaisseur inférieure à 1 m) : la 28

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La Terre, planète océane et l’eau de mer

thermocline. Située le plus souvent entre 20 et 50 m de profondeur (mais parfois jusqu’à 200 m), la thermocline sépare des couches d’eau dont la température peut différer de 5 °C à plus de 10 °C. Les eaux chaudes, plus légères, ne se mélangent donc pas aux eaux sousjacentes plus froides et plus denses, elles se stratifient. La thermocline est une véritable barrière physique et biologique. L’hiver, en zone tempérée, l’agitation due aux tempêtes, aux courants, aux marées, conduit à une homogénéisation, au moins jusqu’à une profondeur de 40 à 50 m ; c’est la couche mélangée, ou mixed layer, qui s’étend parfois jusqu’à 200 m de profondeur avec une température analogue à celle de la surface (Figure 2-1). Mars Janvier Mai

Novembre

Septembre Août

0

Profondeur (en mètres)

50

100

150

200

250

300 10

15

20

25

Température (en °C) Figure 2-1 | Profils verticaux de la température en Méditerranée à différentes périodes de l’année. (D’après les données relevées par la station de Villefranche-sur-Mer)

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Partie 1. Le fonctionnement des océans

3.4 Chaleur spécifique Elle représente la quantité d’énergie nécessaire pour augmenter la masse d’une substance de 1 degré (1 °C), et la calorie est l’énergie indispensable pour élever la température de 1 g d’eau de 14,5 °C à 15,5 °C. La chaleur spécifique est donc de 1 cal/g/°C. C’est une valeur exceptionnellement élevée, à peine variable pour des eaux de salinités ou températures différentes. Cette caractéristique et son immense volume permettent à l’Océan de jouer le rôle d’un énorme volant accumulateur et amortisseur de chaleur pour le climat. Cette stabilité thermique (mais aussi physico-chimique) du milieu marin en tant que milieu biologique l’oppose aux habitats terrestres. 3.5 Pression hydrostatique Une augmentation de la profondeur de 10 m s’accompagne d’un accroissement de pression de 1 bar ; la pression atmosphérique est de 1 013 hectopascals (hPa) = 1,013 bar ≈ 760 millimètres de mercure = mmHg) et 1 hectopascal = 0,001 bar. Les pressions deviennent donc considérables en profondeur, mais les espèces abyssales y sont adaptées. La plongée humaine dépend de ce phénomène qui influe sur la dilution des gaz dans les tissus et limite les durées des immersions.

4. LES GAZ DISSOUS DANS L’EAU ET LEURS INTERACTIONS AVEC L’ATMOSPHÈRE L’atmosphère est composée de 78 % d’azote (N2), 21 % d’oxygène (O2) et 1 % d’argon (Ar), de nombreux gaz rares et de dioxyde de carbone (CO2) en proportion infime. Les gaz dissous dans l’océan sont constitués pour 64 % d’azote, 34 % d’oxygène, etc. Les concentrations diminuent quand la température et la salinité augmentent. Leur importance devient si grande pour le climat, l’humanité et le futur que nous reviendrons souvent sur ce sujet. 30

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La Terre, planète océane et l’eau de mer

4.1 Dioxyde de carbone ou gaz carbonique (CO2) La proportion de CO2 est environ 60 fois plus forte dans la mer que dans l’air (1,8 % au lieu de 0,04 %). Les gaz de l’atmosphère dissous dans l’eau de mer s’équilibrent avec les concentrations atmosphériques par la surface des océans. Du fait de la forte solubilité du dioxyde de carbone (CO2) dans l’eau et de l’importance du volume des océans, la capacité de stockage des strates supérieures de la mer (jusqu’à une centaine de mètres de profondeur) est 63 fois plus élevée que celle de l’atmosphère ! L’Océan constitue le régulateur de la teneur en CO2 de l’atmosphère avec une absorption annuelle moyenne de 6 tonnes par km2 par les algues du plancton. Il absorberait ainsi de 28 à 33 % du CO2 présent dans l’air (et bien plus pour certains chercheurs), plus que toute la végétation terrestre ! La vapeur d’eau de l’air a un rôle important de gaz à effet de serre ; elle retient les radiations solaires et la chaleur dans l’atmosphère, mais sa teneur au fil du temps n’a pas varié et on l’oublie souvent dans les études. Les transferts atmosphère/océan s’opèrent au travers d’un film superficiel d’une quarantaine de microns (ou micromètre ou µm*) d’épaisseur : les molécules s’y déplacent par diffusion moléculaire. Cette interface eau-atmosphère ou microcouche de surface (Chapitre 3 ; 2) joue un rôle déterminant, autant pour les échanges physiques (chaleur, gaz, aérosols…) qui contrôlent le climat, que pour les facteurs biologiques (photosynthèse, bactéries, virus…). 4.2 Oxygène (O2) L’oxygène est indispensable à tous les êtres vivants (sauf les microbes anaérobies*). Il sert à l’utilisation de la nourriture qui libère l’énergie nécessaire à toutes les activités vitales (nage, chasse, reproduction, croissance, etc.) et s’accompagne du rejet de CO2. Le milieu aquatique contient relativement peu d’oxygène (de 8 cm3/ litre dans les eaux froides à 4,5 cm3/litre dans les eaux tropicales, contre 210 cm3/litre pour l’air). La moitié de l’oxygène présent dans 31

Partie 1. Le fonctionnement des océans

l’atmosphère, celui que nous respirons, est produit par le plancton végétal (microalgues) de l’Océan. 4.3 Azote (N) Ce gaz est dissous dans les milieux aquatiques naturels à raison de 12 ml/l, avec une sursaturation de 2 % environ près de la surface.

5. SALINITÉ, SELS DISSOUS 5.1 Constituants primaires L’eau de mer contient 3,5 % de constituants comme les sels, les substances organiques et les gaz, dissous dans 96,5 % d’eau pure. L’eau est le milieu naturel où le plus grand nombre de matières peuvent se dissoudre et entrer en réaction. L’eau marine est salée, la salinité est exprimée en partie pour mille (S ‰), représentant la masse (en grammes) de substances solides par kilo (kg) d’eau de mer. L’unité pratique de salinité ou ups correspond à 1 mg de sel/g d’eau. La teneur moyenne en sels est de 35 ups (35 g/kg) dans l’Océan (de 33 à 37). Dans 100 g de sel de mer, le chlorure de sodium compte pour environ 77,7 g. Viennent ensuite le chlorure de magnésium (10,8 g), le sulfate de magnésium (4,7 g), le sulfate de calcium (3,6 g), le sulfate de potassium (2,4 g), le carbonate de calcium (0,3 g), le bromure de magnésium (0,2 g), l’acide carbonique et les carbonates (0,035 %). 5.2 Fertilisants et constituants secondaires En plus des substances ci-dessus, l’eau de mer contient de petites quantités de beaucoup d’autres éléments, mais leur teneur ne dépasse pas 0,025 % des constituants principaux. Les éléments minéraux fertilisants (composés azotés tels que nitrites, nitrates, sels ammoniacaux et divers phosphates) nécessaires à la production de matière vivante au sein des eaux en font partie. 32

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La Terre, planète océane et l’eau de mer

La teneur des eaux superficielles du large en sels minéraux indispensables reste trop faible (quelques millièmes de mg par litre) pour une bonne production primaire. Une telle pauvreté ne caractérise pas les eaux profondes. Ce constat est essentiel sur le plan de la pêche et des autres productions de l’Océan, mais aussi du climat de notre planète. La silice dont la teneur va de 10 à 1 000 mg par mètre cube (mg/m3) entre dans la composition de la coque (ou frustule) d’algues planctoniques abondantes, les diatomées. Les oligoéléments (substances présentes à très faible dose) tels que le fer (1-50 mg/m3), le cuivre (4-10 mg/m3), le manganèse (1-10 mg/ m3), le zinc (5-14 mg/m3), le sélénium (4 mg/m3) sont nécessaires à la production biologique, ainsi que certaines vitamines et autres substances organiques présentes dans l’eau de mer. D’autres métaux sont présents à plus faible concentration (aluminium, nickel, étain, plomb, argent, or, mercure). 5.3 Substances introduites par l’homme L’homme rejette dans les eaux de nombreuses matières qui peuvent être incorporées dans les cycles biologiques lorsqu’il s’agit de substances naturelles (carbone, azote, phosphore, etc.) ou qui s’accumulent passivement dans les chaînes alimentaires marines ou les sédiments. Les matières plastiques, les rejets d’hydrocarbures et d’huiles, les pesticides, les herbicides, les déchets radioactifs aboutissent à l’océan. Les engrais, les polluants, les aérosols, le mercure, les résidus de médicaments charriés par les fleuves, et les 5 millions de substances chimiques connues parviennent tous en mer. L’ouvrage de Roberts (2013) en donne de nombreux exemples. Le Chapitre 11 survole la pollution et ses problèmes.

6. L’ACIDITÉ DE L’EAU DE MER ET LES CARBONATES L’acidité est exprimée par le pH ou potentiel hydrogène, c’està-dire la concentration en ions hydrogène : pH = – log10 [H+]. Il 33

Partie 1. Le fonctionnement des océans

mesure l’acidité d’une eau, lue sur une échelle allant de 0 à 14. De 0 à 7, l’eau est acide, elle est neutre à 7, et basique au-delà. Une diminution de la valeur du pH d’une unité correspond à une augmentation d’un facteur 10 de l’acidité. Le pH de l’eau de mer varie entre 7,9 et 8,3, selon les zones. L’acidité a un impact sur la flore et la faune, une eau non toxique à pH 7 peut tuer les animaux à pH 8 ou l’inverse. L’acidité modifie l’équilibre des diverses formes du carbone en mer. Le CO2 de l’atmosphère établit un équilibre chimique avec celui qui est dissous dans l’eau de mer. Du fait de son augmentation continue dans l’air, la réaction se fait dans le sens CO2 atmosphérique → CO2 en solution dans l’eau. Ce CO2 en solution n’abonde pas en mer, car il réagit avec l’eau pour donner de l’acide carbonique qui se décompose en quelques secondes en bicarbonate, puis en carbonate. Cette transformation s’accompagne de la libération d’ions hydrogène (H+) qui font baisser le pH (augmentation de l’acidité). L’accumulation du CO2 dans l’atmosphère et son absorption par l’Océan contribuent donc à la baisse du pH de l’eau de mer, c’est-àdire à l’acidification des océans. Les ions carbonates CO3-- réagissent surtout avec les ions calcium (Ca++) pour former du carbonate de calcium c’est-à-dire du calcaire. Quand l’équilibre entre les ions en solution et le carbonate de calcium est réalisé, l’eau de mer est saturée en carbonate de calcium. Autrement dit, si la concentration des ions carbonates (CO3--) décroît, la concentration des ions Ca++ doit croître par dissolution d’une partie du carbonate de calcium moléculaire présent dans l’eau. C’est ce qui survient quand le pH baisse (lorsque la teneur en CO2 augmente dans l’atmosphère par exemple) : CaCO3 ⇒ Ca++ + CO3-Ce carbonate de calcium constitue le squelette de nombreuses espèces du plancton, la coquille des mollusques, les carapaces des crustacés, du corail, de certaines algues, etc. Sa dissolution concernera donc la survie de beaucoup d’êtres marins, d’où son importance capitale. Il existe sous deux formes cristallines : la calcite et l’aragonite qui caractérisent des espèces différentes. Lorsque le pH baisse, 34

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La Terre, planète océane et l’eau de mer

il y a compétition entre l’utilisation de carbonate de calcium par les êtres vivants et sa dissolution chimique par l’eau de mer qui peut aller jusqu’à la destruction des coquilles déjà formées. L’aragonite se dissout plus tôt que la calcite quand le pH diminue. L’aragonite constitue l’essentiel de la nacre, des perles, des ptéropodes (petits escargots planctoniques), la calcite ceux des coraux et du plancton végétal ou phytoplancton*.

7. LA GLACE OU CRYOSPHÈRE Elle se présente sous forme d’icebergs (glaciers rejoignant la mer) et de banquises (congélation de la surface de la mer) et couvre 12 % des océans et 7 % de la planète. L’eau de mer gèle à –1,91 °C en glace pure (sans sels), ce qui accroît la salinité environnante. Il y a formation d’une saumure au-dessous avec cristaux de glace et cristaux de sel : cette saumure ne gèlera que si la température baisse encore ! La fonte de la glace donne donc naissance à des eaux de surfaces peu salées et froides. Les glaces de l’Arctique et de l’Antarctique jouent un rôle prépondérant dans le climat mondial. Leur devenir fait l’objet d’études et de controverses. Le continent Antarctique couvre près de 14 millions de km2 (25 fois la France pour une altitude moyenne de 2 300 mètres). Il est à 98 % recouvert de glaciers (l’inlandsis dont l’épaisseur varie de 1 300 mètres à l’ouest et 2 200 mètres à l’est) qui se prolongent sur l’Océan. Le relief de ses montagnes recouvertes de glace est donc mal connu, mais joue un rôle déterminant dans l’écoulement de l’inlandsis vers la mer, sous l’effet du réchauffement : des crêtes, des collines ou des creux sous la glace, peuvent accélérer, ralentir ou stopper le recul des glaciers selon Morlighem et al. (2019). Leur description de la topographie du relief redéfinit les secteurs à haut et à faible risque d’élévation rapide du niveau de la mer. Une fonte rapide pourrait concerner les glaciers des îles Pine et Thwaites ou les glaciers de Ninnis et Denman. 35

Partie 1. Le fonctionnement des océans

En mer Arctique, la disparition de la banquise qui couvre le pôle Nord serait effective pendant les mois d’été, entre 2030 et 2050 selon diverses prévisions plus ou moins controversées. Son minimum était de 3,74 millions de km2 le 15 septembre 2020 selon la Nasa, puis 14,39 millions de km2 en février 2021 (rapporté par : https://nsidc.org/ arcticseaicenews/). Les glaces de l’Antarctique seraient en revanche en extension tandis que d’autres prévoient des effondrements de glaciers ! La présence de chaleur remontant du manteau terrestre sous l’Arctique et l’Antarctique ne simplifie pas les problèmes.

BIBLIOGRAPHIE Charette M, Smith W (2010). The volume of Earth’s ocean. Oceanography 23 (2): 112-114. http://dx.doi.org/10.5670/oceanog.2010.51 Morlighem M, Rignot E, Binder T, Blankenship D, Drews R, et al. (2019). Deep glacial troughs and stabilizing ridges unveiled beneath the margins of the Antarctic ice sheet. Nature Geoscience. 13: 132-137. https://doi. org/10.1038/s41561-019-0510-8 Roberts C (2013). Océans, la grande alarme. Flammarion, Paris. Salomon J C (1994). Gérer l’environnement marin par la modélisation mathématique. Équinoxe. 50 : 13-18.

36

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

3 Mouvements des eaux marines

1. LES MOUVEMENTS DES FLUIDES 1.1 Les turbulences L’instabilité la plus connue en mer concerne le déferlement des vagues quand elles deviennent trop abruptes : ce déferlement est un mouvement turbulent aléatoire. Dans le cas des courants, l’énergie est continuellement transférée des mouvements à large échelle aux mouvements à petite échelle, de façon moins brutale que dans le déferlement. Ce sont ces turbulences qui mélangent le plus efficacement les eaux. L’intérêt des tourbillons générés par ce mouvement par rapport à la diffusion moléculaire (simple contact, sans déplacement) résulte de la propagation beaucoup plus rapide du mouvement : on parle de diffusion turbulente. 1.2 La diffusion moléculaire L’énergie turbulente reste efficiente pour transporter nutriments et déchets pour les êtres dont la taille va jusqu’au millimètre (mm) ; 37

Partie 1. Le fonctionnement des océans

au-dessous de cette dimension, les petits organismes doivent compter sur le flux dû à la diffusion moléculaire, c’est-à-dire au mélange causé par le mouvement au hasard des molécules. C’est un processus très lent puisqu’il demande environ 10 secondes pour produire un effet sur une distance de 0,1 mm ! Une agitation horizontale typique par un tourbillon est 1 milliard de fois plus forte que la diffusion moléculaire ! 1.3 La couche limite de contact Les substrats solides, tout comme la surface des organismes, sont associés à une couche limite dans laquelle le mouvement de l’eau est réduit. Le fait que les molécules en contact avec une surface rigide y adhèrent constitue la propriété fondamentale, et la vitesse de déplacement des molécules du fluide augmente au fur et à mesure que l’on s’en éloigne. On reconnaît deux zones distinctes dans la couche limite : de 10 cm de distance et jusqu’à 0,2 cm du substrat solide, les fluctuations turbulentes diminuent graduellement ; la vitesse décroît plus lentement à partir de 0,2 cm du substrat solide. La vitesse des échanges tient à la taille de l’objet, mais aussi à la vitesse du courant et au mode d’écoulement le long de l’objet. Ce n’est que pour de petites dimensions que les forces de viscosité deviennent importantes : un animal de 50 millièmes de millimètre (50 µm) se déplaçant à 10 µm/s vit dans un monde où la viscosité domine : on peut le comparer à un homme nageant dans du miel selon Mann et Lazier (1991). 1.4 La force de traînée Le mouvement d’un corps dans l’eau génère une force de traînée qui doit être appliquée à ce corps pour entretenir le mouvement. Cette force est engendrée par deux causes : l’adhérence des molécules d’eau sur le corps, qui est fonction de la surface de l’objet et de son aspect de surface ; l’autre cause tient à la masse de l’eau qui est déformée au niveau de l’objet et revient en place derrière lui. 38

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mouvements des eaux marines

En mer, les objets immergés dans une eau animée de courants horizontaux sont soumis à un effort horizontal de traînée. C’est le cas pour les filets de pêche, les bouées de balisage, les récifs artificiels, les bateaux, etc. L’observation montre que le courant tend à incliner vers le fond les structures souples situées en pleine eau : les algues fixées, les filets de fond, les amarrages et leurs bouées sont ainsi couchés par les courants violents.

2. LA COUCHE LIMITE OCÉAN-ATMOSPHÈRE OU MICROCOUCHE DE SURFACE La microcouche de surface est constituée par le premier millimètre de la surface de l’océan. Là se produisent tous les échanges entre l’atmosphère et l’océan (Figure 3-1). Ses propriétés diffèrent de celles de l’eau située quelques centimètres au-dessous. Elle présente une importance capitale : selon Woolf (2005), le transfert de gaz à travers l’interface océan-atmosphère constitue le processus physique qui régule le climat mondial puisqu’il concerne 71 % de la surface de la planète. L’oxygène ou le CO2 présentent une faible solubilité dans l’eau, la difficulté de l’échange de gaz vient donc de l’océan. La turbulence devient la condition physique clé qui détermine la célérité du passage des gaz, car elle contrôle l’épaisseur de la couche limite de diffusion. Pour les vents les plus forts, le déferlement est impliqué (Figure 3-1). Une complication supplémentaire provient du fait que la couche limite est enrichie de composés organiques. Ils s’étendent sur la majorité de la surface océanique (Wurl et al., 2010) ! La plupart viennent de la désintégration d’êtres vivants qui sont amenés à la surface, d’autres des dépôts atmosphériques, d’apports fluviaux, de pollens, etc. Ces substances organiques créent un film qui affecte les propriétés physiques et optiques de l’interface et entrave également les échanges air-mer. Elles génèrent la majeure partie des aérosols 39

Partie 1. Le fonctionnement des océans

marins qui sont éjectés dans l’atmosphère par l’éclatement des bulles d’air (Figure 3-1). Ces aérosols riches en matières affectent la formation des noyaux de condensation des nuages selon Cunliffe et al. (2012). On y trouve aussi des bactéries, des virus, des pigments photosynthétiques, etc. Les particules métalliques atmosphériques s’y déposent. C’est la présence de sels, de matière organique et l’agitation qui permettent la formation des mousses. On peut ainsi faire mousser l’eau de mer pour concentrer les polluants dans l’écume (Barnabé et Divanach, 1976). goutte et matériel projeté et entraîné micro matériel

nano matériel

vent

gouttelettes pulvérisées

gouttelettes projetées

gouttelettes de film

éclatement de bulle Particules de plastique

gouttes d’écume

bulles d’air bulles d’air entraînées

Matières organiques marines

bulles d’air entraînées

Figure 3-1 | Schéma des interactions entre vent, vagues et couche limite de surface. (Adapté de Allen S, Allen D, Moss K, Le Roux G, Phoenix VR, et al. (2020). Examination of the ocean as a source for atmospheric microplastics. PLoS ONE 15(5): e0232746. https:// doi.org/10.1371/journal.pone.0232746)

3. HOULES ET VAGUES 3.1 Houles et vagues de surface Les vagues correspondent à des oscillations du niveau de la mer de courte période. Les vents engendrent la formation des vagues ; ces vagues générées par le vent sont caractérisées par un fort transport de la masse des eaux de surface dans le sens du vent. C’est en frottant sur la surface 40

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mouvements des eaux marines

de l’eau que les molécules de l’air en contact avec le liquide lui transmettent leur énergie cinétique. Cela provoque une compression sur l’arrière de l’onde et une chute de pression en avant : la hauteur de la vague augmente. L’énergie du vent est en partie transférée à la mer sous forme de courant de surface, en partie perdue par frottement, en partie absorbée par la crête de la vague qui est entraînée plus vite que le reste de l’ondulation et s’écroule vers l’avant : elle déferle et provoque les moutons. La limite théorique de la cambrure se situe à 14 %. Quand les vagues quittent la zone ventée qui les a engendrées, on parle de houle. Lorsque courants et vagues sont associés, leurs vitesses s’additionnent brusquement quand leur direction coïncide. Les vagues constituent donc une des principales « forces de la mer ». La hauteur des vagues engendrées par le vent dépend de sa vitesse et de sa durée, mais aussi de la distance sur laquelle il agit (le fetch, c’est-à-dire la longueur de sa course). L’amplitude des vagues ou de la houle diminue avec la profondeur sur les fonds côtiers (la figure 3-2 en rend compte). Cette baisse est due au frottement des vagues sur le fond ; la diminution d’amplitude s’accompagne d’un aplatissement du mouvement au niveau du fond qui se traduit par un va-et-vient des particules d’eau. Au-delà de 30 à 40 mètres de profondeur, de tels mouvements deviennent très faibles. En se rapprochant des plages, le profil de la vague freinée par le fond devient très dissymétrique et les lames s’écroulent vers la côte ; elles déferlent. Ce déferlement propulse de l’eau vers la côte et est compensé par un courant de retour par en dessous qui engendre l’érosion des plages. Quand les vagues frappent le rivage en oblique, elles entraînent une dérive littorale des sédiments, du fait des courants induits, en particulier du sable des plages. Un vent violent agissant sur un plan d’eau fermé ne peut lever d’énormes vagues (8 m en Méditerranée). Il faut 500 miles marins pour obtenir les grandes vagues océaniques. En mer du Nord, leur hauteur atteint 30 m. L’échelle de Beaufort, de 1 à 12, relie la vitesse du vent et la hauteur des vagues. 41

Partie 1. Le fonctionnement des océans

Mouvements

100 %

Vitesses

100 %

50 %

50 %

20 %

20 %

10 %

10 %

Forces

100 %

0 surface

25 %

4%

0%

–5m

– 10 m

– 15 m

20 m fond (houle de 2 mètres de creux, période de 5 secondes) Figure 3-2 | Atténuation des mouvements et forces de la houle avec la profondeur. (Bompais, 1991. Les filières pour l’élevage des moules. IFREMER Éd. Plouzané)

3.2 Vagues internes Les vagues de surface ne sont pas les seules que l’on trouve en mer ; lorsque les eaux sont stratifiées en couches de densités différentes, on peut déceler, au niveau d’une telle séparation, des vagues internes de longueur d’onde beaucoup plus grande que les vagues de surface. On en rencontre au niveau du détroit de Gibraltar : elles résultent de l’entrée en profondeur des eaux atlantiques en Méditerranée. Alford et al. (2013) ont enregistré le passage de vagues déferlantes de plus de 250 mètres de haut à environ 5 km de profondeur ; elles se brisent sur les fonds de la dorsale sous-marine, au niveau du passage des Samoa qui bloque la totalité du flux du Pacifique sud. Quand ces vagues butent sur l’obstacle, elles déferlent, avec un débit de 6 millions de m3/s qui dilue l’eau glacée de l’Antarctique dans celles, plus chaudes, du Pacifique sud. Cet énorme brassage explique pourquoi l’eau froide et dense du fond des océans n’y stagne pas et revient 42

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mouvements des eaux marines

alimenter la circulation océanique globale (tapis roulant océanique, voir 5.3, ci-après). 3.3 Tempêtes, tsunamis, vagues scélérates Une onde de tempête est due à l’effet des vents associés à la dépression d’une tempête. Elle s’accompagne d’une surcote qui élève le niveau de la mer d’un à plusieurs mètres et provoque des inondations. C’est aussi le cas lors des cyclones tropicaux. Les vagues de raz-demarée (tsunami en japonais) constituent des ondulations de grande longueur d’onde engendrées par des séismes sous-marins. Elles ne prennent de l’amplitude qu’à l’approche des côtes. On parle de vague scélérate pour des hauteurs du creux à la crête de plus de 2,1 fois la hauteur moyenne des vagues. Survenant en plein océan, leur genèse est mal comprise. Elles peuvent dépasser 30 m de creux et ont coulé de nombreux bateaux.

4. COURANTS L’énergie insufflée à l’océan par le soleil, les vents, les marées engendre les vagues, mais aussi les courants, c’est-à-dire des déplacements d’eau de mer caractérisés par une direction, une vitesse et un débit. Il existe diverses catégories de courants, mais tous présentent un écoulement turbulent. Les relations entre l’océanographie physique et le climat sont exposées par Merle (2009) et Colin de Verdières (2020). 4.1 Marées, courants de marée La marée correspond à une oscillation périodique du niveau des eaux marines liée à l’attraction de la Lune et du Soleil sur ces masses d’eau, ce qui génère des courants importants dans les zones côtières. L’amplitude de la marée représente la différence entre les niveaux de haute mer et de basse mer. Les positions variables de la Terre, de la Lune et du Soleil engendrent plusieurs périodicités dans les marées. La complexité astronomique, la topographie côtière et celle du fond amplifient ou 43

Partie 1. Le fonctionnement des océans

diminuent ces phénomènes. Lorsqu’une marée haute pénètre dans une rivière et rencontre des obstacles ralentissant sa progression dans l’embouchure, la vague qui se forme est appelée le mascaret. Les marées engendrent des déplacements de volumes liquides considérables qui influencent la productivité des eaux. Les marées entraînent l’existence d’une zone dite de balancement des marées ou intertidale, l’estran*, avec des zones de flore et de faune très marquées. La structure verticale des eaux côtières est dominée par le phénomène des marées, car elles brassent l’eau de la surface jusqu’au fond sur beaucoup de plateaux continentaux. L’amplitude de la marée (le marnage) atteint 19,6 m en Baie de Fundy, au Canada, et il dépasse 4 m sur les côtes françaises atlantiques. À l’échelle mondiale, le marnage moyen reste plus faible : de 1 à 2 m. Les marées engendrent des courants violents de 8 à 9 nœuds (16 km/h) dans un chenal, près d’Ouessant en Bretagne. La mer Baltique, la mer Méditerranée, séparées des grands océans, ont des marées réduites. Les marées déplacent non seulement les eaux, mais aussi les boues et les vases. Dans les régions conchylicoles, le jeu des marées devient le véritable moteur de la production : il renouvelle l’eau et autorise l’accès temporaire aux sites de culture. 4.2 Courants de dérive générés par les vents Les vents déclenchés par les mouvements de l’atmosphère génèrent des courants de dérive orientés dans le même sens, à leur origine. Les mers étant souvent stratifiées, la vitesse du courant ne change pas entre la surface et la thermocline sur toute la hauteur de la couche mélangée (Chapitre 2 ; 3.3). Le courant circumpolaire antarctique, le plus puissant des grands courants océaniques, est ainsi engendré par l’action des vents d’ouest (quarantièmes rugissants et cinquantièmes hurlants, soufflants d’ouest en est) qui encerclent l’Antarctique. Il transporte 130 millions de m3/s à des vitesses de 0,9 à 3,7 km/h, atteint 1 000 km de large et peut descendre jusqu’à 4 000 m de profondeur (Coutens, 2011) ! La 44

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mouvements des eaux marines

vitesse des eaux en surface varie : elle serait de 1 à 2 % de celle du vent. On estime que ce courant de l’océan Austral absorbe 60 % de la chaleur et 40 à 50 % du CO2 atmosphérique d’origine anthropique, ce qui souligne son importance au plan climatique. Les courants côtiers s’écoulent parallèlement aux rivages qui en constituent la frontière : ainsi en Manche, un flux d’eau moyen de 120 000 m3/s transite de la Bretagne vers la mer Baltique, ce qui représente les deux tiers du débit de l’Amazone, le long des côtes. 4.3 Force de Coriolis, dérive d’Ekman, résurgences côtières La rotation de la Terre sur elle-même (avec une vitesse de 1 600 km/h au niveau de l’équateur) fait subir aux eaux en mouvement la force de Coriolis qui dévie les vents, mais aussi les courants, vers la droite dans l’hémisphère nord, vers la gauche dans l’autre. Cette déviation des courants par rapport au vent qui les engendre est connue sous le nom de transport, dérive, déviation ou spirale d’Ekman. Le courant de surface est dévié de 45°, le transport moyen de 90° (Figure 3-3). La force de Coriolis agit également sur le sens des alizés. Dans l’hémisphère nord, les alizés soufflent des tropiques vers l’équateur, du nord-est vers le sud-ouest ; dans l’hémisphère sud, ils soufflent du sud-est vers le nord-ouest ; ils engendrent dans l’Atlantique et le Pacifique les courants équatoriaux. La figure 3-4 illustre le très grand rôle que va jouer ce phénomène qui génère d’importantes remontées d’eau (ou résurgences ou upwellings) : la dérive des eaux superficielles provoquée par le vent se combine avec la force de Coriolis pour engendrer la déviation d’Ekman qui entraîne les eaux côtières chaudes de surface vers le large. Elles sont remplacées par des eaux froides, mais riches, issues de la profondeur. L’eau froide reste séparée de l’eau chaude par un front. Les dérives superficielles d’eau, dues aux vents, déplacent donc d’énormes masses liquides et sont à la base des remontées d’eaux profondes (résurgences ou upwellings) : les upwellings équatoriaux, par exemple, mesurent 100 m d’épaisseur et 200 km de large environ ; 45

Partie 1. Le fonctionnement des océans

leur vitesse atteint ≈ 1 m/s. La déviation des eaux du Rhône vers le golfe du Lion dont il fertilise les eaux par vent du nord illustre un exemple de transport d’Ekman. Ce type de courant s’exerce au-dessus de la thermocline. La spirale d’Ekman résulte des forces de viscosité et de la force de Coriolis. déviation du courant de 45° en surface u sd

nt

ve

sen

Spirale d’Ekman

ort du transp déviation 0°) dans 9 (= moyen d’eau la colonne

Figure 3-3 | Spirale d’Ekman.

Nord

t on

Eau chaude Vent

u

Ea Dérive d’Ekman

Fr de

i fro

Li

e gn

e

ag

de

riv

Est

g

Upwellin

Figure 3-4 | Schéma d’une région de résurgence. (Adapté de Mann et Lazier, 1991)

46

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mouvements des eaux marines

4.4 Fronts océaniques et autres courants Lorsque deux courants de directions divergentes s’affrontent, ils créent une convergence (et une divergence dans le cas contraire). Comme ces masses d’eau aux caractéristiques différentes ne se mélangent pas, leur limite constitue un front. Les îles, les récifs, les caps engendrent des courants tridimensionnels très complexes. 4.5 Courants de compensation Des différences de niveau ou de densité entre masses d’eau donnent naissance à des courants : la pénétration d’eau atlantique en Méditerranée, où l’évaporation n’est pas compensée par le débit des fleuves, constitue un courant de compensation.

5. TOURBILLONS, GYRES, GRANDS COURANTS OCÉANIQUES 5.1 Tourbillons ou vortex Un tourbillon ou vortex (mouvement hélicoïdal des particules d’un fluide) se forme dans les océans sous l’influence des turbulences qui affectent les courants, l’action des phénomènes atmosphériques par exemple. Les tourbillons sont fréquents dans l’océan et leur diamètre va de quelques centimètres à des centaines de kilomètres. Les plus petits des vortex ne durent que quelques secondes, tandis que les plus grands peuvent persister pendant des mois ou des années. Les tourbillons engendrés par les phénomènes atmosphériques mesurent une centaine de kilomètres de diamètre pour 1 000 m de profondeur et parcourent l’océan à la vitesse de 5 km/jour. Ils transporteraient 30 fois le débit du volume journalier de tous les fleuves et sont repérés par les satellites, car la dépression en leur centre atteint 25 cm de creux. En dix ans, les 3 000 sondes autonomes ARGO qui plongent, mesurent et remontent tous les dix jours en surface ont permis de constater que le volume d’eau ainsi déplacé (avec tous ses constituants, polluants, carbone, chaleur, etc.) représentait de 30 à 40 millions 47

Partie 1. Le fonctionnement des océans

de m3/s, soit l’équivalent des grands courants océaniques (Zang et al., 2014). Ce transport affecte le climat. Les méandres des grands courants engendrent aussi des tourbillons (voir Figure 1, planche couleur). Ils peuvent affecter différentes profondeurs de l’océan. 5.2 Grands gyres océaniques subtropicaux Un gyre océanique est un gigantesque tourbillon d’eau formé d’un ensemble de courants et de tourbillons plus petits. Dans chacun des grands bassins océaniques, les vents à la surface des océans et la rotation de la Terre (via la force de Coriolis) engendrent des courants qui forment les grands gyres anticycloniques subtropicaux (Figure 3-5). Le centre d’un gyre subtropical est une zone de haute pression atmo­ sphérique. La circulation autour de la haute pression tourne dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère nord et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère sud, du fait de la force de Coriolis. Ces portions d’océan distinctes sont formées par des eaux de salinité et de températures différentes. Le gyre subtropical du Pacifique nord demeure le plus vaste. Une accumulation de déchets d’origine humaine (plaque de déchets du Pacifique nord) s’amasse à l’intérieur ; il en existe aussi dans les autres grands gyres. La haute pression dans le centre du gyre est due aux vents d’ouest du côté septentrional et aux alizés du côté méridional. Les gyres contribuent aux grands courants océaniques. 5.3 Grands courants océaniques et pompe physique à carbone Les divers courants que nous venons de citer, les tourbillons, les gyres, s’imbriquent et forment les grands courants océaniques de surface (Figure 3-5). Le Gulf Stream constitue un véritable fleuve de 30 à 150 km de large et de 300 à 1 200 m de profondeur, au large de la Floride (Figure 1, planche couleur). Il emporte, à 97 km/jour, l’eau chaude de l’ouest de l’Atlantique tropical vers l’Europe du Nord (débit estimé 48

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

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Mouvements des eaux marines

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Figure 3-5 | Courants et gyres.https://eduscol.education.fr/obter/appliped/ocean/ theme/ocean421.htm /

49

Partie 1. Le fonctionnement des océans

à 20 millions de m3/s, 100 fois celui de tous les fleuves réunis). Les eaux qui le composent, après s’être refroidies sur leur parcours en réchauffant l’atmosphère deviennent plus denses, avec des apports d’eaux douces venues des glaciers du Groenland et des fleuves sibériens. L’évaporation de surface sous l’action des vents glacés venus du Canada augmente la salinité et renforce ces phénomènes. Un suivi sur 30 ans ne montre pas de déclin du Gulf Stream (Worthington et al., 2021). L’augmentation de densité de ces eaux provoque leur plongée, alimentant un énorme courant profond et froid qui circule du nord au sud dans l’Atlantique (Figure 3-6). Cette plongée crée une aspiration des eaux atlantiques vers le nord et entretient le phénomène ; on parle de pompe physique pour désigner ce processus. Elle ne concerne pas uniquement la chaleur, mais aussi le CO2 ; plus soluble dans l’eau froide, il est absorbé par ces eaux et est emporté en profondeur. Il en est de même près du continent Antarctique. Ainsi se constitue une sorte de tapis roulant (Figure 3-6) transportant des eaux chaudes (et légères) en surface et des eaux froides plus denses en profondeur. Transfert de chaleur Mer Air

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Courant profond froid et salé Figure 3-6 | Schéma du « tapis roulant » ou circulation thermohaline.

50

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mouvements des eaux marines

6. COUCHE MÉLANGÉE Une multitude de travaux ont montré que, sous l’action de vents de vitesse supérieure à 3 m/s, les vagues qui déferlent à la surface entraînent en profondeur ( 23 juin 2015 NOAA National Centers for Environmental Information (2020). State of the Climate: Global Climate Report for Annual 2019, published on May 26, 2020 from https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201913 NOAA/NASA (2020). Annual Global Analysis for 2019. Schmidt G A, Derek A, January 2020. https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/briefings20200115.pdf Ohman M D, Lavaniegos B E, Townsend A W (2009). Multi-decadal variations in calcareous holozooplankton in the California Current System: Thecosome pteropods, heteropods, and foraminifera. Oceans. https:// doi.org/10.1029/2009GL039901 Point S (2021). Réchauffement climatique : Un regard critique sur le consensus. European Scientist. https://www.europeanscientist.com/fr/opinion/ rechauffement-climatique-un-regard-critique-sur-le-consensus/ Richet P (2021). The temperature–CO2 climate connection: an epistemological reappraisal of ice-core messages, Hist. Geo Space. Sci., 12, 97-110, https://doi.org/10.5194/hgss-12-97-2021. (libre accès) University of Colorado Boulder (2013). Volcanic aerosols, not pollutants, tamped down recent Earth warming. http//www.colorado.edu/news/ releases/2013/03/01/volcanic-aerosols-not-pollutants-tamped-downrecent-earth-warming-says-cu Voosen P (2021). Climate panel confronts implausibly hot models. Science. 373, 6554 :474-475. DOI : 10.1126/science.373.6554.474 Watson AJ, Schuster U, Shutler JD, et al. (2020). Revised estimates of oceanatmosphere CO2 flux are consistent with ocean carbon inventory. Nat Commun 11, 4422. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18203-3 (libre accès) Yáñez M V, Martínez C G, Moya Ruiz F, Tel E, Parrilla G, et al. (2008). Cambio climático en el Mediterráneo español. Instituto Español de Oceanografía. libro_cambio_climatico.pdf

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

6 La vie, partout dans les océans

1. QUELQUES EXCLUSIVITÉS DES ÊTRES MARINS Il n’y a pas de barrières physiques, peu d’abris dans le domaine aquatique, domaine à trois dimensions. Les variations de température restent inférieures à 30 °C, alors qu’elles dépassent 70 °C sur terre. Les êtres aquatiques présentent plusieurs particularités : – La production végétale, dite production primaire dans les eaux, est, en majorité, due à des êtres unicellulaires (algues ou bactéries) d’un à quelques millièmes de millimètre (ou micromètres* ou microns : µm). – La taille des êtres vivants constitue l’élément de la structuration des chaînes alimentaires*. – Beaucoup d’animaux marins ont la même température que l’eau, on parle d’espèces à sang froid ou poïkilothermes. – La majorité des espèces aquatiques possède un potentiel reproducteur extrêmement élevé ; une moule ou une huître pondent plusieurs millions d’œufs par an, une crevette, un poisson, plusieurs 85

Partie 1. Le fonctionnement des océans

–

–

–

–

centaines de mille, et le nombre de spores émises par les algues les dépasse. Les œufs d’animaux aquatiques donnent naissance à des animalcules de très petite taille dont l’aspect et le mode de vie sont tout à fait différents de ceux des adultes. Ces formes, nommées larves, sont passivement disséminées en pleine eau, elles appartiennent au plancton*. Les animaux qui filtrent l’eau pour se nourrir de plancton ou de particules, tels les mollusques bivalves, comme les huîtres ou les moules, sont des filtreurs. Ces filtreurs se rencontrent aussi bien en pleine eau (plancton animal, poissons mangeurs de plancton) que sur les fonds durs (moules, huîtres, vers encroûtants, etc.) et sur les fonds meubles (coquilles Saint-Jacques, huîtres) ou enfouis dans le sédiment (palourdes, praires, vers, etc.). La durée du cycle de vie de très nombreuses espèces de petite taille, qui constituent les producteurs végétaux marins (plancton végétal ou phytoplancton), va de parfois moins d’un jour à quelques jours. L’abondance des êtres vivants diminue vite en milieu aquatique quand leur taille augmente.

2. PRODUCTION VÉGÉTALE ET CHAÎNES ALIMENTAIRES Les plantes, les algues et certaines bactéries qui pratiquent la photosynthèse emploient l’énergie lumineuse (photons). En simplifiant, la photosynthèse effectue la conversion du gaz carbonique atmosphérique ou CO2 en carbone organique, celui qui entre dans la composition des êtres vivants. En mer, ce sont les disponibilités en azote et en phosphore (constituant 8 % et 2,5 % des êtres aquatiques) et parfois en éléments rares (oligoéléments), tels que le fer, qui deviennent limitantes. La vie marine dépend de la pénétration de la lumière dans l’eau qui est limitée à la première centaine de mètres de profondeur des eaux, ou sur les fonds éclairés. On donne à cette production végétale le nom de production primaire. 86

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

Les principaux éléments nécessaires à cette production sont dissous à des concentrations diverses dans l’eau qui baigne les cellules vivantes, ce qui permet les échanges directs au travers des parois. L’abondance de chlorophylle (liée au nombre et à la taille des êtres photosynthétiques) règle l’intensité de la production primaire, mais la vitesse des processus dépend aussi de la température, de l’éclairement, du mouvement des masses d’eau, etc. La synthèse de matière végétale vivante caractérise les microalgues, certaines bactéries, les algues et quelques plantes marines. Toutes les autres espèces dépendent donc de la photosynthèse pour leur nutrition (sauf autour des sources hydrothermales sous-marines, appelées fumeurs noirs).

3. LE PLANCTON VÉGÉTAL OU PHYTOPLANCTON, BASE DE LA VIE MARINE Il constitue la communauté dominante en mer puisque son habitat est le domaine de la pleine eau ou domaine pélagique (le plus étendu de la planète). Cette production photosynthétique de l’Océan produit plus de la moitié de l’oxygène que nous respirons et joue plusieurs rôles déterminants dans la machine climatique (Chapitre 4). Le plancton constitue un monde en soi et il comprend environ 200 000 espèces. Sardet (2013) a consacré un ouvrage illustré à ce monde. Les ressources d’Internet sont immenses (surtout en utilisant le mot anglais plankton). Mollo et Noury (2013) ont publié un manuel du plancton en accès libre et l’article de Falkowski (2012) permet de comprendre ses fonctions dans la vie sur Terre. Le plancton constitue 95 % de la biomasse* des océans. On classe ce plancton par tailles : – Microplancton (taille 20 à 200 µm). Les plus connues sont les diatomées surtout dans les eaux tempérées et froides, aussi bien au large que dans les eaux côtières. La présence fréquente de prolongements et leur rassemblement fréquent en chaîne aboutissent à des colonies 87

Partie 1. Le fonctionnement des océans

de plusieurs millimètres de long (Figure 5, planche couleur). Les péridiniens (ou dinoflagellés, ou dinophycées) dominent dans les eaux tropicales pauvres, et l’été dans les mers tempérées. Certaines espèces produisent des toxines accumulées par les mollusques qui s’en nourrissent et deviennent toxiques pour les consommateurs. – Le picoplancton mesure de 0,2 à 2,5 µm et le nanoplancton de 2 à 20 µm : ils sont constitués d’algues unicellulaires de petite taille, tels les coccolithophoridés, de 4 à 5 µm de diamètre, munis de flagelles, possédant un squelette calcaire (Figure 3, planche couleur). Elles caractérisent les mers chaudes et pauvres. – Le bactérioplancton est représenté par des bactéries photosynthétiques de 0,4 à 2 µm dont le type dans les Océans est Synechococcus, petite cellule ovoïde de 1 à 5 µm. Leur densité atteint un million de cellules par millilitre (106/ml) et 105/ml pour Prochlorococcus (Figure 6-1). Ces fortes concentrations en font les organismes photosynthétiques les plus abondants de la biosphère avec une population estimée à 1 octillion, soit 1048 individus (Figure 6-1 et Figure 4, planche couleur). Prochlorococcus fournirait 20 % de l’oxygène de la planète. Déviation d’attaques virales Virus Fabrication de vésicules

Enveloppe de la cellule

Thylakoïdes

Vésicules

Interaction avec les hétérotrophes

0,5 μm

Échange d’ARN

Figure 6-1 | Schéma d’une cyanobactérie Prochlorococcus, de ses vésicules et de ses virus.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

Beaucoup de bactéries vivent en mer, mais on les rencontre aussi dans les milieux extrêmes : Pyrococcus vit ainsi entre 85 et 105 °C autour des sources hydrothermales sous-marines de la dorsale médio-atlantique, à plus de 4 000 m de profondeur (pression > 400 bars) !

4. LA MATIÈRE ORGANIQUE DISSOUTE Elle se rencontre sous forme de molécules simples (acides aminés par exemple) et représente les produits d’excrétion (fèces, urine, substances diverses), ou les éléments de décomposition des êtres vivants après leur mort d’une taille inférieure à 0,2 µm (Figure 6-3). La concentration de carbone organique dissous dans les eaux marines superficielles va de 1 mg/l à plusieurs mg/l : l’Océan mondial constitue la plus grande réserve de carbone organique dissous (estimée à 665 milliards de tonnes). Le matériel organique sous forme de particules (neige marine) ne représenterait en fait que 9 % du carbone organique océanique ; la majorité (89 %) se présente à l’état dissous (les 2 % restant représentent le carbone contenu dans les êtres vivants aquatiques), selon Fiala-Médioni et Pavillon (1988). Le zooplancton ne correspondrait qu’à 0,2 %, et les poissons à 0,002 % de ce carbone !

5. LA « BOUCLE MICROBIENNE », AUTRE COMPOSANTE DOMINANTE DE LA VIE EN MER S’il est bien établi que le plancton végétal de petite taille génère la production primaire décrite ci-dessus, on a mis en évidence d’autres maillons dans les réseaux alimentaires de pleine eau. Ce monde infiniment petit, complexe et d’accès difficile en mer est peu connu. On peut y distinguer plusieurs catégories que l’on retrouve sur les Figures 6-2 et 6-3.

89

Partie 1. Le fonctionnement des océans

5.1 Le matériel particulaire inerte (neige marine) et son peuplement Les particules inertes constituant la neige marine ont une taille supérieure à 0,2 μm ; elles sont constituées de plancton mort, de cadavres divers, d’excréments, de flocons de mucus produits par les composants du plancton, etc. Au départ, ils s’agrégeraient avec d’autres ou avec du mucus, sous l’action de ses sels dissous, pour atteindre quelques µm. Ces ensembles constituent des flocons ou « flocs » spongieux (nombreux pores), riches en eau, capables de grossir par absorption de substances organiques en solution dans l’eau : ces particules sont colonisées par des micro-organismes (protozoaires, bactéries) qui s’en nourrissent. Aussi appelés neige marine, ces flocons de détritus, de plancton mort, de fèces, constituent une grande partie des apports alimentaires qui sombrent vers les eaux profondes. Les animaux qui vivent dans la zone crépusculaire des océans (la strate entre 200 et 1 000 m) consomment 90 % de cette neige marine. Rayonnement solaire

Aggrégat de matière organique Microbulle Matière organique dissoute Bactéries

Matière organique dissoute

Nutriments

Autotrophes

Broutage

Herbivores (brouteurs)

Nutriments

Figure 6-2 | Schéma des interactions au sein d’un agrégat microscopique de matière organique. (Inspiré de Mann et Lazier, 1991)

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

Nous avons vu aussi qu’une grande partie se fragmente (Chapitre 5 ; 3). Comme le disait Rachel Carlson, ce sont les chutes de neige les plus formidables sur terre ! Cette « pompe biologique » de l’océan capture en réalité deux fois plus de CO2 que ce que l’on pensait auparavant (Buesseler et al., 2020). Ces travaux confortent ceux de Briggs et al. (2020) et rendent obsolètes beaucoup de connaissances antérieures. 5.2 Les bactéries de pleine eau La matière organique dissoute est utilisée en premier lieu par les bactéries. De 10 à 20 % des bactéries sont attachées à des particules, le reste vit en pleine eau, libre. L’une des plus abondantes (entre le quart et la moitié des bactéries de tous les océans, soit environ 500 000 par millilitre et un total de 2 × 1028) représente une biomasse supérieure à celle des poissons. Elle se rencontre aussi dans les lacs et appartient au groupe de bactéries SAR11 ; il s’agit de Pelagibacter ubique (Figure 6-4). Elle se compose d’un très petit bâtonnet courbe de 0,3 à 0,9 µm de long et d’un diamètre de seulement 0,1 à 0,2 µm (Giovannoni et al., 2005). Elles tirent leur énergie de la dégradation de la matière organique. Leur production représente 10 à 30 % de la production primaire. Elles minéralisent le carbone organique (pompe à carbone). 5.3 Les protozoaires (ciliés et flagellés) Mesurant de 3 à 15 µm environ, ils consomment les particules de 0,5 à 3 µm. Ce sont les principaux consommateurs de bactéries autant en mer (Figures 6-2 et 6-3), que dans bien d’autres milieux aquatiques tels que les stations d’eaux usées (Curds, 1975). Ils mangent 500 à 600 bactéries par heure et consomment 17 fois leur poids de bactéries par jour, dont 27 % sont transformés en flagellés ! Ces mangeurs de bactéries sont capables de filtrer de 12 à 67 % de la masse des eaux superficielles par jour. 91

Partie 1. Le fonctionnement des océans

Lumière solaire

CO2 Fixation C, N, P, Fe, par le phytoplancton

Broutage

Microalgues

Formation d’agrégats

Mélange des eaux décomposition bactérienne Matière organique dissoute

Fèces

Agrégat

Petits pélagiques Bactéries Migration verticale zooplancton

Matière Plancton mort organique particulaire Fragmentation Décomposition (bactéries)

Respiration excrétion Fèces Migration verticale poissons lanterne

e e Zon culair s u p cré

Respiration excrétion

Sédimentation sur le fond Figure 6-3 | Schématisation de la pompe biologique à carbone. (Inspiré de divers auteurs)

5.4 Les virus parasites (virioplancton) Leur concentration naturelle va de 6 à 20 millions de virus par millilitre d’eau ! La plupart restent encore inconnus de la science. Leur taille varie entre 20 et 400 nanomètres avec une moyenne de 60 nanomètres ou nm (1 nm = 1 milliardième de mètre = 1 millième de micron. Un nanomètre équivaut à 10 angströms). Ce sont des parasites obligatoires, capables d’infecter toutes les cellules vivantes. Les synthèses de Personnic et al. (2006) et Jacquet (2013) détaillent leur rôle dans les eaux. Les virus et les bactéries sont transportés à longue distance par les embruns avec la poussière du sol et des agrégats (aérosols de moins de 0,7 μm surtout pour les virus, aérosols de plus de 0,7 μm pour les bactéries) selon Reche et al. (2018) ; et le coronavirus sans doute ! 92

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

Figure 6-4 | Bactérie Pelagibacter ubique. (Gulf of Alaska Seamounts 2019 Expedition - NOAA : Ocean Exploration and Research)

5.5 Les vésicules des bactéries autotrophes Les cyanobactéries Prochlorococcus et Synechococcus (Figure 4, planche couleur) produisent des vésicules sphériques (100 nm) contenant du carbone, utilisables comme particules nutritives pour d’autres organismes (Figure 6-1, ci-dessus). Les auteurs estiment leur production à un milliard de milliards de milliards par jour, ce qui ajoute une quantité notable de carbone dans les eaux pauvres des océans (MITnews, 2014). 5.6 L’impact de la boucle microbienne sur le climat et la pompe biologique La boucle microbienne conduit à une production de matière vivante qui respire et rejette du CO2 au sein des eaux éclairées. Qu’il s’agisse de l’excrétion de fèces, de bactéries, ces éléments constituent une possibilité alimentaire pour d’autres formes de vie (Figures 6-2 93

Partie 1. Le fonctionnement des océans

et 6-3). La reproduction disperse aussi la matière vivante dans les cellules reproductrices de petite taille. On considère que ces chaînes alimentaires constituent la pompe biologique à carbone de l’Océan (Figure 6-3), si importante pour le climat. Le rôle des virus ne serait pas pris en compte dans les modèles climatiques et celui des vésicules ne pouvait qu’être ignoré.

6. LE PLANCTON ANIMAL OU ZOOPLANCTON (PRODUCTION SECONDAIRE EN PLEINE EAU) Les microalgues vont servir d’aliment à des animaux dits herbivores. Ils constituent le second échelon de ce que l’on nomme une chaîne alimentaire et portent, de ce fait, le nom de producteurs secondaires. Ces herbivores sont, à leur tour, la proie d’animaux carnivores qui constituent donc le 3e maillon de la chaîne alimentaire, etc. Ce zooplancton est composé pour 80 à 90 % de petits crustacés nageurs, mangeurs de microalgues, de flagellés et autres protozoaires (3, ci-dessus) : les copépodes (Figure 6, planche couleur). Ils consomment aussi les flocs bactériens. Les copépodes filtrent l’eau en engendrant un courant à l’aide de leurs appendices dont le battement atteint 600 mouvements/minute. Ce courant passe sur une trappe filtrante (Figure 6-5) portée par les mâchoires. Les copépodes planctoniques marins sont les plus abondants des animaux sur terre. Ils servent de proie à d’autres espèces, en particulier aux larves de poissons. Ils représentent 80 à 90 % du plancton animal. La densité de ce zooplancton varie d’environ 2 000/m3 à plus de 250 000/m3 suivant la richesse des eaux, leur température, l’abondance de phytoplancton, etc. Les gros copépodes (Calanus) ont une longueur de 3 à 5 mm. Certains sont présents dans les réservoirs d’eau douce de boisson à New York ou à Boston, ils en éliminent les larves de moustiques ! Le plancton animal filtrerait de 3 à 6 millions de km3/jour dans les Océans (Savenko, 1988). 94

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

Sétule Soie Diatomée (30-50 μm)

Chlorelle (2-4 μm)

Cilié (10-30 μm)

0

50

100

μm Figure 6-5 | Mâchoire de copépode et proies consommées. (D’après Conover, 1978)

Le krill, un petit crustacé de pleine eau ayant l’allure d’une crevette de taille inférieure à 5 cm (Figure 7, planche couleur), a été trouvé dans toutes les couches superficielles des océans du monde. Ses concentrations atteignent une densité de 30 000 par m3 sur des dizaines de kilomètres carrés (poids humide individuel 1 à 2 g) dans les couches supérieures de l’océan Austral. Le krill compte parmi les groupes d’animaux les plus abondants de la planète, après les copépodes. Sa pêche représente 250 000 à 400 000 t/an selon les auteurs (utilisés en aquaculture et pour la consommation humaine). Les escargots planctoniques ou ptéropodes (taille < 2 cm) pourvus d’une mince coquille (Figure 8, planche couleur) constituent la proie des baleines, des thons et des saumons. Plusieurs espèces de plancton animal sont pêchées industriellement (Omori, 1980 ; Grimaldo Gjøsund, 2012) : il s’agit du krill et de copépodes (Canada, Japon, Norvège). Un plan secret du gouvernement britannique prévoyait la collecte de copépodes dans les lochs écossais pendant la Deuxième Guerre mondiale, en cas de famine (rapporté par The Telegraph, 15/03/2014). 95

Partie 1. Le fonctionnement des océans

7. LES POISSONS ET AUTRES MANGEURS DE PLANCTON ANIMAL (PLANCTONOPHAGES) Le plancton animal est consommé à son tour par divers planctonophages : méduses, larves de poissons ou poissons adultes, car beaucoup de petits poissons demeurent planctonophages toute leur vie : sardine, anchois, hareng, sprats, etc., mais avec quelques exceptions (requin-pèlerin, requin-baleine, poisson-lune), sans oublier les Cétacés chez les mammifères. Les poissons de la zone crépusculaire qui s’étend de 300 à 1 000 m de profondeur mesurent de 5 à 15 cm de long. Ils ne font l’objet d’aucune pêche. Beaucoup appartiennent à la famille des poissons-lanternes (myctophidés) possédant des organes lumineux. Ils constituent la plus importante biomasse de poissons, estimée jusqu’ici à environ 1 milliard de tonnes (1 Gt) selon Gjøsaeter et Kawaguchi (1980). Ces poissons remontent dans la zone superficielle la nuit pour se nourrir de plancton et plongent à l’aube, ventre plein. Les travaux de Irigoien et al. (2014) estiment, cette fois par échosondage, leur biomasse à 10 milliards de tonnes (10 Gt) : leur rôle dans le cycle du carbone demande à être révisé : ils exporteraient environ 10 % du carbone de la production primaire en profondeur ! La prédation exercée par les espèces mangeuses de plancton sur les larves planctoniques de poissons, de crustacés et autres espèces engendre une forte mortalité. Les chaînes alimentaires océaniques sont donc à la fois nombreuses et d’une grande complexité.

8. LE CAS DES MÉDUSES Les experts ont évoqué un « océan de méduses » en voie de supplanter un « océan de poissons ». Si vous n’arrivez pas à les combattre… mangez-les, préconise la FAO. Une évaluation minutieuse (Condon et al., 2012) indique que l’expansion des méduses manque de preuves : leur prolifération résulte 96

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

d’une plus grande attention des scientifiques et de la fascination des médias pour le sujet. Cette équipe pense que leur domination des mers dans les décennies à venir n’est pas prouvée, bien que la surpêche ait anéanti la population de sardines de la côte de Namibie, maintenant remplacée par les méduses qui, ailleurs, colmatent les circuits de refroidissement des réacteurs nucléaires. Certaines méduses (scyphoméduses) sont pêchées pour la consommation humaine en Chine, au Japon et en Corée (Kitamura et Omori, 2010).

9. LES CARNIVORES D’ORDRE SUPÉRIEUR La chaîne phytoplancton-anchois-maquereau-thon-requin est connue, mais il en existe bien d’autres conduisant aux oiseaux ou aux mammifères marins et finalement à l’homme (Figure 6-6). Dans beaucoup de cas, les animaux s’adaptent à des régimes divers. Les sars, les daurades dévorent les oursins ou les moules, épines ou coquille comprises, les poissons-perroquets broient le corail ; les régimes alimentaires peuvent donc devenir très divers et les poissons consomment les proies disponibles dans leur environnement, en fonction de leur taille et de leur disponibilité. Les illustrations de réseaux alimentaires que l’on trouve dans la littérature ou sur Internet donnent une idée de cette diversité. Dans l’océan Austral, les prédateurs sont aussi les oiseaux (pétrels et albatros) et il existe une chaîne alimentaire courte : phytoplancton–krill–oiseau. Il y a libération d’une enzyme qui génère du diméthylsulfide (DMS) qui jouerait le rôle d’appétant pour beaucoup d’espèces. Au-dessus de la surface, le DMS forme des aérosols qui se comportent comme des noyaux de condensation de nuages. Cette chaîne alimentaire exerce une action régulatrice sur le climat ignorée du GIEC ! Le plancton absorbe le CO2 et le DMS refroidit l’atmo­ sphère. Problème : les populations d’oiseaux régressent à cause de la surpêche ; la pêche aussi influence le climat ! 97

Partie 1. Le fonctionnement des océans

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1000

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Phytoplancton

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les

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Régions côtières Efficience 15 % Pêche au 4e échelon trophique

1

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Poissons carnivores

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Phytoplancton

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Zone de résurgence Efficience 20 % Pêche des producteurs secondaires

1000

Eaux du large Efficience 10 % Pêche au 5e échelon trophique

Figure 6-6 | Chaînes alimentaires marines.

10. LE CANNIBALISME Le cannibalisme constitue un cas particulier de chaîne alimentaire. La prédation est forte sur les œufs et les larves, qu’ils appartiennent ou non, à la même espèce. On peut avancer que le cannibalisme assure la survie des adultes quand la nourriture manque durablement, une sorte d’assurance-vie de l’espèce par la multitude des œufs et larves engendrés : les plus gros se nourriraient des plus petits pour assurer cette survie ; c’est ce que nous avons constaté dans nos bassins d’aquaculture quand la nourriture manque !

11. LES MATIÈRES PLASTIQUES, LEURRE MORTEL L’abondance de débris, de matériaux plastiques dans les océans conduit souvent à leur ingestion par les tortues, oiseaux, méduses, 98

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

poissons, etc. et entraîne leur mort par colmatage du tube digestif et empoisonnement. L’ingestion de plastique n’est pas due à une faim exacerbée, mais au fait que ces débris, animés par les mouvements des eaux, jouent le rôle d’un leurre (observé en plongée). On trouve maintenant des plastiques partout, dans l’atmosphère au-dessus des océans (Trainic et al., 2020), dans les moules d’élevage, dans le placenta des fœtus humains (Ragusa et al., 2021), et jusqu’aux fonds des fosses océaniques ! Nous reviendrons sur la pollution des océans tant ce sujet est capital (Chapitre 11).

12. LA PRODUCTION MARINE DES FONDS 12.1 Production végétale Les herbiers et les algues fixées produiraient environ 0,2 milliard de tonnes de carbone par an ; leur rôle reste donc marginal dans la production océanique globale. La culture des algues en pleine eau (Chapitre 18) bouleverse ces données concernant les productions naturelles. 12.2 Corail et zooxanthelles Les coraux sont des colonies de petits animaux (groupe des Cnidaires). Chaque individu (sorte de minuscule méduse appelée polype) sécrète son squelette externe dur (calcaire) ou mou. L’ensemble constitue le récif corallien. La grande barrière de corail, au large de l’Australie, s’étend sur quelque 2 000 km et est visible de la Lune, celle de la Nouvelle-Calédonie mesure 1 600 km. Un type particulier de producteurs primaires (algues unicellulaires) mérite d’être mentionné ici compte tenu de son rôle dans les récifs coralliens : il s’agit des zooxanthelles. Le phytoplancton est rare dans les eaux superficielles et transparentes des mers chaudes. Chez les coraux durs de récif, les polypes renferment des algues unicellulaires. Cette association entre l’algue et le corail profite aux deux 99

Partie 1. Le fonctionnement des océans

partenaires (symbiose). Les zooxanthelles se développent en absorbant le CO2 libéré par les coraux et fournissent en retour de l’oxygène et des substances qu’utilise le polype. Lorsque les conditions deviennent mauvaises (température supérieure à 30 °C, pollution), les zooxanthelles dégénèrent et sont alors rejetées par les polypes : les coraux blanchissent. Lorsque les conditions redeviennent favorables, la situation s’inverse. Les zooxanthelles sont présentes chez les tridacnes ou bénitiers de mer, objet de mariculture. Les récifs coralliens constituent un monde qu’il n’est pas possible d’examiner en détail, mais leur production est estimée entre 2 et 5 kg de carbone fixé dans les organismes vivants, par mètre carré et par an. La biomasse de poisson est estimée à environ 500 kg/hectare de récif, et la production à 100 à 300 kg/hectare/ an. 12.3 La vie sur la vase La vase recouverte d’eau possède une pellicule de surface très riche en vie lorsqu’elle est exposée au rayonnement solaire : diatomées, protozoaires, ciliés, flagellés, bactéries : cette pellicule vivante nourrit de très nombreuses espèces résidant dans la vase. L’activité bactérienne au niveau du fond est très importante sur le plateau continental et en zone lagunaire. 12.4 Les filtreurs vivant sur le fond Sur le fond, les animaux fixés ingèrent par filtration les particules en suspension en pleine eau, c’est par exemple le cas des communautés constituant les « salissures » ou « fouling » des coques de bateau. Parmi les espèces fixées, les mollusques filtreurs (moules, huîtres, palourdes, clams, etc.) jouent un rôle majeur dans les eaux littorales (Chapitre 16) et constituent l’une des premières productions de l’aquaculture (Chapitre 22).

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

13. CONCLUSIONS La production initiale de matière vivante en milieu aquatique concerne de nombreux organismes de très petite taille répartis dans un milieu à trois dimensions. Dans les océans, ils baignent dans une « soupe organique » constituée de très petits éléments dont la densité peut dépasser la dizaine de milliards au litre. Les filtreurs des réseaux alimentaires océaniques, qu’il s’agisse des nombreuses espèces de la boucle microbienne, du plancton animal ou des bivalves et autres espèces de fond, des sardines, des anchois ou autres planctonophages assument la filtration perpétuelle des millions de km3 d’eaux océaniques, service indispensable à la vie marine en général et à la nôtre en particulier (oxygène, gaz carbonique, climat). Finalement, le plancton végétal nourrit tout l’Océan et régule notre atmosphère ! Malgré ce recyclage, les eaux côtières restent l’un des milieux les plus pollués de la planète selon de nombreux auteurs.

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Partie 1. Le fonctionnement des océans

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La vie, partout dans les océans

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7 Les facteurs physiques déterminent la production biologique

La lumière solaire et son absorption, les caractéristiques physicochimiques de l’eau de mer, ses déplacements ou au contraire sa stratification en couches distinctes déterminent la production biologique dont nous venons de voir les modalités. L’énergie turbulente est continuellement transmise des plus grandes aux plus petites échelles de mouvement (Chapitre 3). On parle de cascade d’énergie et de mouvement.

1. LE MOUVEMENT DES EAUX À L’ÉCHELLE DES ORGANISMES AQUATIQUES 1.1 Les mouvements des eaux et le phytoplancton La production initiale de l’Océan résulte de l’activité d’organismes très petits. Nous avons vu (Chapitre 3) que les êtres vivants de plus de 105

Partie 1. Le fonctionnement des océans

1 mm sont peu affectés par la viscosité de l’eau, tandis qu’au-dessous d’une dimension de 1/10 de mm, la viscosité prédomine (situation comparée à celle d’un homme nageant dans du miel) tandis que pour les êtres un peu plus gros, les nutriments et déchets sont emportés par la diffusion turbulente, des milliers de fois plus efficace. Pour obtenir les substances indispensables, les microalgues qui constituent ce phytoplancton producteur utilisent deux mécanismes de déplacement : – le déplacement passif, car certaines présentent une flottabilité positive (par piégeage de bulles de gaz, teneur élevée en huiles), mais la majorité, plus dense que l’eau de mer coule avec une vitesse de plusieurs mètres par jour. L’agitation des eaux contrebalance cette tendance et dans les zones de remontées d’eaux elle s’y oppose, ce qui explique les fortes concentrations de phytoplancton rencontrées ; – le déplacement actif, c’est-à-dire une nage, d’intensité limitée qui ne permet pas de s’affranchir des courants ou des vagues pour le plancton. Il concerne les espèces pourvues de fllagelles (flagellés) et de cils (ciliés), mais il leur faut surmonter les problèmes de viscosité. 1.2 Migrations du zooplancton Beaucoup de zooplanctontes effectuent des migrations vers le bas durant la journée et remontent au crépuscule vers les eaux superficielles (Figure 7-1). La migration verticale de 15 à 50 % du zooplancton (krill, copépodes) transporterait de 5 à 45 % du carbone et de l’azote en profondeur (pelotes fécales). Elle a été découverte par les échos des sondeurs des sous-marins américains (guerre 1939-1945) créant un faux fond, ou Deep Scattering Layer ou DSL, plus profond le jour que la nuit. Elle résulte aussi de la présence de poissons de la zone crépusculaire (100 à 900 m) qui constitue la plus grande migration d’êtres vivants. Les copépodes sont aussi les animaux les plus forts du monde, capables de se déplacer dans un milieu visqueux pour eux, 106

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les facteurs physiques déterminent la production biologique

à une vitesse inégalée. Les mouvements de leurs mâchoires filtrantes (Chapitre 6 ; 6 et Figure 6-5) rabattent les proies, ce qui reviendrait à utiliser une fourchette pour récupérer des miettes de pain sur une autre fourchette, toutes deux plongées dans du miel, tant la viscosité est grande à cette échelle (Mann et Lazier, 1991) ! Ces migrations nocturnes du plancton animal et des poissons de la zone crépusculaire permettent de mélanger les eaux dans lesquelles ils se déplacent (Houghton et al., 2018) : les animaux marins affectent par conséquent le climat, et ces auteurs demandent donc leur prise en compte dans les modélisations des océans. Midi

Après-midi Crépuscule

Nuit

Nuit

Aube

Matinée

Midi

Profondeur (m)

20 40 60 80 100

Figure 7-1 | Migration diurne du zooplancton en profondeur.

1.3 Les œufs et larves du plancton et leur survie Les œufs sont passivement transportés par le mouvement des eaux et les larves qui en éclosent aussi. Au fil de leur croissance, toutes leurs capacités natatoires vont se développer. La durée de cette vie en pleine eau va de quelques semaines ou mois pour les poissons à plus d’un an pour les langoustes. Le passage à la vie adulte se fait progressivement (Chapitre 10, Figure 10-1). L’hydrologie, le climat, la prédation déterminent le pourcentage de survie de ces larves, notamment celles des poissons. 107

Partie 1. Le fonctionnement des océans

Les discontinuités du relief (roches, récifs artificiels, ainsi que jetées, ports) constituent autant de sites où l’on rencontre des concentrations de larves. Houde (2008) revoit toutes les hypothèses susceptibles d’expliquer les variations dans le recrutement des poissons et constate que « malgré les progrès, la prévision du recrutement* de poissons reste un formidable défi. » 1.4 Les espèces nageuses Leur taille dépasse toujours le millimètre et leurs capacités natatoires leur permettent de surmonter les mouvements des eaux (poissons, krill, calmars, mammifères). Dès 30 mm de long environ, les juvéniles de poissons peuvent ainsi exploiter les turbulences. Ces espèces nageuses, mangeuses de plancton sont très dépendantes des mouvements des eaux au travers de la recherche de leurs proies. Le comportement alimentaire classique tout au long de cette chaîne consiste en une sélection visuelle des proies compatibles avec la dimension de la bouche. Peu ou prou, toutes les espèces nageuses dépendent du plancton et finalement des eaux qui le ballottent, ce qui a fait dire que les facteurs hydrologiques nourrissaient les poissons (Hartline, 1980). Les mouvements des eaux ne constituent pas les seuls paramètres en jeu : température, salinité, etc. interviennent : les thons sont capturés par les filets tournants qui les encerclent en mer, car ils ne plongent pas vers l’eau libre, plus froide qui se trouve au-dessous de la thermocline, sous le large cylindre vertical que forme le filet : la différence de température constitue une barrière qu’ils ne franchissent pas. Les saumons migrent vers la rivière où ils sont nés qu’ils retrouvent à son odeur, etc. Ces espèces de grande taille sont les plus connues, car elles constituent la partie la plus visible de la vie marine. 1.5 Les animaux du fond Les animaux fixés au fond verront leur accès à la nourriture en suspension dans l’eau réglé par les courants ou les turbulences. La 108

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les facteurs physiques déterminent la production biologique

forte production des estuaires est ainsi attribuée à la dominance des courants de marée : les courants de 0,1 à 1 m/s engendrent une importante turbulence verticale, ce qui signifie que la matière vivante produite en surface devient accessible aux filtreurs, à quelques mètres de profondeur, en moins d’une heure. Beaucoup d’espèces vivant sur le fond possèdent des larves planctoniques qui cherchent à se fixer sur le fond, à la fin de leur vie larvaire en pleine eau. Ces larves, peu mobiles, utilisent les courants et turbulences au cours de cette phase de dissémination. Mann et Lazier (1991) comparent chaque flux de marée à des vents cycloniques qui souffleraient deux fois par jour pour les larves qui veulent se fixer : pendant la moitié du cycle de marée, c’est impossible. Le reste du temps, elles se meuvent pour descendre explorer la nature du fond et remonter pour être amenées ailleurs, s’il ne convient pas. C’est la technique de la montgolfière ! 1.6 Les plantes sur le fond Du fait de leur position fixée, leur productivité résulte des mouvements de l’eau à leur contact, cela a été démontré sur plusieurs espèces. Les grandes algues brunes flottantes ou kelp ont leurs frondes près de la surface, soumises aux cycles orbitaux des vagues.

2. VARIATIONS SPATIALES ET ESSAIMS Les facteurs physiques contrôlent les événements principaux fixant le nombre et la distribution des espèces planctoniques marines, mais la compétition entre espèces et la relation mangeur-mangé (prédation) règlent l’abondance d’une espèce ou la rareté d’une autre au sein des eaux. Les interactions entre ces diverses catégories de facteurs sont nombreuses et pas toujours connues. Les cellules phytoplanctoniques (microalgues) en suspension passive en mer ne sont pas réparties de façon homogène, bien que la majorité ne puisse se déplacer ; elles forment des taches ou essaims 109

Partie 1. Le fonctionnement des océans

de quelques mètres. Ces essaims sont concentrés entre des couches liquides de densité ou de température différentes. Il y a à la fois une accumulation de phytoplancton et une agrégation de zooplancton à la thermocline, aux remontées d’eaux profondes (résurgences ou upwellings) au niveau des îles, des caps, des turbulences. Le comportement intervient aussi. L’uniformité de la vie en pleine eau n’est qu’apparente et complique l’étude du plancton.

3. STRATIFICATION DES OCÉANS ET BIOLOGIE DES EAUX SUPERFICIELLES 3.1 Les limitations du phytoplancton L’association entre les masses d’eau riches en nutriments et l’intensité de la production primaire a été amplement démontrée dans les chapitres précédents, mais la production est parfois limitée par l’absence d’une seule substance. Martin et al. (1990) ont montré que les eaux antarctiques souffrent d’une déficience en fer limitant la production primaire dans une eau riche : dans deux zones comparables pour leur teneur en azote et phosphore, l’une riche en fer produit 300 fois plus de plancton végétal que l’autre, très pauvre en fer. Des travaux ultérieurs ont confirmé ce constat et nous verrons que l’enrichissement en fer de l’Océan devient l’une des solutions aux problèmes actuels de la planète (Chapitre 26 ; 4). 3.2 Stratification et pauvreté de l’océan tropical L’un des problèmes liés au phytoplancton (production primaire de l’Océan) provient du besoin de lumière solaire, tandis que la source de nutriments se trouve dans les profondeurs (Figure 7-2). Dans une colonne d’eau sans turbulence, la zone éclairée s’appauvrira en nutriments à la suite de leur utilisation par les microalgues. Ces données permettent de comprendre l’évolution des « blooms* » ou efflorescences phytoplanctoniques printaniers, en zone tempérée : 110

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les facteurs physiques déterminent la production biologique

ils résultent du confinement des organismes dans la couche superficielle mélangée, éclairée et réchauffée par le rayonnement solaire, donc plus légère. Du fait de cette isolation causée par la stratification, les sels minéraux sont rapidement épuisés et les algues dépérissent. La majorité de l’océan tropical, représentant la moitié de l’Océan mondial, est ainsi stratifiée en permanence, car l’agitation des eaux superficielles par des vents modérés (alizés) reste, elle aussi, modérée. Il y a une forte concentration de nutriments sous la thermocline qui sert de barrière de diffusion, et une basse concentration au-dessus (Figure 7-2).

0

Radiations solaires Intensité de la photosynthèse

Profondeur

100

200

300

Sels nutritifs

Figure 7-2 | Répartition verticale de la lumière et des sels nutritifs.

La thermocline de ces milieux océaniques tropicaux (entre 30° Nord et 30° Sud) se situe, le plus souvent, entre 130 et 200 m de 111

Partie 1. Le fonctionnement des océans

profondeur et la pénurie en nutriments conduit à une production infime de matière vivante. L’eau est quasi vide de vie et très transparente ; c’est « l’eau bleue » tropicale (Figure 18, planche couleur). 3.3 Stratification et mélange dans les eaux tempérées et polaires Les choses deviennent très différentes en zone tempérée et polaire où les conditions changent en fonction de la saison, la situation tropicale correspondant avec la fin de l’été. Sauf l’été, les vents forts créent une couche d’eau mélangée. Le phytoplancton dépend absolument de cette turbulence pour amener les nutriments dans la strate éclairée où ils peuvent être utilisés pour la photosynthèse. L’étude des diffusions de nitrates par les remous montre que ces nitrates règlent la production primaire dans ces régions. L’évolution du cycle phytoplanctonique peut être résumée de la façon suivante : – remontée de nutriments par mélange des eaux dû aux vents hivernaux ; – démarrage de la production primaire dans les couches superficielles au printemps ; – accélération de la production par augmentation de la photopériode et de l’intensité lumineuse ; – pendant l’été, stratification comme dans les zones tropicales (nutriments consommés) ; – bloom d’automne dû aux vents, avec enfoncement de la couche mélangée ; – production modérée l’hiver (limitée par température et lumière). La production (bloom printanier) dans les eaux tempérées de l’Atlantique coïncide avec l’isotherme 12 °C. En remontant vers les pôles, on assiste à un enfoncement de la couche mélangée du fait des vents plus violents en hiver : il y a une grande poussée de phytoplancton et des valeurs maximales de chlorophylle ; malgré une température basse, la richesse en nutriments suffit. L’alternance des conditions physiques (des marées, des saisons, du sens et de la vitesse du vent) augmente la productivité biologique. 112

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les facteurs physiques déterminent la production biologique

La variabilité et l’apport d’énergie constituent des nécessités. Le vent devient l’agent mélangeur, tandis que le soleil maintient la stratification. Cette alternance illustre l’une des plus importantes séquences de l’écologie marine. Dans les eaux superficielles, la floculation agrège le matériel particulaire inerte et les microbes, conduisant à la formation de flocs ou neige marine qui coulent par gravité.

4. LES REMONTÉES D’EAU PROFONDES (RÉSURGENCES OU UPWELLINGS) Un retour de sels nutritifs depuis les eaux profondes vers la couche éclairée se produit au niveau des zones de remontées d’eaux profondes nommées « résurgences » ou « upwellings » (Chapitre 3 ; 4.3) : les vitesses verticales de remontée dans ces zones vont de quelques mètres à une trentaine de mètres par jour. L’enrichissement en sels nutritifs induit une fertilisation de la zone éclairée, mais le mouvement ascendant des eaux y maintient les microalgues (diatomées surtout) engendrant la productivité. Ces résurgences (Chapitre 3, 4.3 et Figure 3-4) sont engendrées par les grands courants océaniques ou par les vents forts et réguliers induisant des courants ; bien localisées, elles constituent les meilleures zones de pêche du monde (de 20 % à 50 % de la production sur 1,7 % des océans). La coïncidence des processus physiques de turbulence et des processus biologiques engendre la production. Les poissons planctonophages abondent dans ces zones : les sardines et les anchois consomment le zooplancton, mais aussi le phytoplancton, en ingérant le zooplancton. Le débit de l’upwelling naturel du Pérou (production annuelle de 15 millions de tonnes d’anchois) rapporté par Giraud (2016) a été estimé à près de 12 000 millions de m3/h, mais sur une longueur de côte de 4 000 km, soit 2,97 millions de m3/h par km. Certaines années (2005, 2010, 2015, 2018), dans le Pacifique, les alizés considérés comme les vents les plus réguliers du monde faiblissent, et l’upwelling 113

Partie 1. Le fonctionnement des océans

est remplacé par un courant chaud de surface baptisé « El Niño ou le courant de l’Enfant Jésus », car il apparaît peu après Noël. La production de phytoplancton faiblit (eaux pauvres en nutriments), la pêche accuse une baisse de 80 %. On constate une augmentation des pluies en Amérique et une intensité anormale de la mousson en Asie du Sud-Est (inondations) ; c’est « l’Oscillation australe ». La sécheresse au Sahel augmente. Cet ensemble (El Niño + Oscillation australe) est connu sous le nom d’ENSO (El Niño, Southern Oscillation). Les vagues ou ondes internes de grande longueur d’onde (Chapitre 3 ; 3.2) contribuent au mélange des eaux profondes.

5. TURBULENCES ET PRODUCTION EN EAUX CÔTIÈRES Dans les eaux côtières, les phénomènes diffèrent de ceux des eaux profondes : les marées mélangent les eaux. Les eaux côtières présentent donc des caractéristiques de fertilité qui les rapprochent des zones de résurgence, bien que les mécanismes d’enrichissement diffèrent. Sur le Georges Bank, près du golfe du Maine, sur le Dogger Bank ou le banc des Féroé en pleine mer, la production primaire surpasse celle des plateaux continentaux. Ces exemples mettent en évidence le problème de la constance des phénomènes climatiques mélangeurs (ou au moins d’une alternance régulière), mais la météorologie reste imprévisible, c’est-à-dire que l’on n’est jamais sûr d’obtenir les conditions optimales simultanées au sein des écosystèmes naturels : un épisode El Niño, annoncé pour 2014, n’a pas eu lieu et l’absence prolongée de vent a conduit à la mortalité des huîtres dans l’étang de Thau par manque d’oxygène, par exemple (Tournier, Deslous-Paoli, 1993).

6. LES EAUX DOUCES EN ZONE CÔTIÈRE Les fleuves aboutissent à la mer au travers d’un estuaire. La plupart de ces cours d’eau ont été barrés pour fabriquer de l’électricité. L’eau 114

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les facteurs physiques déterminent la production biologique

est stockée quand le flot monte et relâchée quand le débit faiblit. Cela peut bouleverser les événements biologiques dans les eaux côtières. Le Rhône ne charrie aujourd’hui que 2 à 3 millions de tonnes (soit 5 à 10 %) de ce qu’il charriait en éléments solides à la fin du xixe siècle. Il en est de même pour l’Èbre, le Danube, etc. Le débit du Nil est tombé de 100 à 3 km3/an (irrigation). À San Francisco, le Sacramento déversait 34 km3/an d’eau en mer. Actuellement, 36 % seulement s’écoulent vers l’estuaire : la production du bar rayé a diminué de 75 % et celle du saumon chinook de 70 %. Pour l’Amazone, de basses salinités et une augmentation de la production planctonique sont notées jusqu’à la Barbade, île des Caraïbes. Il y a, parfois, très peu d’écart, au départ, entre des systèmes qui vont ensuite évoluer de façon très divergente. Nous verrons dans la dernière partie de l’ouvrage que l’ajustement de ces conditions initiales devient une des voies de la réhabilitation.

7. APPORTS INSOUPÇONNÉS D’EAUX DOUCES AUX OCÉANS L’évaluation de Kwon et al. (2014) modifie bien des perspectives : ces auteurs affirment que les fleuves n’apporteraient que 20 % de l’eau qui s’écoule des continents dans les océans Atlantique et IndoPacifique. Le reste circule dans les couches perméables des roches et des sédiments, à la fois près de la côte et sur le plateau continental. L’eau du sous-sol constitue la source essentielle qui alimente l’océan, qualifiée aussi de pompe intertidale ou d’estuaire souterrain ! Cette démonstration est supportée par de nombreuses études antérieures.

8. CONCLUSIONS La variation simultanée dans l’espace et dans le temps des facteurs hydrologiques et biologiques devient la condition nécessaire pour aboutir à une efficience maximale des processus de production 115

Partie 1. Le fonctionnement des océans

biologique. Ce synchronisme entre phases biologiques et événements hydrologiques constitue donc la clé du succès de la production. Les mouvements d’eau représentent une énergie indispensable à l’Océan. Les vents, les vagues, les courants commandent donc les fluctuations majeures dans les variations d’abondance des espèces. L’eau circulante du sous-sol constitue la voie dominante par laquelle les nutriments, le carbone et les métaux dissous rejoignent l’océan, ce qui nécessite la révision des données concernant les éléments chimiques sur les plateaux continentaux. Les avancées de la recherche remettent en cause beaucoup de données acquises : l’évaluation de la production primaire de l’océan Austral, la multiplication par dix de la biomasse des poissons marins, la revue à la hausse du débit du grand courant circumpolaire de l’océan Austral, la découverte des vésicules de bactéries pélagiques, de l’abondance et du rôle des virus, de l’importance des eaux d’infiltration ou de nouvelles voies dans les réseaux planctoniques, ne constituent que quelques exemples de ces percées. L’incidence des facteurs physiques et biologiques de l’Océan sur la climatologie n’en devient que plus complexe et l’incertitude sur l’évolution du climat plus vaste et plus imprévisible. Chaque jour paraissent des travaux qui complètent ou bouleversent les connaissances d’hier. Ces nouvelles données présentent aussi un grand intérêt pour l’exploitation des ressources vivantes marines : la production biologique en milieu océanique, dépendante des facteurs physiques, fonctionne bien au-dessous de ses potentialités. La coïncidence des processus physiques de turbulence et des processus biologiques engendre la production.

BIBLIOGRAPHIE Giraud M (2016). Évaluation de l’impact potentiel d’un upwelling artificiel lié au fonctionnement d’une centrale à énergie thermique des mers sur le phytoplancton. Océan, Atmosphère. Université de Bretagne occidentale

116

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les facteurs physiques déterminent la production biologique

— Brest, 2016. Français. NNT : 2016BRES0007. En libre accès sur : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02183899 Hartline B K (1980). Coastal upwellings: physical factors feed fish. Science, 208: 38-40. Houde E D (2008). Emerging from Hjort’s Shadow. J Northw Atl Fish Sci 41: 53-70. DOI:10.2960/J.v41.m634. Houghton I A, Koseff J R, Monismith S G & Dabiri J O (2018). Vertically migrating swimmers generate aggregation-scale eddies in a stratified column. Nature 556: 497-500. https://www.nature.com/articles/ s41586-018-0044Kwon E Y, Kim G, Primeau F, Moore W S, Cho H M, De Vries T, et al. (2014). Global estimate of submarine groundwater discharge based on an observationally constrained radium isotope model, Geophys. Res Lett, 41, 8438-8444. DOI:10.1002/ 2014GL061574. En libre accès : http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1002/2014GL061574/asset/grl52304.pdf?v =1&t=i85lvi90&s=bf2d91d90ecb94f1ecf4fc98335fa167a8002181 Martin J H, Gordon R M, Fitzwater S E (1990). Iron in Antarctic waters. Nature, 345: 156-158. DOI:10.1038/345156a0. Mann K H, Lazier J R (1991). Dynamics of marine ecosystems. Blackwell Scientific Publications, Boston: 466 p. Tournier H, Deslous-Paoli J M (1993). Variation spatio-temporelle estivale de l’oxygène dans les secteurs conchylicoles de l’étang de Thau. J. Rech. Océanogr, 18 (3 et 4) : 71-73 .

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8 La production de matière vivante dans l’Océan

1. LA PRODUCTION VÉGÉTALE DE L’OCÉAN : LE PHYTOPLANCTON Field et al. (1998) ont estimé la production primaire de l’ensemble des terres et des océans (biosphère). Ils concluent à une quasi-égalité en raison des nombreuses incertitudes. Les potentialités des mesures satellitaires, couplées aux évaluations directes sur site, ont permis des mesures de la production végétale (primaire) des océans depuis les années 1990. Pour Behrenfeld et al. (2005), elle serait comprise entre 60 et 67 milliards de tonnes ou gigatonnes (Gt) de carbone par an. La teneur en eau du phytoplancton est de 90 %, et 1 gramme de matière organique sèche contient 0,5 gramme de carbone. Ces différences dans les données résultent des difficultés des mesures (bateaux, robots, satellites). Le groupe MAREDAT (2013) donne accès à plusieurs atlas et synthèses sur les données planctoniques mondiales. 119

Partie 1. Le fonctionnement des océans

Les fortes différences de production des eaux océaniques résultent de leur teneur variable en nutriments (Chapitre 7). La haute mer, couvrant 61 % des océans, produit moins du quart de sa production primaire.

2. PRODUCTION D’ALGUES SUR LE FOND Les algues fixées sur le fond n’ont que peu d’importance pour la production primaire océanique par rapport aux espèces planctoniques, mais elles tiennent une place capitale en tant que ressource aquatique : un Asiatique en consomme plusieurs dizaines de grammes par jour. La culture de ces algues fait l’objet du Chapitre 18.

3. PRODUCTION DE PLANCTON ANIMAL Le schéma classique des 1 000 g de phytoplancton, transformées en 100 g de sardine aboutissant à 10 g de maquereau, puis 1 g de thon, garde encore sa signification, bien que d’autres types de chaînes alimentaires présentent un rendement différent (Chapitre 6 ; Figure 6-6). D’évaluation difficile, la production de plancton de 0,2 à 20 mm serait de 5,7 milliards de tonnes/an, en poids frais selon Moriarty et O’Brien (2012). Le plancton animal contient 65 % de protéines, 19 % de lipides et 16 % de glucides.

4. PRODUCTION GLOBALE DE POISSONS La biomasse de poissons dans les océans serait de 1 à 2 milliards de tonnes (2 Gt) en poids sec, soit 10 à 20 milliards de tonnes en poids frais (appelé aussi poids humide). Les zones côtières qui représentent 8 % de la surface des océans produisent 80 % des ressources marines exploitées. La différence entre les captures de la pêche estimées entre 80 et 130 millions de tonnes (Chapitre 10 ; 3) et la production primaire de l’Océan est énorme : pour la comparaison, la production 120

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La production de matière vivante dans l’Océan

primaire en carbone a été transformée en poids frais en utilisant un facteur 10 (Irigoien et al., 2014) : – production primaire : 60 Gt de C, soit 600 milliards de tonnes en poids frais (600 Gt) ; – poissons pêchés/an : 100 millions de tonnes en poids frais, soit 0,1 milliard de t de C (0,1 Gt). La pêche représente 1/6 000 de la production primaire de l’Océan en poids frais : l’essentiel des captures provient d’espèces carnivores en bout de chaîne alimentaire. La pêche ne constitue pas la meilleure façon d’exploiter la production des océans !

5. LES ANIMAUX DES FONDS MARINS Sur le fond des océans, ce n’est plus la production annuelle, très difficile à estimer, mais les quantités présentes (biomasses) que l’on évalue. Elles sont très faibles : de 2,6 à 10 g de carbone par mètre carré (g C/ m2) sur les fonds meubles des plateaux continentaux des mers froides et des zones tempérées. Les biomasses les plus basses (de 30 à 80 milligrammes g C/m2) se rencontrent sur les sédiments des plaines abyssales. La pauvreté des fonds meubles par rapport aux fonds durs est à souligner. Le flux global vers le fond des mers de particules organiques contenant du carbone (= neige marine, ou Particulate organic carbon ou POC) serait compris entre 3,76 et 3,91 millions de tonnes de C/jour selon Wei et al. (2010).

6. VARIATIONS DE LA PRODUCTION DE MATIÈRE VIVANTE La production primaire exigeant de la lumière, son cycle est journalier. Le maximum est partout observé entre 11 h et 14 h (insolation maximale). Les variations saisonnières modifient la température et la durée du jour. En mer du Nord, la production primaire est multipliée par 70 entre décembre et août par exemple. En zone tropicale, les variations saisonnières sont estompées. 121

Partie 1. Le fonctionnement des océans

7. CONCLUSIONS Les microalgues du phytoplancton contribuent pour moitié au moins à la production de matière vivante par photosynthèse sur notre planète. Cette production initiale de l’Océan, estimée à 50-60 voire 120 milliards de tonnes de carbone, est très mal exploitée par l’homme pour sa nourriture, puisqu’elle n’aboutit qu’à 90 millions de tonnes environ (poids frais) de poissons pêchés. Malgré ce prélèvement qui paraît minime, plus de deux tiers des stocks de poissons pêchés sont surexploités.

BIBLIOGRAPHIE Behrenfeld M J, Boss E, Siegel D A, Shea D M (2005). Carbon-based ocean productivity and phytoplankton physiology from space. Global Biogeochem Cycles, 19, GB1006. DOI: 10.1029/2004GB002299 Earth System Science Data (2012-2013). The Data Publishing Journal. http://www.earth-syst-sci-data-discuss.net/volumes_and_issues.html Field C B, Behrenfeld M J, Randerson J T, Falkowski P (1998). Primary production of the biosphere: integrating terrestrial and oceanic components. Science 281 (5374): 237-240. DOI: 10.1126/science.281.5374.23. http://www.fsl.orst.edu/rna/Documents/publications.Primary.production.of.the.biosphere.Integrating.terrestrial.and.oceaniccomponents. pdf Irigoien X, Klevjer T A, Rostad A, Martinez U, Boyra G, et al. (2014). Large mesopelagic fishes biomass and trophic efficiency in the open ocean. Nature Communications 5: 3271. DOI: 10.1038/ncomms4271. MAREDAT (2013). Towards a world atlas of MARine Ecosystem DATa. Earth Syst. Sci. Data, 5, 227-239. doi:10.5194/essd-5-227-2013 www. earth-syst-sci-data.net/5/227/2013. Moriarty R, O’Brien T D (2012). Distribution of mesozooplankton biomass in the global ocean, Earth Syst. Sci. Data Discuss., 5, 893-919. DOI: 10.5194/essdd-5-893-2012, 2012. Wei C L, Rowe GT, Escobar-Briones E, Boetius A, Soltwedel T, et al. (2010). Global Patterns and Predictions of Seafloor Biomass Using Random Forests. PLoS ONE 5(12): e15323. DOI: 10.1371/journal.pone.0015323.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

9 L’homme et la mer : habitat, loisirs et tourisme

1. LA LIGNE DE RIVAGE, FRONTIÈRE ATTRACTIVE La ligne de rivage qui sépare le domaine terrestre de celui des eaux marines constitue une barrière très marquée pour les êtres vivants : pour l’homme, elle constitue à la fois une frontière et un pôle d’attraction. La ligne de rivage où la terre, la mer et les cieux se rencontrent constitue un lieu unique et presque magique, dont l’attraction paraît irrationnelle. D’autres voient le trait de côte comme un endroit de relaxation. Les régions côtières situées à moins de 80 km de la mer accueillent les deux tiers de la population mondiale. Morgan (1988) n’hésite pas à revendiquer l’origine aquatique de l’homme, origine marquée par la palmure que portent encore les mains de quelques individus, par la présence de graisse sous la peau ou par la capacité à l’apnée. 125

Partie 2. L’homme et les océans

2. LE TOURISME CÔTIER, PREMIÈRE ACTIVITÉ DE L’ÉCONOMIE MONDIALE Parallèlement à l’occupation par l’habitation, le tourisme côtier mobilise de plus en plus les espaces littoraux en concurrence avec routes, ports, pêche ou industries. Un panorama du tourisme littoral français a été réalisé par Atout France (2014) : il concerne promenades, sport, baignade, sports nautiques et visites sur les 5 500 km de nos côtes. Environ 36 % de l’ensemble du parc de résidences secondaires se situe aussi dans les communes littorales. L’attrait hivernal des plages lors de la crise du coronavirus confirme le phénomène. La pêche, la plongée, la randonnée palmée concernent quelques sites rocheux naturels, mais il y a peu de faune sur les déserts de sable que continuent à racler les chalutiers. Le tourisme a un poids économique considérable dans le monde, puisque l’on estime qu’il fait vivre 10 % de la population (OMT, 2018) et constitue la 1re activité industrielle. Selon la même source, il concernait 1,326 milliard de visiteurs internationaux en 2017 et 5 à 6 milliards de touristes internes (restant dans leur région). Il vise 68 000 km de ligne de rivage pour la seule Europe. Le tourisme sur les côtes de la Méditerranée représenterait 1/3 du tourisme mondial. Le tourisme constitue la première activité économique liée à la mer ; elle devance les installations pétrolières (2e) et la pêche (7e), etc. L’UNESCO (2012) voit cette activité comme un vecteur du développement durable.

3. AUTRES ACTIVITÉS LIÉES AU LITTORAL Les activités traditionnelles comme la pêche, la conchyliculture et le transport maritime participent à l’identité de ces zones. La Commission européenne (https://ec.europa.eu/maritimeaffairs/ policy/blue_growth_en) reconnaît que les mers et les océans sont des moteurs de l’activité européenne en matière d’innovation et de croissance. Le secteur maritime concerne 5,4 millions d’emplois pour 126

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’homme et la mer : habitat, loisirs et tourisme

une valeur ajoutée de 500 milliards d’euros. La Figure 9-1 résume leur importance. Les aires protégées (marines ou non) ont une valeur monétaire qui a été estimée à des centaines de milliards d’euros annuels (Chapitre 13).

4. LA SURPOPULATION DU LITTORAL Le problème principal des zones côtières est connu depuis longtemps : il s’agit de la surpopulation humaine (Goldberg, 1994). Goldberg cite l’exemple de la Floride où la population, de 5 millions en 1960, devait atteindre plus de 16 millions en 2010. Évaluée à 20,5 millions en 2014, elle devrait atteindre 29 millions en 2030. L’Observatoire du littoral (http://observatoires-littoral.developpement-durable.gouv.fr/chiffres-cles-r9.htmlIl) rapporte que l’on attend 4,5 millions d’habitants supplémentaires sur les côtes françaises d’ici 2040. L’OCDE (1993) a consacré un ouvrage à leur gestion. Sur tous les littoraux, de l’espace est pris sur la mer pour des activités diverses ; en région Provence-Côte d’Azur, cet impact a été estimé : il représentait déjà 3 059 ha de ports, marinas et aménagements divers dans les années 1990 (Meinez et al., 1991), bien plus que d’espaces protégés !

5. RECUL DU TRAIT DE CÔTE, DÉGRADATIONS, SUBMERSIONS L’action de l’homme s’ajoute à la lente montée des eaux (Chapitre 5 ; 4) et 70 % des plages reculent dans le monde (contre 10 % qui gagneraient du terrain sur la mer). Les barrages construits sur les fleuves ont réduit la charge solide (sédiments et boues transportées par les fleuves) à un dizième de ce qu’elle était au xixe siècle. La France possède le second espace maritime mondial et 20 000 km de côtes. En métropole, 20 % du trait de côte recule, soit environ 920 km, et 2 840 km de son linéaire sont artificialisés (digues, épis…). 127

Partie 2. L’homme et les océans

La densité de population y est deux fois et demie plus forte qu’ailleurs (http://www.geolittoral.developpement-durable.gouv.fr/indicateurnational-de-l-erosion-cotiere-r473.html). La submersion d’îles basses, telles celles du Pacifique, est évoquée, mais Pala (2014) rapporte les résultats d’une étude de plus de 200 îles : pour les scientifiques, la hausse du niveau de la mer dans le Pacifique central, soit 15 cm en un demi-siècle, n’a eu pour l’heure, aucun effet sur les îles : « elles ont légèrement bougé, mais aucunement rétréci ». Concernant la République des Kiribati : « les problèmes ont tout à voir avec la surpopulation et la mauvaise gestion des côtes et rien avec le changement climatique. Les récifs maintiendront un équilibre avec la mer. » Une étude de l’Université d’Auckland (2020) atteste que leur surface dépasse celle de 1943 ! La moitié de la surface des Pays-Bas se situe à un mètre tout au plus au-dessus du niveau de la mer ; deux tiers de ces terres seraient sous l’eau à marée haute, sans le système de dunes, de digues et de pompes. Ils sont le leader mondial de la résilience aux inondations. Emploi

Valeur (millions d’€)

Tourisme côtier Installations pétrolières et gazières en mer Transport maritime au long cours Navigation et ports de plaisance Service de transport de passagers par ferry Tourisme de croisière Pêche Transport fluvial Protection du littoral Éolien en mer Contrôle et surveillance Biotechnologie bleue Dessalement Exploitation des agrégats Produits aquatiques marins Exploitation minière marine Énergies renouvelables marines 100

1 000

10 000 100 000 1 000 000 10 000 000

Figure 9-1 | Emploi et taille économique des activités marines et maritimes. (Source : Commission européenne, 2012)

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’homme et la mer : habitat, loisirs et tourisme

6. L’HOMME DESTRUCTEUR DE VIE MARINE L’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) tient à jour une liste d’espèces menacées d’extinction. Elle inclut 7 130 espèces marines, dont 3 996 de poissons (IUCN, 2014). La surexploitation par la pêche, la destruction des habitats et la pollution ont généré cette hécatombe (Chapitres 10 et 11).

7. CONCLUSIONS L’homme inflige au littoral d’importantes modifications. C’est pourtant là que vivent les deux tiers de la population humaine. De ce fait, la zone côtière subit des altérations qui ne peuvent que croître, mais restent souvent invisibles. Ramade (1994) a exprimé clairement l’opinion de nombreux écologistes : « L’explosion démographique est en fait la plus gigantesque catastrophe écologique à laquelle notre espèce est confrontée ; elle est d’ailleurs à l’origine de la plupart des autres. »

BIBLIOGRAPHIE Atout France (2014). Panorama du tourisme littoral. Cahier 1 : analyse de l’offre et dynamiques d’évolution France métropolitaine. www.atoutfrance.fr Goldberg E (1994). Coastal zone space. Prelude to conflict 1. Unesco Publishing, Environment and Development. IUCN (2014). Redlist, www.iucnredlist.org (2011). Meinez A, Lefevre R, Astier J (1991). Impact of coastal development along the southearn Mediterranean shore of Continental France. Mar. Poll. Bull. 23: 243-347. Morgan E (1988). Des origines aquatiques de l’homme. Sand Ed., Paris : 212 p. OCDE (1993). Gestion des zones côtières. Politiques intégrées. OCDE, Paris : 144 p. OMT Organisation mondiale du tourisme (2018). Faits saillants du tourisme. Édition 2018. https://www.e-unwto.org/doi/ pdf/10.18111/9789284419913

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Partie 2. L’homme et les océans

Pala C (2014). Aux Kiribati, la montée des eaux ne menace pas les îles. Le Figaro. http://www.lefigaro.fr/sciences/2014/08/01/0100820140801ARTFIG00342-aux-kiribati-pas-de-disparition-acause-de-lamontee-des-eaux.php Ramade F (1994). Écologie, démographie et développement. Plein sud 15 : 6-7. UNESCO (2012). Programme sur le patrimoine mondial et le tourisme. WHC-12/36.COM /5E. http://whc.unesco.org /fr/sessions /36COM/documents/ Université d’Auckland (2020). https://www.auckland.ac.nz/en/ news/2020/11/30/low-lying-pacific-island-has-more-land-above-sealevel-than-in-1.html).

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

10 L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

1. DONNÉES GLOBALES La pêche et l’aquaculture exploitent les ressources vivantes des eaux, mais le tourisme littoral, les activités de loisir telles que la pêche de plaisance, la pêche sous-marine, la randonnée palmée (nage avec palmes, masque et tuba ou snorkeling), la plongée en scaphandre, la collecte et la collection de coquilles, s’ajoutent aux activités traditionnelles. Concernant les pêches maritimes, Palomares et al. (2020) indiquent que, pour la période 1950-2014, leurs suivis constatent un déclin constant des captures des centaines de populations exploitées dans pratiquement toutes les zones climatiques et tous les bassins océaniques du monde ! Le site « seaaroundus.org » étudie l’impact de la pêche sur tous les océans de la planète. Le lien de la FAO « The State of World Fisheries and Aquaculture » permet de retrouver une 131

Partie 2. L’homme et les océans

multitude de mises au point, de prévisions sur tous les aspects de la pêche et de l’aquaculture. La pêche et l’aquaculture (mariculture en mer) constituent les deux grandes formes d’exploitation des ressources vivantes aquatiques, mais d’autres formes de mises en valeur apparaissent : si le commerce du thon générait environ 10 milliards de $ de chiffre d’affaires, celui du tourisme lié aux seuls récifs coralliens atteignait 9 milliards (Banque mondiale, 2011).

2. LE POTENTIEL EN SOMMEIL DES OCÉANS POUR LA PRODUCTION DE NOURRITURE Pêche et aquaculture sont toutes deux basées sur la production de matière vivante dans les océans ; ils renferment dans leur immensité une biomasse énorme, les animaux les plus abondants de la planète étant les copépodes planctoniques. Nous avons vu (chapitre 8 ; 4) qu’en théorie, la production des pêches représente 1/6000 de la production primaire océanique ! L’incapacité humaine à tirer parti des productions océaniques contraste avec la production primaire terrestre utilisée à 40 % par l’homme. Mariculture et pêche fournissent cependant plus de protéines animales que toute autre ressource, qu’il s’agisse des élevages de bœufs, de porcs et de volailles. Trois milliards de personnes en dépendent pour leurs ressources en protéines, selon le Global Fishing Watch (https://globalfishingwatch.org).

3. LES FONDAMENTAUX DES PÊCHES MARITIMES 3.1 Le problème de fond : l’évaluation du renouvellement des populations (recrutement) Les espèces marines possèdent, pour la plupart, un sang froid (poïkilothermes) et leur reproduction est rythmée par l’évolution 132

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

annuelle de la température des eaux. Leur très grand potentiel reproducteur se traduit par l’émission de centaines de milliers d’œufs. Cette fécondité élevée va de pair avec une survie faible en conditions d’équilibre des populations. Les femelles pondent en pleine eau de grandes quantités d’œufs minuscules qui éclosent en larves de quelques mm (Figure 10-1). L’œuf de poisson, puis la jeune larve survivent d’abord avec les réserves en vitellus héritées de la mère (Figure 10-1) mais, quand celles-ci sont épuisées, elle doit capturer sa nourriture dans le plancton, pour croître et devenir en quelques mois un petit poisson qui rejoindra son habitat* définitif. Les crustacés et autres espèces ont des cycles parfois longs (plus d’un an pour la langouste). Ce changement d’alimentation et d’habitat est générateur de mortalité. Il constitue un « stade critique » et les larves en traverseraient plusieurs. Le pourcentage de survie des œufs, des larves et des juvéniles pendant cette vie précoce détermine l’abondance des adultes qui pourront ensuite être pêchés (on parle de recrues et de recrutement). L’évaluation du recrutement détermine donc la connaissance des ressources futures de la pêche. La science de la pêche (halieutique) a pour finalité de permettre la régulation des captures en ajustant ce recrutement au prélèvement par pêche. Ainsi naquit la « théorie des pêches » dans les années 1960-1970, qui imposa ses modèles pour exploiter les populations de poissons. Pour ses promoteurs, le recrutement était considéré comme constant d’année en année et ils firent des prévisions pour les pêches de l’an 2000 allant de 160 à 400 millions de tonnes, alors que le plafond atteint en 1996 se situe à 86 millions de tonnes ! La théorie des pêches n’a jamais pu quantifier le recrutement et donc proposer une gestion équilibrée des stocks exploités. Le problème essentiel des pêches se situe au niveau du recrutement ; on admet que la nourriture disponible pour que les jeunes grossissent, une fois incorporés à la population, n’est pas encore le facteur limitant. 133

Partie 2. L’homme et les océans

Des recherches sont réalisées pour évaluer les variations de l’abondance des juvéniles issus de la reproduction qui s’incorporent dans la population existante de l’espèce. Miller (1994) résume bien le problème : « Pourquoi après plus d’un siècle d’efforts concertés nous ne comprenons pas encore (nous n’avons pas la possibilité de prédire) la variabilité de l’abondance des classes d’âge de poissons ? » Plus près de nous, Browman et Skiftesvik (2014) remarquent, en examinant la thématique des conférences passées sur la vie larvaire des poissons, qu’elles étaient identiques en 1988 et 2012 et concluent qu’il reste encore beaucoup de travail à faire sur ces sujets ! Deux décennies d’expérimentations pour l’obtention et la mise au point de la reproduction et de l’élevage des poissons marins en bassin, à terre (Barnabé, 1974, 1976… 1990, 1994, Barnabé et al., 1995) prouvent que, dans des conditions optimales, la survie larvaire de la daurade jusqu’à l’âge d’un mois peut atteindre 100 %. Ces expériences confirment que les caractéristiques physiques et biologiques de l’environnement déterminent le succès de la reproduction. Les écloseries industrielles qui, depuis lors, produisent les juvéniles de poissons marins dépassent un taux de survie de 60 % ; un loup femelle par exemple, produisant une moyenne de 180 000 œufs/kilo, donnera plus de 100 000 descendants. Depuis 2010, cette espèce fait aussi l’objet d’élevage… jusqu’en Chine ! 3.2 Climat, mouvements des eaux et abondance des espèces En mer, les courants et autres mouvements des eaux sont pilotés par le climat (Chapitre 7), et c’est au sujet du climat qu’a été évoqué « l’effet papillon » pour illustrer la sensibilité aux conditions initiales et l’impossibilité de prédire le schéma général du temps, même à court terme (Lorenz, 1972, in Lorenz, 1995). Autrement dit, la météorologie est réputée imprévisible au-delà de 10 à 15 jours ! Les courants et autres écoulements turbulents océaniques sont donc tout aussi imprévisibles puisqu’ils sont régis par les lois du chaos* déterministe. Les influences croisées des phénomènes hydrodynamiques sur la biologie 134

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

3.

1.

2.

4. Phases successives de l’éclosion (2 heures de contorsion !) après 112 h d’incubation à 15° C

1. Œuf de loup (diamètre : 1180 μm), fécondé depuis 1/2 h, vu de profil. L’embryon est situé sous le vitellus (masse centrale), les gouttes lipidiques assurant la flottabilité au sommet. 2. Œuf au stade morula 4 h 30 après fécondation, vu de profil. 3. Enveloppement du vitellus par le disque germinatif, après 28 h d’incubation à 15 °C. 4. Différenciation de l’embryon après 45 h d’incubation (t° 15 °C), en vue latérale

Larve de 20 jours (L = 7,7 mm). les villosités du tube digestif et les proies ingérées sont visibles.

1.

1.

2.

3.

1. Larve venant d’éclore (L = 3,25 mm) avec vitellus et goutte lipidique. 2. Larve 3 jours après éclosion (L = 4 mm). La larve vit sur ses réserves vitellines (phase d’alimentation lécithotrophe). L’anus est visible 3. Larve de 9 jours (L = 4,9 mm). La bouche est ouverte, les yeux pigmentés, des proies ingérées présentes dans le tube digestif (phase exotrophe), les réserves s’épuisent. Noter la membrane (nageoire primordiale) entourant le corps.

2. 1. Larve de 52 jours (L = 16 mm). La morphologie évolue vers celle de l’adulte. 2. Juvénile de 75 jours (L = 30 mm), nageoires formées, morphologie de l‘adulte.

Figure 10-1 | Divers stades du développement de l’œuf et de la larve du loup (Dicentrachus labrax).

135

Partie 2. L’homme et les océans

(Chapitre 7) et la réponse du plancton constituent les véritables déterminants de l’abondance des populations d’animaux marins : climat et hydrologie représentent deux phénomènes imprévisibles, impliqués en cascade dans le recrutement (Barnabé, 1996 a, 1996 b). Ce n’est donc pas le niveau de complexité ou l’absence de données qui limitent la compréhension de l’abondance du recrutement, c’est la nature même des phénomènes en jeu qui exclut la prévision. On ne peut pas davantage prédire le recrutement que le trajet d’un cyclone ou la divergence de deux bouées lâchées simultanément en un même point dans un vaste tourbillon océanique. À ce double stade d’imprévisibilité, ajoutons les besoins spécifiques en nourriture vivante planctonique des larves pour comprendre combien ces niveaux d’incertitude successifs font de toute prévision une illusion. Cette cascade d’imprédictibilité structurelle est passée sous silence. 3.3 Déclin de la pêche et surinvestissement Les stocks de poissons constituant les apports traditionnels de la pêche se sont effondrés, alors que leur gestion était considérée comme un modèle d’aménagement : la capture de morues est passée de 700 000 tonnes dans les années soixante-dix à 50 000 tonnes en 1992 ! Devant cet effondrement, le Canada a décrété en 1992 la fermeture de cette pêche, ce qui a engendré 20 000 chômeurs. Mullon et al. (2005) revoient 1 569 séries de données de la FAO sur les 50 dernières années et notent l’effondrement de 366 pêcheries (1 sur 4). En Atlantique, 50 % des espèces sont surexploitées et entre 80 à 91 % en Méditerranée, selon de multiples sources. La FAO (2020) indique que le pourcentage des stocks de poissons gérés à des niveaux biologiquement durables est malheureusement passé de 90 % en 1974 à 65,8 % en 2017 ! Malgré ces constats, le journal Le Marin signale par exemple, le 9 avril 2020, que le groupe Nueva Pescanova vient de recevoir un chalutier de 50 m, suivi d’un autre cet été pour compléter sa flotte de 7 navires en Namibie (p 25) ainsi que la construction de 2 chalutiers 136

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pélagiques pour la France (p 27) ! Gascuel (2019) propose une « révolution dans la mer » avec une augmentation massive des maillages des filets, qui permettrait de pêcher tout autant avec des impacts beaucoup plus faibles. L’enquête d’Urbina (2019) dénonce l’arbitraire et la multitude d’exactions commises en mer : elles vont de l’esclavage humain à la plus grande collection de crimes et d’actes illégaux que l’on puisse recenser. 3.4 Les décideurs défaillants, les déficits de la pêche et ses subventions Les progrès vers la reconstruction des pêches ont été entravés par un manque de volonté ou l’incapacité à accepter les conséquences socio-économiques à court terme, associées à cette reconstruction selon Ye et al. (2013). L’étude « Les milliards engloutis » (World Bank, 2010) démontre que la différence entre les retombées économiques potentielles et réelles est de l’ordre de 50 milliards de dollars perdus par an, soit plus de la moitié de la valeur du commerce mondial des produits de la mer. Sumaila et al. (2019) montrent que les gouvernements auraient en fait augmenté le soutien financier apporté aux activités de pêche qui déciment la vie marine, et ce, malgré leur engagement public de mettre un frein à ces financements ! Ce scandale permanent se poursuit, sans bruit… L’Union européenne importe 60 % des produits de la mer consommés ; son déficit moyen dépasse 14 milliards d’euros par an sur ces produits, alors qu’elle possède la plus vaste zone économique exclusive en mer (ZEE). Plusieurs ONG ont signé un document commun (Commun Fisheries Policy Mission-Not-Yet-Accomplished, 2021), déclarant que sept années après la dernière réforme de la politique commune de la pêche (PCP), l’UE n’a pas encore réussi à atteindre ses objectifs (et le chalutage dans les aires marines protégées se poursuit !). Le Parlement européen (2021) a voté 6,1 milliards d’euros de subventions pour le fonds pour la pêche 2021-2027. 137

Partie 2. L’homme et les océans

L’incapacité à conserver efficacement les dauphins et les marsouins d’Europe n’est pas le résultat d’un manque de connaissances scientifiques ou de difficultés dans le suivi des pêcheries et des prises accessoires, mais d’un manque de volonté politique pour les protéger… Nous pouvons et devons faire mieux (Rogan et al., 2021). Au bout de 20 ans de négociations, l’Organisation mondiale du commerce (WTO) n’a pas encore abouti à la suppression des subventions pour les pêches (IISD, 2021). 3.5 Une pêche suicidaire dans les eaux internationales Les eaux internationales sont libres d’accès (Figure 10-2) et donnent lieu à ce que l’on appelle la « tragédie des biens communs » : la gestion de la ressource commune aboutit à ce que la liberté appliquée à la propriété commune cause la ruine de tous. Il n’existe aucune Agence globale pour la surveillance de la haute mer, malgré les propositions (Gjerde et al., 2013), alors que des solutions existent, notamment le repérage par satellite. Ici encore, les résultats de Sala et al. (2018) montrent que la pêche est rendue possible par les subventions gouvernementales, sans lesquelles jusqu’à 54 % des zones de pêche en haute mer seraient déficitaires de 750 millions de $. L’analyse de ces subventions (Arthur et al., 2019) montre que près de 20 milliards de dollars sont nuisibles car elles pourraient augmenter la capacité de pêche. 3.6 La pêche minotière, la pêche accessoire et ses rejets En 2018, selon la FAO (2020), le quart des poissons pêchés (inclus dans les statistiques de capture) constitué de sardines, anchois, hareng, sprat, etc. a été transformé en farine et huile de poisson (pêche minotière). La prise accessoire (bycatch) représente la capture accidentelle d’espèces marines au moyen de l’équipement de pêche conçu pour d’autres espèces. Chaque année, les pêcheurs rejettent à l’eau de 20 à 30 millions de tonnes de poissons trop petits, un tiers des prises mondiales (FAO, 2020). 138

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Groenland

Amérique du Nord

Asie

Europe Océan Atlantique

Océan Pacifique

Océan Indien

Australie

Asie

Afrique

Amérique du Sud Océan Indien

Zones côtières : 50 % pêche mondiale Zones de résurgence : 50 % pêche mondiale Reste des océans : moins de 1 % de la pêche

Figure 10-2 | Zones de pêche dans le monde. (Adapté de divers auteurs)

3.7 La pêche illégale Dénommée illégale, non réglementée et non déclarée (Illegal, Unregulated and Unreported,  IUU), cette pêche serait de l’ordre de 14 à 33 % des prises globales soit de 11 à 26 millions de tonnes/ an selon le Global Fishing Watch (https://globalfishingwatch.org) qui travaille en partenariat avec des organisations étatiques. Elle conduit à une surexploitation généralisée et concerne toutes les aires marines protégées (Chapitre 15 ; 13) ! L’Europe effectue des contrôles aléatoires, dans le cadre de la Politique commune de la pêche : entre 2015 et 2019, elle a relevé de 12 000 à 14 000 infractions annuelles (https://www.europarl.europa.eu/factsheets /fr/ sheet/116/ le-controle-et-l-application-de-la-reglementation-relative-a-la-peche) ! 3.8 La pêche fantôme Elle désigne les engins de pêche oubliés, accrochés ou perdus qui continuent à pêcher. Le Global Ghost Gear Initiative ou GGGI (https://www.ghostgear.org) estime à 640 000 tonnes le poids des filets perdus dans les océans chaque année, dont une partie continue à capturer des poissons. Le matériel de pêche constitue plus de 85 % des déchets plastiques retrouvés sur les fonds. 139

Partie 2. L’homme et les océans

3.9 L’état initial des océans On sait par exemple que la capture de poissons de grande taille (thons, espadons, etc.) a diminué de 90 % au siècle passé, mais qu’en était-il au Néolithique et avant ? À la fin du xixe siècle, les fleuves français regorgeaient de saumons, nourriture de base dans les fermes : les ouvriers n’en voulaient plus, exigeant de n’en manger qu’une fois par semaine ; dans la prison de Nantes, prisonniers et gardiens se révoltèrent ensemble pour la même raison ! L’absence de référence constitue un handicap pour évaluer la richesse initiale de la vie océanique, car on sait que les populations diminuent sous la pression de pêche. 3.10 Cumul des dégâts liés à la pêche (hors pollutions) Les estimations des tonnages de ces dégâts sont les suivantes en millions de tonnes/an (en Mt) : Surexploitation 68 % des stocks exploités 75 Mt/an Pêche illégale 14 à 33 % des stocks exploités 11 à 26 Mt/an Prises accessoires 25 à 30 % des stocks exploités 20 à 30 Mt/an Pêche fantôme 1 à 5 % des stocks exploités 0,9 à 4,5 Mt/an La prolifération des méduses serait une autre conséquence de la surpêche et le transfert par les eaux de ballast des navires est incriminé (Chapitre 11 ; 2.5). Le célèbre halieute Daniel Pauly (2021) explique que les pêcheries ne sont pas structurées par le poisson, mais par le profit et les attentes de différents marchés qui sont déconnectés des écosystèmes. Il précise surtout que le pouvoir politique empêche les chercheurs de dire qu’il n’y a plus de poissons et qu’aucun politique ou scientifique n’ose remettre en cause les pratiques de pêche. Notre rôle de citoyen est de dénoncer ces silences. 3.11 Poissons, fixation du carbone et changement climatique Le rôle des poissons dans la séquestration du carbone issu du CO2 en mer était peu connu, et il revient à Saba et al. (2021) d’en 140

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L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

avoir réalisé la première mesure : leur évaluation basique l’estime à 1,65 milliard de t/an, soit 16 % du carbone qui est fixé en mer (excrétions, respiration, fèces), une valeur significative. Depuis son apparition, la pêche industrielle a faussé le cycle du carbone de l’Océan en freinant sa séquestration dans les boulettes fécales des poissons. En 1990, la biomasse de ces poissons avait été réduite de plus de moitié par la pêche, et la séquestration du carbone aussi. Son effet sur la pompe biologique à carbone serait comparable aux autres impacts du changement climatique induit par l’homme, selon Bianchi et al. (2021). C’était aussi le cas des baleines quasi éliminées par la chasse : elles excrétaient de grandes quantités de matières fécales riches en fer, essentielles au cycle des nutriments dans l’Océan (Savoca et al., 2021).

4. LA PRODUCTION D’ESPÈCES VIVANTES PAR L’AQUACULTURE L’aquaculture est définie comme « l’art de multiplier et d’élever les animaux et les plantes aquatiques ». Le nombre d’espèces faisant l’objet d’aquaculture enregistré par la FAO (2018) dans 190 pays est de 567 (354 poissons, 102 mollusques, 59 crustacés, 9 invertébrés, 37 algues ; reptiles et amphibiens exclus, eau douce incluse). En eau de mer on parle de mariculture. Deux types différents d’aquaculture doivent être distingués : l’aquaculture extractive concerne les espèces qui se nourrissent à partir des éléments issus de l’eau de mer ou en filtrant cette eau (algues, moules, huîtres, etc.) tandis qu’il faut nourrir les poissons en cage et les crustacés : ils transforment un aliment fourni par l’homme en chair ; on parle d’aquaculture de transformation ou intensive. L’aquaculture exige d’abord l’obtention des sujets d’élevage ; l’aquaculture doit, en quelque sorte, maîtriser le recrutement. L’obtention de ces sujets d’élevage se déroule dans la structure de base de l’aquaculture : l’écloserie. 141

Partie 2. L’homme et les océans

4.1 L’écloserie et la multiplication des sujets d’élevage Les juvéniles de certaines espèces sont abondants et faciles à capturer dans le milieu naturel (moules, huîtres, certains poissons ou algues). Pour les autres, il faut obtenir la reproduction en captivité (cycle sexuel, ponte, fécondation, incubation des œufs, etc.), puis entretenir et alimenter les animalcules très fragiles qui en éclosent (larves). Ces rôles sont assurés par l’écloserie (Chapitre 20). C’est par milliards que sont actuellement produits les juvéniles de salmonidés, de poissons marins, de crevettes, de mollusques ou d’algues. Cette maîtrise de la reproduction, qui fait si cruellement défaut à la pêche, permet aussi de fournir les millions de juvéniles destinés au renforcement des populations pêchées. C’est un fait nouveau dans l’histoire de l’humanité. 4.2 L’envolée des productions de l’aquaculture Le déclin de la pêche contraste avec le développement de l’aquaculture en mer (mariculture) : en 2018, la production aquacole mondiale (y compris la culture de plantes aquatiques) s’élevait à 110,2 millions de tonnes (FAO, 2020). La mariculture fournit la moitié du poisson, plus de 90 % des algues consommées dans le monde, autant d’huîtres, plus de 80 % des moules et autres coquillages et a des applications multiples (nombreux médicaments exclusifs, perliculture, aquariologie, chimie, cosmétique, etc.). Elle concerne l’élevage en cages du saumon de l’Atlantique, du loup ou bar, de deux daurades, du maigre et de quelques espèces tropicales. Le grossissement du thon en cage en Méditerranée constitue un cas à part : les thons de plusieurs dizaines de kilos capturés par la pêche thonière sont engraissés en cage (revue in Barnabé, Dewavrin, 2015). Destinés au marché japonais, ils se négocient entre 50 et 100 €/kg (pour la fabrication des sushis). Seule l’université de Kinki (Japon) a, jusqu’à présent, réussi cet élevage. Il y a encore d’importantes difficultés biologiques et techniques (obtenir la ponte en captivité, élever des 142

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

larves cannibales, etc.) et les productions restent faibles, mais 30 ans d’efforts ont permis de franchir le pas ! Plusieurs grossissements de poissons (anguille, muge ou mulet, sériole japonaise) et la majorité des cultures de coquillages (moules, huîtres, coquille Saint-Jacques) utilisent des juvéniles issus du milieu naturel : le recrutement n’est pas toujours limitant ! 4.3 Les avantages écologiques et économiques de la mariculture Poissons, mollusques filtreurs et crustacés marins sont les sources les plus écologiques de protéines animales (émissions très faibles de gaz à effet de serre par rapport aux élevages terrestres, pas de terrain, pas d’eau douce). Avec ses autres avantages (bonne conversion en chair de l’aliment distribué, production d’espèces vivantes), des institutions comme la FAO ou la World Bank voient l’aquaculture comme le système de production de protéines le plus durable. S’il faut fournir 17 kg d’aliment (poids sec) pour produire 1 kg d’agneau, 10 pour obtenir 1 kg de bœuf, 2,5 kg d’aliment suffisent pour produire 1 kg de poisson d’élevage. Squalli (2020) a évalué le prix du mérou pêché à 16 $ par kg et celui du mérou produit par aquaculture à 4,65 $ par kilo ! Costa-Pierce (2002) voit l’écologie comme le nouveau cadre de pensée de l’aquaculture dans l’évolution de la révolution bleue concernant les océans. L’analyse de Golden et al. (2021) indique que les sept catégories d’aliments d’origine animale riches en nutriments sont tous des aliments aquatiques, y compris les poissons pélagiques, les bivalves et les salmonidés. 4.4 La pêche et la mariculture On reprochait à l’aquaculture de transformation de nourrir les poissons en cage avec des produits de la pêche minotière ; les progrès récents permettent d’inclure jusqu’à 70 % de matière végétale dans l’aliment des saumons. Le véritable problème est l’absence de débouchés dans la consommation en frais des petits poissons pêchés par 143

Partie 2. L’homme et les océans

millions de tonnes ; dès lors, leur transformation en farine constitue une valorisation économique en l’absence d’autres utilisations. 4.5 Les écloseries, le repeuplement des mers et le sea-ranching Aussi connues sous le nom de repeuplement ou soutien des stocks, ces techniques d’aquaculture sont pratiquées depuis longtemps pour les poissons de loisir des rivières et des étangs. Le grand succès du repeuplement concerne les saumons : ce pacage marin ou sea ranching consiste à lâcher de jeunes saumons d’écloserie en eau douce, dans leur fleuve. Ils migrent en mer, mais reviendront s’y reproduire, ce qui facilite leur capture. Environ 5,5 milliards de saumons sont ainsi relâchés chaque année (Billard, 2005). Le repeuplement concerne bien d’autres espèces que les poissons (Chapitre 20 ; 5). Coupler gestion des pêches et mariculture pour créer des pêcheries basées sur l’aquaculture devient une approche responsable. Les succès autres que ceux des saumons se font attendre chez les poissons marins, alors qu’ils sont légion pour d’autres groupes. Le searanching, le renforcement des stocks, le repeuplement constituent des techniques opérationnelles à très grande échelle (Lorenzen et al., 2010 ; Science consortium for ocean replenishment, 2013). En Corée, Lee (2019) constate une augmentation des captures de 8 espèces sur 10 faisant l’objet de repeuplement, suivies depuis 2006. 4.6 Dimensions des productions océaniques de la mariculture Certaines productions de filtreurs et d’algues ont un rendement 10 à 100 fois supérieur aux productions agricoles : dans les rias du nord-ouest de l’Espagne, l’élevage en suspension des moules conduit à des productions de 200-250 tonnes (poids frais) par hectare et par an, 40 tonnes en moyenne ailleurs, contre 2 tonnes de poulets ou 0,3 tonne de bœuf sur 1 hectare de maïs ou de prairie, respectivement. Les débarquements totaux actuels de toutes les pêches de capture sauvage pourraient être produits en utilisant moins de 0,015 % de la superficie océanique mondiale selon Gentry et al. (2020) : ils estiment aussi que 144

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

plus de 11 millions de km2 sont propices à l’élevage des poissons et que plus de 1,5 million de km2 pourraient être aménagés pour les bivalves. Les filtreurs moissonnent des productions végétales issues de zones plus vastes grâce aux courants marins, un avantage pour le producteur. C’est une dimension de la production océanique qui est sans équivalent dans d’autres systèmes productifs naturels : récolter ce qui a été produit ailleurs ! Selon la FAO (2020), en 2018, 250 à 408 milliards d’animaux de plus de 400 espèces étaient élevés en aquaculture, soit environ 20 fois le nombre d’espèces élevées en agriculture animale sur terre. 4.7 Les immenses potentialités de l’aquaculture L’aquaculture concerne d’autres activités très diversifiées : – Production de poissons pour la pêche de loisirs (truites, saumons, poissons d’étang et de mer). – Production de poissons d’aquarium, de perles. – Production de nombreux médicaments exclusifs, de substances chimiques, d’engrais, etc. – Maintien des activités tout le long du littoral et dans des zones rurales : la perliculture tahitienne a créé des emplois dans des îles éloignées des Tuamotu, mais des cultures d’algues, de crevettes, de moules, d’huîtres, etc. font vivre les aquaculteurs d’innombrables zones humides ou littorales partout dans le monde. – Certaines techniques d’aquaculture contribuent à l’épuration d’eaux polluées et la capacité des filtreurs à dépolluer de grandes étendues d’eau est très utilisée (Chapitre 22 ; 3). – Le contrôle de la production va jusqu’à des surfaces de taille significative : Barraclough et Robinson (1972) ont pu contrôler, par fertilisation des eaux, l’accroissement de la population de saumons dans le Great Central Lake canadien (51 km2). Elle se poursuit depuis 1977 (Hyatt et al., 2011). – Nous proposons donc l’utilisation des techniques de l’aquaculture à la fois pour lutter contre l’acidification des océans et 145

Partie 2. L’homme et les océans

l’augmentation du CO2 atmosphérique et contre le changement climatique, car elles constituent un vecteur surpuissant et peu exploité pour réduire ces calamités (Chapitres 24 à 27).

5. CONCLUSIONS L’industrie de la pêche est de loin l’industrie la plus destructrice des océans car ils ne sont pas protégés (Seaqpiracy, 2021). Les pêches stagnent du fait de la surpêche et les pratiques illégales s’intensifient, malgré toutes les prédictions, mesures et règlements aussi multiples que sans effet, avec l’aide de subventions étatiques permanentes, alors qu’une gestion optimisée et la disparition de la surpêche permettraient d’obtenir six fois plus de poissons selon le Panel océanique (https://www.oceanpanel.org/ ocean-action/files/transformations-sustainable-ocean-economyeng.pdf). Les pêches contribuent largement au réchauffement climatique (3-5 et 3-11, ci-dessus), ce qui rend obligatoire leur prise en cause dans ce cadre. La pêche illégale représente 23,5 milliards de dollars par an, soit un poisson sur cinq que nous mangeons. C’est le troisième crime le plus lucratif après les drogues et les armes. La mariculture montre par contre une progression continue et a maintenant dépassé la pêche. Les deux activités restent aussi interdépendantes que complémentaires, car toutes deux concernent les mêmes eaux et souvent les mêmes espèces. Bien qu’elle possède le second empire des mers, la France ne figure pas parmi les 25 pays débarquant le plus de poissons ! En 2020, elle avait accordé une seule concession maritime d’élevage depuis 1996, selon Symbiomer, à Bréhat. Les limites de la pêche sont dépassées, mais les capacités productives des océans sont très loin d’être atteintes, comme le montre le rapport entre la production primaire des océans et celle de la pêche (Chapitre 8 ; 4). 146

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

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L’instauration d’une autorité indépendante de la pêche, capable d’intervenir à la fois dans les eaux internationales et territoriales, constitue une nécessité de première urgence. La connaissance de la biologie et de l’écologie des océans ouvre des perspectives capitales : – la capture du CO2 atmosphérique impliqué dans le changement climatique par les océans ; – la correction de l’acidité océanique ; – la restauration des eaux marines polluées ; – l’exploitation du potentiel de l’Océan pour nourrir l’espèce humaine, puisque la demande mondiale pour ces denrées issues des mers devrait être multipliée par deux dans les trente prochaines années. Les deux tiers de la planète sont libres et disponibles pour remettre la Nature au centre des préoccupations humaines avec les technologies que nous proposons (Chapitres 24 à 27).

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Partie 2. L’homme et les océans

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

L’exploitation des ressources vivantes : pêche et aquaculture

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11 Pollutions des eaux marines

Selon l’Organisation des Nations unies, « La pollution marine est l’introduction par l’homme dans le milieu marin, y compris les estuaires, directement ou indirectement, de substances ou d’énergie pouvant entraîner des effets délétères tels que : dommages aux ressources biologiques, danger pour la santé humaine, entrave aux activités maritimes, y compris la pêche, diminution de la qualité de l’eau de mer du point de vue de son utilisation et réduction des possibilités offertes dans le domaine des loisirs. » L’eau est un solvant quasi universel qui véhicule les polluants. L’évaluation de cette pollution échappe le plus souvent aux sens humains et nécessite des moyens d’analyse complexes, autant pour les polluants chimiques (molécules diverses) que biologiques (bactéries, virus). Les transferts de CO2 entre océan et atmosphère ont déjà été abordés (Chapitres 4 et 5). Le Tableau 11-1 résume les principaux types de pollution.

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Partie 2. L’homme et les océans

1. LES APPORTS D’EAUX CONTINENTALES POLLUÉES DANS LES EAUX CÔTIÈRES Les eaux continentales sont le premier vecteur de la pollution vers le milieu marin. Selon le Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE), 77 % de la pollution des mers proviennent de la terre : 44 % via les fleuves ou par ruissellement et déversement, et 33 % par l’atmosphère. Toutes les activités humaines, domestiques, industrielles, artisanales, agricoles, etc. produisent des eaux polluantes. La pollution domestique journalière produite par une personne concerne 150 à 200 litres d’eau et est appelée équivalent habitant ou EH. Elle est détaillée par le Centre d’information sur l’eau (https://www.cieau. com). On y trouve, entre autres, 10 à 100 milliards de microbes par litre, des cosmétiques, des médicaments, etc. Dans de nombreux pays, une importante partie des excréments humains est rejetée sans traitement dans la nature, rejoignant avec les pluies, rivières puis fleuves et mers. 1.1 Entre polluants et fertilisants Malgré les quantités d’azote et de phosphore rejetées par les populations humaines, l’épandage d’engrais agricole en constitue la première source de pollution. L’Observatoire national de la mer et du littoral (2014) précise que les nitrates en représentaient 570 000 tonnes, le phosphore 22 000 tonnes en France, par an. La principale source de contamination est l’insuffisance d’épuration des eaux usées domestiques qui, dans le meilleur des cas, ne dépasse pas 90 % et accroît la production primaire des eaux côtières. Aux États-Unis par exemple, le bassin-versant du Mississippi (40 % de la surface des États-Unis) déverse 580 km3 d’eau douce dans le golfe du Mexique, engendrant une zone sans oxygène qui peut atteindre 20 000 km2 (environ 4 départements français). Les rejets d’azote ont déjà dépassé les limites utilisées pour définir un espace de développement sûr pour l’humanité (Rockstrom 154

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Pollutions des eaux marines

et al., 2009). Ce thème a été repris par le ministère de la Transition écologique et solidaire en France. Tableau 11-1 | Principaux types de pollution

Type de pollution

Nature

Source

Pollution atmosphérique

PCB, métaux, nucléaire, hydrocarbures, CO2

Industrie, agriculture, transport

Efflorescences algales toxiques

Toxines diverses

Phytoplancton

Macroalgues

Dépôts sur plages ou fond

Agriculture, eaux usées

Substances dissoutes Produits chimiques

Toutes eaux

Pharmaceutique

Médicaments

Eau usée (traitée ou non)

Marées noires

Pétrole et dérivés

Industrie pétrolière, transports, dégazages

Acidification

CO2 atmosphérique

Gaz à effet de serre (origine naturelle ou anthropique)

Déballastage

Pétrole, eaux souillées, toxiques

Navires

Dégazage

Pétrole et dérivés

Navires

Macro déchets

Plastiques divers, filets, Ordures bateaux, perte ou flotteurs rejet matériel de pêche

Micro déchets

Plastiques, textiles, divers

Industrie, machines à laver Photo-bio-dégradation

Naufrages

Bateaux, cargaisons

Bateaux, plateformes

Conteneurs

Perte de cargaison

Porte-conteneurs

Espèces invasives

Planton, algues, filtreurs, coraux, poissons, etc.

Transport, climat, courants aquariologie, canaux (Suez Panama)

Cigueterra

Toxine

Coraux morts

Pêche secondaire

Espèces non commercialisables

Pêche

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Partie 2. L’homme et les océans

1.2 Les pollutions chimiques Les plus répandues des pollutions sont de nature chimique. Les principaux types sont rapportés sur le Tableau 11-1, ainsi que leur nature et leur source. On compte environ 100 000 substances sur le marché mondial, 3 000 sont classées dangereuses (Courteau, 2011) ! L’effet de la majorité d’entre elles sur les eaux et la vie aquatique est inconnu (3 % environ ont été testées). Impossible de détailler l’effet des PCB, POP, HAP, etc. tant il y a de catégories et de sigles. Soulignons que la toxicité peut survenir à des doses très faibles : l’étude de Brunet (2007) sur les PCB cite un seuil admissible dans les rivières de 0,17 ppt (1 ppt = 1 partie par trillion, soit 1 pour 1 000 000 000 000) ! Compte tenu du grand nombre de produits chimiques retrouvés dans l’eau, les analyser tous demanderait des millions d’années au rythme actuel. Le diclofénac, l’ibuprofène et le propanolol, trois médicaments très utilisés, sont rencontrés dans les eaux de rejet des stations d’épuration. La moule les concentre (Ericson et al., 2010). La faible toxicité d’une substance mélangée à une autre, à des taux non toxiques, engendre des effets bien supérieurs à la simple addition des effets individuels (von der Ohe et al., 2011) ! On en trouve partout : rivières, fleuves, lagunes, mers et océans, que d’innombrables publications recensent. Les médicaments les plus menaçants en matière d’écotoxicité seraient les antibiotiques qui dégradent les bactéries nécessaires au traitement biologique des nitrates et des phosphates dans les stations d’épuration, et les anticancéreux. Plus de 7 millions de tonnes de pesticides (fongicides, herbicides et insecticides) sont utilisés dans le monde, chaque année, par l’agriculture (Planetoscope, 2014). Le Rhône, les fleuves côtiers et le ruissellement apportent 10 000 tonnes par an de métaux très polluants en Méditerranée française (ministère de l’Écologie, Agence de l’eau, 2011). Et n’oublions pas l’eau de l’estuaire souterrain (Chapitre 7 ; 7). Du DDT a été retrouvé à 3 000 m de profondeur au large de la Californie. On a aussi retrouvé 156

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Pollutions des eaux marines

109 produits chimiques dans l’organisme de femmes enceintes et leurs nouveau-nés : 40 sont utilisés comme plastifiants, 28 dans les cosmétiques, 25 dans les produits de consommation, 29 comme produits pharmaceutiques, 23 comme pesticides, 3 comme retardateurs de flamme, 7 présents dans les moquettes ; 55 n’avaient jamais été découverts chez l’humain, et 42 sont d’origine et d’utilisation inconnues (Pourquoi Docteur 18.03.2021 https://www.pourquoidocteur.fr/Articles/Question-d-actu/35732-Pesticides-plastifiants-Leffrayante-liste-produits-chimiques-trouves-l-organisme). L’impact édifiant des pollutions aquatiques sur les pêches est détaillé par Landos et al. (2021). 1.3 Concentration des polluants par les chaînes alimentaires marines (bioaccumulation) Les substances chimiques sont souvent concentrées par les chaînes alimentaires marines : les résidus chimiques agricoles, industriels ou chimiques, les bactéries ou les virus issus des stations d’épuration, les rejets liquides des hôpitaux (véritables bombes toxiques) aboutissent tous en milieu marin côtier où leur effet reste tout à fait inconnu. Les filtreurs les concentrent et l’évaluation des teneurs en polluants est souvent réalisée à partir de l’analyse de moules, indicateur biologique précieux de la pollution marine. La prolifération d’algues planctoniques toxiques résulte souvent de la pollution des eaux, mais le saumon élevé en cages accumule aussi les pesticides utilisés pour éliminer les poux de mer qui parasitent ses branchies. On a trouvé dans le merlu pêché (Merluccius merluccius) des concentrations de PCB jusqu’à un million de fois plus fortes que celles des eaux environnantes ! Les prédateurs en bout de chaîne (thons, marlins) sont les plus concernés ; l’accumulation de mercure dans ces poissons provoque la maladie de Minamata (décrite au Japon) chez ceux qui les mangent. Il est prouvé que la contamination des océans concerne tous les consommateurs de poissons (Dartmouth College, 2012). 157

Partie 2. L’homme et les océans

Les eaux océaniques contiendraient entre 60 000 et 80 000 tonnes de mercure issu de la pollution humaine (Lamborg et al., 2014). La teneur en mercure de plusieurs poissons de la Méditerranée dépasse le taux acceptable de 0,7 ppm. Roberts (2013) rapporte une multitude de données sur la pollution des océans : et le mercure provient aussi des centrales à charbon ! 1.4 Les eaux trop riches L’emploi généralisé des engrais en agriculture et l’augmentation des populations urbaines littorales conduisent à l’enrichissement excessif des eaux côtières ou eutrophisation. Il y a une surproduction de matière végétale qui peut conduire à l’épuisement total de l’oxygène dans l’eau (anoxie) : elle survient lorsque la production primaire dépasse 300 grammes de carbone par mètre carré par an (300 g C/m2/ an). Suivant les sites, l’eutrophisation peut induire le développement d’algues visibles à l’œil nu (macroalgues) ou d’algues microscopiques en suspension (microalgues) : – L’eutrophisation par les macroalgues se produit en eau littorale ou dans les lagunes : entre 40 000 et 70 000 m3 d’algues vertes (ulves ou salades de mer) s’échouent chaque année en Bretagne. Les cours d’eau apportent trop de nitrates issus pour 1/3 des engrais, pour 2/3 des déjections du bétail (Commissariat au développement durable, 2014). En Chine, à Quindao, ce phénomène a couvert 29 000 km2, trois fois la Corse ! – Cette richesse en sels nutritifs peut aussi induire une prolifération des microalgues, appelée efflorescence ou « bloom ». On parle de bloom au-dessus d’une concentration cellulaire supérieure à 100 000 cellules par litre, mais qui peut atteindre plusieurs millions par litre. Ces proliférations sont parfois indépendantes de toute pollution et surviennent en pleine mer au niveau de résurgences d’eaux profondes, de fronts, au début du printemps (éclairement + sels nutritifs disponibles), etc. Les eaux privées de sels nutritifs sont des eaux pauvres et peu productives, qualifiées d’oligotrophes. 158

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Pollutions des eaux marines

1.5 Les rejets d’émissaires en mer Ils constituent la voie par laquelle les eaux usées rejoignent la mer. Leurs alentours sont caractérisés par un envasement et une disparition de la vie marine qui peuvent s’étendre sur plusieurs centaines de mètres. À Marseille, l’émissaire se déverse en surface, au fond de la calanque de Cortiou. Le volume du rejet serait de 131 millions de m3/an. Baptisé « anus de Marseille », son débouché se situe au centre du parc national des Calanques ! 1.6 La pollution au CO2 des eaux marines par le chalutage Les sédiments marins constituent le premier réservoir de carbone de la Planète, mais chaque année, 4,9 millions de km2 du fond des océans sont raclés par les chaluts, environ 1,3 % de la surface océanique, ce qui entraîne le dégagement de 600 à 1 500 millions de tonnes de CO2 par an, soit davantage que le transport aérien (918 millions de tonnes en 2018) selon Sala et al. (2021) ; cela équivaut à 15 à 20 % du CO2 atmosphérique absorbé par l’Océan chaque année ! L’étude de Bradshaw (2021) par bathymétrie multifaisceaux a montré que le passage d’un chalut déplaçait 1 000 m3 de sédiments avec 9,5 t remis en suspension par km parcouru. Les sédiments en suspension se sont propagés à plus de 1 km au cours des 3 à 4 jours suivants, créant une couche d’eau de fond trouble de 5 à 10 m d’épaisseur tandis qu’une turbidité élevée pouvait persister, même en dehors de la zone de chalutage sur des kilomètres et des semaines.

2. LES AUTRES POLLUTIONS TYPIQUES DES OCÉANS 2.1 Apports de polluants atmosphériques Les pollutions de la microcouche de contact entre l’Océan et l’atmosphère (Chapitre 3 ; 2) proviennent des émissions des navires et avions, des centrales au charbon et gaz, des gaz d’échappement, etc. Le rejet des centrales à charbon concerne les particules fines, les pluies, 159

Partie 2. L’homme et les océans

les aérosols, le mercure et la santé (Junkermann et Hacker, 2018). Les 203 bateaux de croisière suivis dans une étude de Transport et Environnement (2019) ont rejeté, au large des côtes européennes, près de 20 fois plus d’oxyde de soufre que toutes les voitures du continent ! Les aérosols marins transportent aussi les virus (Reche et al., 2017). Nous avons vu que des particules de plastiques quittent la mer pour l’atmosphère (Chapitre 3 ; 2 et Figure 3-1) ! Les aérosols arrachés aux eaux marines, emportés par les vents jusqu’au cœur des continents, fertilisent aussi les forêts. Les volcans, les feux de forêt constituent aussi des sources naturelles de pollution. Les décès dus aux émissions de combustibles concernaient plus de 8 millions de personnes dans le monde en 2018 selon Burrows (2021). L’agriculture et l’industrie agroalimentaire représentent un tiers du total de gaz à effet de serre émis dans le monde (Clark et al., 2020). 2.2 Plancton toxique associé à des eaux colorées Ces colorations de la mer sont dues à une prolifération de microalgues pouvant atteindre plusieurs millions de cellules/ml. Il y a ici émission de toxines qui affectent l’écosystème et le consommateur humain éventuel. Elles sont émises surtout par les dinoflagellés* et colorent parfois les eaux. Le développement de l’élevage des moules en Suède a été stoppé par de tels blooms toxiques et des menaces très sérieuses existent sur la mytiliculture française. Il y a eu, en France, environ 300 blooms toxiques par an, entre 2007 et 2012. En Floride (États-Unis), un site officiel fournit des suivis permanents accessibles, tant le problème est aigu : Florida Fish and Wildlife Conservation Commission . 2.3 Les virus En France, les réseaux de surveillance de l’IFREMER (REMI, REPHY, ROCC) ne prennent pas en compte les virus ; le réseau d’alerte européen RASSF considère le norovirus comme l’un des 160

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Pollutions des eaux marines

risques d’infections liés à l’ingestion d’huîtres (Callon, 2009). Des centaines de cas de toxi-infections alimentaires collectives sont relevées, suite à l’ingestion d’huîtres. 2.4 La ciguatera Le dinoflagellé Gambierdiscus toxicus colonise les coraux morts et produit une toxine appelée gambiertoxine ou ciguatoxine. Ces coraux sont broutés par les poissons qui ingèrent, du même coup, les microalgues toxiques dont ils sont couverts et concentrent les toxines. Ils sont ingérés à leur tour par des poissons carnivores qui deviennent toxiques. Le consommateur humain peut subir une intoxication alimentaire nommée ciguatera ou gratte qui provoque d’abord des démangeaisons, des fourmillements et de l’hypotension. De nombreux poissons ne peuvent plus être consommés à cause de la ciguatera en eaux tropicales. 2.5 Espèces invasives, eaux de ballast, salissures L’accroissement de la fréquence des proliférations du phytoplancton toxique est aussi dû à ce que ces espèces sont transportées dans les eaux de ballast prises dans un port, puis rejetées dans les eaux des ports où le navire charge des marchandises. Ces eaux de ballast contiennent de très nombreux organismes vivants. Certains sont nuisibles, envahissants, producteurs de toxines, voire pathogènes (bactéries). On estime à 10 milliards de tonnes la quantité de ces eaux salées, saumâtres ou douces, toutes polluées, qui sont ainsi transportées chaque année d’une partie du monde à l’autre. De nombreux sites Internet évoquent ce problème (mots-clés : phytoplancton toxique). La rascasse volante ou Lion fish aurait été introduite dans les eaux de Floride à partir du déversement d’aquariums en mer. Elle a proliféré dans le golfe du Mexique, la mer Caraïbe et jusqu’au milieu de l’Amérique du Sud. Très vorace et sans prédateur, elle mange ses 161

Partie 2. L’homme et les océans

proies jusqu’à la dernière et élimine ainsi les espèces endémiques. Sa capture en plongée a été autorisée, car sa chair est délicieuse, mais elle vit jusqu’à des profondeurs de 100 m, inaccessibles aux plongeurs de loisir (NOAA, CORIS, 2014). La prolifération des méduses pourrait en partie provenir de tels transferts. De nombreuses espèces marines ont traversé le Pacifique, du Japon vers les États-Unis sur les bateaux et débris emportés par le tsunami de 2011 (Hobbs, 2015). Les virus aussi… L’analyse de 850 études portant sur 2 419 estimations conduit Diagne et al. (2021) à estimer le coût pour la société humaine des espèces envahissantes à au moins 1 288 milliards de dollars entre 1970 et 2017. Rien qu’en 2017, il a atteint 162,7 milliards de dollars, soit 20 fois les budgets combinés de l’OMS et du Secrétariat des Nations unies cette année-là. Le processus de ballastage/déballastage a été repensé pour éviter ces introductions nuisibles, mais n’est pas toujours respecté. Les eaux de ballast véhiculent aussi le choléra, le kelp asiatique, algue invasive, etc. (IMO, 2018). L’introduction d’une espèce invasive est irréversible. 2.6 Les déversements d’hydrocarbures Il en existe deux types : par dégazage ou marée noire. – Le dégazage correspond à un nettoyage des cuves de ballast ou des cuves de transport, en particulier de pétrole, mais aussi des eaux huileuses des fonds de cale et des résidus de combustible des machines (fioul lourd). Les dégazages, interdits, sont pratiqués au large pour réduire séjour et frais de nettoyage au port. Ces rejets ont été estimés à 1,5 million de tonnes de produits pétroliers par an, soit 20 marées noires du Prestige, ou 75 de l’Erika pour la seule mer Méditerranée ! – Les marées noires sont involontaires et se produisent lors d’une catastrophe (naufrage d’un pétrolier, rupture d’une canalisation, incendie) amenant le déversement en mer d’une quantité importante de pétrole. Certaines molécules se volatilisent dans l’air (50 %) en moins de deux jours. En mer, une émulsion se 162

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Pollutions des eaux marines

forme aboutissant à des masses visqueuses qui élargissent la nappe. Le résidu devient visqueux. Les dispersants chimiques facilitent l’émulsification. L’impact sur la faune et la flore est catastrophique à la côte. Les images médiatisées d’oiseaux ou de tortues englués montrent qu’ils paient un lourd tribut, mais la pollution silencieuse et invisible qui s’installe sur le fond sera longtemps mortelle pour d’autres espèces. La société BP a dépensé plus de 14 milliards de $ pour le nettoyage et la compensation des dégâts occasionnés par la plateforme Deepwater Horizon. La bioremédiation par dégradation enzymatique naturelle des hydrocarbures a été réalisée grâce à une bactérie mangeuse de pétrole (Alcanivorax borkumensis). On estime à environ 3,3 millions de m3/an le volume d’hydrocarbures, issus du ruissellement des rues, des effluents d’usine et des chasses de réservoirs de navire. 2.7 Les déchets plastiques, vecteur universel de pollution La grande zone d’ordures du Pacifique (Great Pacific garbage) et les autres zones similaires sont constituées de matières plastiques rejetées ou tombées en mer (20 %) ou issues des continents (80 %). Sur les 300 millions de tonnes de plastique produites chaque année, près de 10 % finissent dans les océans. Les courants les concentrent passivement dans ces cinq grands gyres (Chapitre 3 : 5). Ils s’accumulent en essaims à des densités variables. La revue Science et avenir (2018) rapporte que 640 000 tonnes de filets et autres engins de pêche sont rejetées dans les océans chaque année, causant la mort de plus de 100 000 phoques, dauphins, otaries, tortues, petites baleines et oiseaux de mer. Selon la FAO, 46 % des espèces menacées de disparition de la liste rouge de l’IUCN ont été impactées par les engins de pêche abandonnés ou perdus (FAO, 2020, p. 153) qui représentent 22 % des déchets en mer (plus de 40 % pour d’autres auteurs) ; des îlots de déchets flottants, faits de cordes, de filets, de crins, de bouées et de débris plastiques se constituent. 163

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Les méduses pourraient les utiliser au début de leur vie fixée sur un substrat (phase polype) pour envahir les océans ! Les sacs, bouteilles, contenants alimentaires et emballages à usage unique sont les quatre produits les plus polluants, représentant près de la moitié des objets trouvés. La plus forte proportion de plastique se trouve dans les eaux de surface (95 %), suivies des côtes (83 %) selon Morales-Caselles et al. (2021). Dans une île éloignée de l’Atlantique Sud on dénombre l’équivalent de 800 bouteilles plastiques par kilomètre de côte par an, issues de navires (Ryan et al., 2019). Les microplastiques (taille inférieure à 5 millimètres) proviennent d’une dégradation des plastiques par la lumière solaire et l’eau de mer. Cette fragmentation les réduit en leurres ingérés par les espèces marines qui les confondent avec leurs proies habituelles. Environ 1 000 000 d’oiseaux marins en meurent par an ainsi que 100 000 mammifères marins et un nombre indéterminé de tortues. Les microparticules n’ont pas qu’un effet mécanique d’obstruction du tube digestif, elles empoisonnent aussi les espèces qui les consomment ! Les microplastiques dominants dans les sédiments ou sur la ligne de rivage sont constitués pour 80 % de portions de fibres synthétiques issues du lavage du linge à la machine. Les stations d’épuration ne piégeant pas ces particules, très légères, elles descendent les cours d’eau pour finir en mer (Browne et al., 2011). Il y en aurait environ 24 000 milliards dans les océans en 2021 (https://microplastics.springeropen.com/articles/10.1186/s43591-021-00013-z/figures/4). Sur les plages, les gros déchets sont constitués à 75 % de plastiques (filtres de cigarettes, bouteilles et sacs en plastique), 7 % de produits sanitaires, 4 % de cartons, autant de métal (canettes en aluminium) et de bois, 3 % de vêtements, de verre et de caoutchouc selon l’Observatoire national de la mer et du littoral (2014). La quantité de métaux apportés par les crèmes solaires augmente dans les eaux côtières. À l’échelle microscopique, les microplastiques sont recouverts d’une communauté microbienne à laquelle Zettler et al. (2013) 164

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Pollutions des eaux marines

donnent le nom de platisphère. La longue durée de vie de ce substrat en mer et sa surface hydrophobe favorisent la colonisation microbienne et la formation d’un biofilm*. Ces plastiques engendrent donc un nouvel écosystème semi-flottant qui contribue à l’expansion d’espèces invasives. Dans les échantillons de microplastiques analysés, des chercheurs ont déjà décelé des espèces invasives et porteuses de maladies (choléra), ou d’algues toxiques. Ils constituent surtout un moyen de transport universel de pollutions, de virus et de bactéries pandémiques, une nouvelle voie de mondialisation pour de nouvelles calamités. Dans les eaux usées domestiques, ces microplastiques fournissent une surface à laquelle les bactéries peuvent s’accrocher. Elles peuvent former des biofilms collants qui les protègent des dommages et leur permettent de devenir antibiorésistantes (Pham et al., 2021). Elles rejoignent ensuite cours d’eau et mers pour ajouter un noyau vecteur de calamités : un écosystème artificiel toxique créé par l’homme. Les eaux du large sont désormais à la merci des mêmes contaminations que les eaux côtières ! Les prélèvements, les observations en submersible en révèlent à toutes les profondeurs. Certains ont d’autres origines et l’on en retrouve aussi en montagne, dans l’Arctique, etc. (Bergmann et al., 2019), ou dans nos selles ! La revue de Sridharan et al. (2021) étudie non seulement le potentiel des microplastiques à perturber le fonctionnement des vies terrestres et aquatiques, mais également les répercussions sociales, écologiques et économiques associées. Les flux possibles à long terme dans le réseau des niches terrestres et aquatiques sont également discutés. De multiples rapports scientifiques sont consacrés aux dégâts des plastiques sur l’alimentation ou la reproduction des espèces dans tous les milieux de la planète. Ils pourraient perturber la pompe biologique à carbone, accentuant le changement climatique, la biodiversité, et persistent dans l’environnement malgré des altérations (MacLeod et al., 2021). Ces auteurs craignent un basculement vers des dommages irréversibles dans l’Océan. 165

Partie 2. L’homme et les océans

Certains plastiques flottants, entraînés par les vents par exemple, peuvent sortir des gyres : ce fut le cas pour 28 000 canards flottants tombés d’un bateau, que l’on retrouve encore 21 ans après, ainsi que des chaussures (61 000 paires de Nike) échappées de conteneurs. 2.8 Naufrages, épaves, pertes de conteneurs Une centaine de navires font naufrage chaque année, puis sombrent sans que l’on parle du devenir de leur cargaison (sauf pétrole). Les pertes de conteneurs en mer sont évaluées à 10 000 par an sur l’ensemble des océans, mais pourraient aller jusqu’à 60 000/an selon les estimations, car beaucoup de pertes ne sont pas déclarées. Ils transportent de tout et certains flottent, constituant un péril pour la navigation. 2.9 Les bruits sous-marins De nombreux échouages de baleines et autres mammifères marins sont dus aux ondes sonores à basse fréquence des sonars que les sous-marins militaires utilisent pour la détection d’autres submersibles. Ces animaux communiquent et chassent en utilisant des sons, et ceux des sonars perturbent aussi ces activités (Protect Marine Mammals from Ocean Noise. https://www.nrdc.org/issues/ protect-marine-mammals-ocean-noise).

3. L’ESCROQUERIE DES COMPENSATIONS VIRTUELLES DE LA POLLUTION Beaucoup d’industriels préfèrent payer pour les dégâts occasionnés à l’environnement, car ils affirment que leurs polluants seraient impossibles à traiter et ils pratiquent aussi le chantage à l’emploi. Cela prévaut pour le gaz carbonique et a été accepté par les institutions, avec la taxe CO2 pour les véhicules (bonus-malus écologique). Au niveau industriel, des crédits carbone ont été institués afin de se conformer partiellement au protocole de Kyoto de 1997 (premier 166

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Pollutions des eaux marines

accord international visant à réduire les gaz à effet de serre) ouvrant un véritable marché de droits à polluer. Ainsi est fixé un prix de marché à la pollution ! Ce marché des droits à polluer constitue un artifice pour contourner l’obligation de dépollution, mais vendre un droit de pollution est à la fois une escroquerie écologique et économique. La nature, les océans ne sont pas vendables, ils ne rendent pas des services monnayables (échangeables) : qui voudra d’une atmosphère irrespirable, d’une eau qui tue ceux qui la boivent contre des brouettes de billets ? L’augmentation significative de ces taxes permettrait seule de financer la mise en place de solutions de dépollution connues. Le prix de l’émission d’une tonne de carbone va de 35 à 55 € en Europe, une somme dérisoire ; d’autres préconisent un prix plus dissuasif de 250 €/tonne. Selon Liu et al. (2021), l’utilisation des taxes sur le carbone pourrait réduire les émissions de 80 % sous le niveau de 2010, d’ici la fin de 2040, concernant les centrales de production d’énergie alimentées au charbon et au gaz naturel !

4. CONCLUSIONS La plus grande partie de la pollution marine est invisible, petite, diluée, indétectable. On pourrait presque remercier les méduses, les algues, les plastiques qui souillent nos plages, les marées noires, ou les toxines qui empoisonnent poissons et coquillages de nous alerter. Plusieurs groupes d’espèces marines (mollusques, poissons) nous retournent la pollution infligée aux océans au travers de la bioaccumulation dans les chaînes alimentaires. Les microplastiques des océans constituent un nouvel écosystème marin issu des activités humaines. Ces milliards de radeaux transporteurs charrient maintenant des espèces toxiques ; la mondialisation et les aérosols les disséminent de l’atmosphère aux montagnes et fosses océaniques, des espèces marines, jusqu’à nos organes et nos selles, 167

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comme un traceur universel : nous avons déjà contaminé toute la biosphère et ils peuvent aussi véhiculer les pandémies et les bactéries antibiorésistantes pour devenir un risque planétaire : l’étude approfondie de l’entité devenue vivante et potentiellement infectieuse que nous venons de répandre devient une nécessité incontournable pour l’humanité. Les capacités autoépuratrices des océans peuvent contribuer à régénérer leurs eaux, mais ces calamités nouvelles représentent une menace aux conséquences quasi inconnues.

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Pollutions des eaux marines

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12 Production et épuration, un miracle limité par les pollutions

1. LES CAPACITÉS ÉPURATRICES NATURELLES DES OCÉANS ET MILIEUX AQUATIQUES 1.1 L’absorption du CO2 par photosynthèse Les microalgues, ou plancton végétal, sont à la base de la production initiale de matière vivante par photosynthèse dans les eaux (Chapitre 6 ; 3 à 5) et absorbent de 28 à 35 % du CO2 excédentaire dans l’atmosphère, autant ou plus que les plantes terrestres ; en produisant 50 % de l’oxygène de l’atmosphère, les océans constituent les véritables poumons de la planète. 1.2 L’auto-organisation et l’auto-épuration dans les écosystèmes aquatiques Odum (1989) a montré la capacité d’auto-organisation rapide des chaînes alimentaires naturelles en eau salée et détaille les processus de 173

Partie 2. L’homme et les océans

formation de ces nouveaux écosystèmes quand ils reçoivent des eaux usées. Ces chaînes à point de départ planctonique sont composées de peu d’espèces et constituent une ingénierie qui s’installe toute seule, naturellement. Cet auteur a montré que des milieux considérés comme trop riches, voire pollués, caractérisés par peu de diversité, des variations d’oxygène dissous, instables, pathologiques, sont à la base d’écosystèmes bien organisés dont les performances en matière de production sont remarquables. Les écosystèmes nouveaux s’installent très rapidement, en utilisant les espèces présentes ou par ensemencements simples ou multiples, par auto-organisation, capacité inhérente aux bactéries, microalgues et autres microbes habitant ces eaux ! Odum H.T. et Odum B. (2003, accès libre) précisent ces méthodes et expliquent comment les ensemencements multiples d’espèces provenant d’environnements naturels appropriés permettent à l’auto-organisation de choisir les populations adaptées. L’idée est d’aider la nature à sélectionner les espèces, plutôt que d’essayer de prédire ou de choisir pour elle. Leurs résultats sont basés sur l’expérimentation dans la nature. L’auto-organisation s’accompagne d’une auto-épuration qui correspond à une dégradation de la matière organique (organismes morts, fèces, urine, rejets divers) par les bactéries, elles-mêmes mangées par d’autres microbes, ou tuées par la lumière solaire. Les produits issus de cette dégradation (composés azotés ou phosphorés) sont réutilisés par les microalgues au cours de la photosynthèse, ce qui leur permet de proliférer et de coloniser la masse des eaux. Ces processus naturels du fonctionnement des écosystèmes aquatiques concernent autant les eaux continentales (étangs, lacs, fleuves et rivières) que les étendues gigantesques des océans (Chapitres 6 à 8) ou autres eaux salées. Tous ces milieux aquatiques s’organisent en écosystèmes de traitement universel de la pollution, et l’homme les utilise dans l’ingénierie écologique ou génie écologique. Ces capacités d’auto-organisation et d’auto-épuration sont fondamentales dans la résolution des calamités écologiques ou climatiques. 174

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Production et épuration, un miracle limité par les pollutions

2. QUELQUES EXEMPLES D’ÉCOSYSTÈMES ÉPURATEURS ET PRODUCTIFS 2.1 Le lagunage ou étang d’oxydation Il existe un système d’épuration des eaux usées domestiques qui porte le nom de « lagunage ». Cette technique illustre à la fois le processus épuratoire et productif des milieux aquatiques qui fonctionnent à l’énergie solaire (Figure 12-1) et le fonctionnement d’une chaîne alimentaire. Les 160 à 200 litres d’eaux usées produites par jour par un citadin parviennent par les égouts dans un bassin peu profond (1,2 m), mais étendu (plusieurs hectares). Les bactéries aérobies* présentes dans l’eau minéralisent partiellement les matières organiques, tandis que, sur le fond, les sédiments lourds sont colonisés par des bactéries anaérobies*. Après avoir traversé ce premier bassin où elles séjournent une dizaine de jours (Figure 12-1 : 1 à 6), les eaux s’écoulent dans un second bassin identique. L’abattement de la pollution bactérienne dans ces eaux résulte de l’action des ultraviolets solaires et de la prédation par les nombreux mangeurs de bactéries. Bactéries et autres microbes sont à la base des traitements biologiques des eaux usées : ils reproduisent les phénomènes d’auto-épuration existant dans la nature (les lagunages démarrent naturellement). Une photosynthèse active s’installe, du fait de la richesse en éléments minéraux disponibles pour le phytoplancton et de l’éclairement naturel, comme dans une eau marine (Chapitres 2 et 6). Tout au long du lent cheminement de l’eau, et sous l’action du soleil, les bactéries sont éliminées par le rayonnement ultraviolet naturel qui constitue l’agent épurateur. Ces radiations solaires ont une action effective jusqu’à 5 m de profondeur et ce rayonnement est très efficace pour éliminer les bactéries. En même temps, les microalgues prolifèrent par photosynthèse. Les espèces dépendent des facteurs environnementaux et de la composition de l’effluent.

175

Partie 2. L’homme et les océans

1 arrivée de l’eau usée

1er bassin

1

3

2

2 3

Radiations solaires

8

6

5 rayon UV air 4 sédiment

4

6

2e bassin

destruction des bactéries par les UV (limitée par turbidité)

3e bassin

10

développement de filtreurs zooplanctoniques (rotifères, daphnies, copépodes)

9

6

Bassin à curer périodiquement (5 à 15 ans)

5

trop plein du 1er bassin

évaporation précipitations

10

minéralisation de la matière organique par les bactéries (eau et sédiment) sédiment anoxique

air 9 eau chargée de microalgues

eau

aération, mélange

9

eau

Les étangs de lagunage, système d’épuration et de production aquatique

eau

Radiations solaires

aération, mélange sédimentation

développement de bactéries aérobies (pleine eau)

8

développement de bactéries anaérobies (sédiment)

7

développement des mircroalgues

2e bassin

radiations photosynthétiquement actives +UV

7

eau

air

12

eau décantée, riche en sels nutritifs se déversant dans le 2e bassin

11

11 biomasse planctonique 12 sortie d’eau épurée

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

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matière organique dissoute et en suspension (eau très turbide)

6

Figure 12-1 | Schéma de fonctionnement d’un lagunage.

Un troisième bassin termine le processus (Figure 12-1 ; 9 à 12). En sortie, 30 à 80 jours après leur arrivée, les eaux sont épurées. Ce

Production et épuration, un miracle limité par les pollutions

troisième bassin est celui où l’on rencontre du plancton animal d’eau douce, car il reçoit un flux continu d’eau chargée de microalgues du deuxième bassin. Le zooplancton retrouvé en sortie peut être utilisé pour la nourriture de poissons (Barnabé, 1989). Ce fonctionnement imite celui d’eaux superficielles marines, mais il sépare ici dans le temps (la durée du séjour de l’effluent), et dans l’espace (les bassins successifs), les différentes étapes d’une chaîne alimentaire aquatique. Il faut cependant 10 à 12 m2 d’étang d’oxydation par équivalent habitant. Ce système est très répandu en France avec 3 000 lagunages, soit 20 % des stations d’épuration françaises. Il est adopté par les petites communes, mais la ville de Rochefort (35 000 habitants) utilise 30 hectares (Marsault et al., 2012). Le fonctionnement d’un lagunage, processus biologique naturel, nécessite peu d’interventions humaines. Il est peu onéreux (sauf terrain). 2.2 La pisciculture traditionnelle en eau continentale et en lagune côtière Cette forme de production de poissons à partir de la production naturelle des plans d’eau issue de la photosynthèse est née au Moyen Âge et exploite à la fois l’invisible phytoplancton en suspension dans les eaux et les macroalgues* de la périphérie et du fond, tout en assurant l’épuration bactérienne des eaux et la production d’oxygène nécessaire à la respiration des poissons. On trouve de nombreux étangs de pisciculture dans les pays de l’Est de l’Europe et surtout en Chine. Cette dernière a produit 8,8 millions de tonnes de poissons-filtreurs (carpes) en 2016 (FAO, 2018, p. 23), soit 10 % de la production mondiale des pêches maritimes ! Ici encore, l’écosystème s’est auto-organisé dans les eaux continentales où dans les étangs côtiers. Ces étangs sont le plus souvent fertilisés (en engrais minéraux, ou son de riz, lisier de porc, fiente fraîche, fumier séché), ce qui multiplie leur production par dix. Ici tout se passe dans un même bassin et l’intervention humaine est plus importante (fertilisation, vidange, empoissonnement, etc.). 177

Partie 2. L’homme et les océans

Deux autres types d’écosystèmes ont un fonctionnement proche en eau salée pour produire des poissons : les bassins de terre aménagés ou tambaks en Asie, et les étangs privés en eau salée, appelés valli en Italie, où grossissent loups et daurades. Tous ces types de systèmes producteurs montrent que, de la flaque d’eau à l’océan, les systèmes aquatiques naturels s’auto-organisent à partir de la production de matière vivante par photosynthèse réalisée par les microalgues ; elles ont jadis fabriqué l’oxygène primitif de notre atmosphère. Michael (1987) a édité un ouvrage sur les écosystèmes aquatiques exploités par l’homme et nous avons présenté quelques aspects de ces écosystèmes aménagés en aquaculture (Barnabé, 2016 : 261-279).

3. LA PRODUCTION ET L’ÉPURATION DANS LES EAUX LITTORALES 3.1 Un processus d’épuration et de dilution continu Tout au long de leur trajet jusqu’aux eaux côtières, les différents milieux aquatiques contribuent à l’épuration des composés dégradables par les bactéries et autres microbes, tout comme dans un lagunage. Cette épuration des eaux aboutit à la production d’azote sous forme de nitrates et de phosphore sous forme de phosphates. Ils constituent en fait les substances fertilisantes dont la rareté limite souvent la production de phytoplancton dans les eaux du large (Chapitre 2 ; 5-2). L’accroissement des apports fluviaux en sels nutritifs aurait causé l’augmentation des prises de la pêche dans certaines mers réputées pauvres ! En Méditerranée, les apports du Rhône enrichissent le golfe du Lion qui est l’une des zones les plus poissonneuses de cette mer, mais ces apports contiennent aussi beaucoup de substances toxiques. En sens inverse, la construction du barrage d’Assouan, privant la Méditerranée des crues du Nil, a entraîné une baisse catastrophique des productions de sardines dans les eaux côtières où il se rejette. 178

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Production et épuration, un miracle limité par les pollutions

Ces exemples démontrent que la production de phytoplancton et la chaîne alimentaire qu’elle génère fonctionnent au ralenti dans les eaux côtières pauvres, bien au-dessous des capacités productives réelles, par manque de sels nutritifs (Chapitre 2 ; 5.2). Comprenonsnous : il ne s’agit pas de proposer l’accroissement des rejets en mer, mais de constater les potentialités fertilisantes de certains composants. Les eaux du large sont plus pauvres, par manque de ces nutriments. 3.2 Polluants et fertilisants : qualité et quantité Les composés azotés limitent souvent la production en milieu marin. Le fer limite par son absence la production autour de l’Antarctique, autre part c’est le manganèse. Le cuivre est indispensable à très faible dose (quelques µg), mais à des concentrations un peu plus élevées (50 µg), il tue les larves de poissons. Distinguer polluant et fertilisant est donc une question de quantité pour ces substances : la dose fait le poison (Paracelse). Nous avons rapporté quelques données sur l’importance et l’incidence des pollutions marines (Chapitre 11). On dénombre environ un million de molécules synthétisées par l’homme dont le devenir n’est pas toujours connu, mais certaines sont hautement toxiques (pesticides, détergents, produits chlorés, etc.). Le principal problème de la protection de l’environnement aquatique provient de la présence de ces substances. Les eaux marines peuvent être vues comme un immense photoréacteur solaire, profond, mais dont la surface se chiffre par millions de km2 et le volume en millions de km3. Sans être infinies, les capacités de production et de recyclage sont immenses par rapport à leur production naturelle actuelle.

4. AGRÉGATS, NEIGE MARINE, BIOFLOCS ET MICROALGUES Les agrégats marins de phytoplancton, de détritus et de matières inorganiques sont connus sous le nom de neige marine (Chapitre 6 ; 5.1). Cette neige marine ressemble aux amas ou flocs 179

Partie 2. L’homme et les océans

d’algues et bactéries formés dans les stations d’épuration des eaux usées à haute intensité, mais aussi à l’élevage sur bioflocs des crevettes tropicales qui permet à la fois l’alimentation et l’épuration du milieu de culture (Chapitre 19 ; 6). Dans les mers, l’agrégation conduit à la sédimentation en profondeur, par gravité. Avec les microalgues de pleine eau dans tous les milieux aquatiques, les boues activées, les bioflocs et la neige marine constituent un double processus universel d’épuration-production dans tous les milieux aquatiques !

5. LES LIMITES DE L’ÉPURATION : LES POLLUTIONS SPÉCIFIQUES À L’HOMME Les eaux issues des continents véhiculent aussi les pollutions chimiques d’origine humaine ; une menace insidieuse et grave limite donc les perspectives ci-dessus : nous avons survolé les grandes catégories de polluants que les eaux continentales apportaient à l’océan (Chapitre 11), mais l’ampleur des impacts reste aussi invisible qu’inimaginable ! Beaucoup de polluants traversent les stations d’épuration sans aucune dégradation, tout comme les microparticules textiles ou plastiques. La dilution, la dispersion, la sédimentation, la capacité assimilatrice des vastes systèmes marins restent alors sans effet, car de nombreux polluants chimiques, au lieu d’être dilués, sont au contraire concentrés par le phénomène de bioaccumulation (Chapitre 11 ; 1.3) ; l’exemple des coquillages comestibles qui deviennent toxiques est le plus connu. Outre les mortalités généralisées de ces mêmes coquillages ou de leur naissain*, attribuées à des virus, on a aussi constaté la diminution ou la disparition non expliquée d’espèces autrefois abondantes (anguilles, athérines, etc.). Toutes les activités humaines liées à la mer exigent des eaux non polluées. Le tourisme et l’aquaculture sous toutes leurs formes sont concernés en premier, car leur pratique sur un site donné peut 180

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Production et épuration, un miracle limité par les pollutions

constituer un bouclier contre les pollutions. Celles-ci ne sont plus inéluctables ; des techniques existent pour épurer l’eau en grande quantité jusqu’à l’échelle moléculaire : on peut boire de l’eau pure issue d’eaux usées recyclées, considérées maintenant comme de vraies ressources d’eau douce par les institutions internationales (WWAP, Programme mondial pour l’évaluation des ressources en eau, 2017). La technologie récente des nanobulles (taille comprise entre 1 et 200 nanomètres) permet de repousser les limites de l’épuration des eaux usées, leur oxygénation, l’aquaculture : leurs propriétés uniques multiplient le transfert de gaz par 20, leur stabilité (semaines), les interactions avec des surfaces ou des contaminants, avec une flottabilité neutre et une charge électrique négative, etc. Déjà utilisées dans le domaine médical, l’agroalimentaire, elles dépolluent l’eau des ports au Japon et font revenir les poissons, traitent les parasites des cages d’aquaculture, etc. Elles transforment les industries de traitement des eaux usées partout dans le monde et ce n’est qu’un début ! Khan et al. (2020) en exposent les principes et leurs applications.

6. CONCLUSIONS Comme l’a dit Victor Hugo « … l’eau n’est jamais sans rien faire. » (La légende des siècles). Utiliser les eaux marines pour générer en même temps une production d’êtres aquatiques utilisables par l’homme et assurer le recyclage à grande échelle de polluants biodégradables constituent des opportunités insoupçonnées, en utilisant moins de technique et davantage les capacités de la nature pour transformer ces déchets. Les processus autoépurateurs exploités par l’homme dans les lagunages, les stations d’épuration par boues activées ou les étangs font partie intégrante des chaînes alimentaires de tous les milieux aquatiques naturels. Ils fonctionnent aussi bien en eau douce que saumâtre ou salée, avec des espèces dominantes différentes. 181

Partie 2. L’homme et les océans

Ces exemples portent sur des milieux aquatiques de surface limitée, mais leurs potentialités concernent tout autant l’immensité des surfaces et volumes océaniques. L’absorption du CO2 atmo­sphérique par les océans constitue sa voie naturelle de limitation, et donc l’un des objectifs de l’urgence climatique ; nous y reviendrons (Chapitres 24 à 27). Certaines pollutions chimiques générées par l’homme (molécules synthétiques, métaux lourds, interactions), souvent non détectées, font peser une menace grave sur ces perspectives ; elles peuvent condamner toutes les activités humaines et affecter aussi l’Océan tout entier (mercure par exemple) ! Plutôt que de s’éterniser dans les suivis et des modélisations sans rapport avec le réel, les vrais écologistes doivent s’impliquer dans la recherche de solutions à ces problèmes. « Si nous ne le faisons pas, nous ne faisons pas partie du contrat social du scientifique et de la société pour améliorer la relation entre l’homme et la nature », déclare McClanahan (2014).

BIBLIOGRAPHIE Barnabé G (1989). La collecte du zooplancton. In : Aquaculture, Barnabé G (Coordonnateur), Tech & Doc (Lavoisier) Ed. Paris : 259-270. Barnabé G (2016). Écologie et aménagement des eaux marines. Lavoisier Tec & Doc, Paris. FAO (2018). The State of World Fisheries and Aquaculture 2018 - Meeting the sustainable development goals. Rome. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/igo Khan P, Zhu W, Huang F, Gao W, Khan N A (2020). Micro-nanobubble technology and water-related application. Water Supply, 20(6): 20212035. https://doi.org/10.2166/ws.2020.121 Marsault F, Naylor B, Reigue A (2012). Traitement et valorisation des eaux usées : l’exemple de la station de lagunage de Rochefort. http://www. environnement.ens.fr/IMG/Lagunage.pdf

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Production et épuration, un miracle limité par les pollutions

McClanahan T (2014). Find ecosystem with capacity to survive, then manage them strictly. Marine ecosystem management, 7 (4): 4. https://meam.openchannels.org/news/skimmer-marine-ecosystems-and-management/ managing-resilient-ecosystems-faced-limited-budgets Michael R.G. (Ed., 1987). Managed aquatic ecosystems. Ecosystems of the World, 29. Elsevier, Amsterdam. Odum H T (1989). Experimental study of self-organization in estuarine ponds. In: Mitsch W J and Jorgensen S E (Eds.) Ecological engineering: An introduction to ecotechnology, Wiley and sons Publ, New York: 291-338. Odum H T, Odum B (2003). Concepts and methods of ecological engineering. Ecological Engineering 20: 339-361. https://fdocuments.us/ document/concepts-and-methods-of-ecological-engineering-engineering-20-2003-339361.html (libre accès). WWAP (Programme mondial pour l’évaluation des ressources en eau) (2017). Rapport mondial des Nations unies sur la mise en valeur des ressources en eau 2017. Les eaux usées — Une ressource inexploitée. Paris, UNESCO. http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/igo/ (libre accès)

183

13 Valeur économique et écologique des océans

1. UNE VALEUR QUASI INFINIE « Les économies de la Terre s’immobiliseraient dans un grincement sans les services des systèmes écologiques de soutien de la vie, donc en un certain sens, leur valeur totale pour l’économie est infinie. » (Costanza et al., 1997) La nécessité d’une évaluation de la valeur de la Nature s’est imposée dans notre monde économique et financier. Comment répondre aux gestionnaires de plages, de sites touristiques naturels qui veulent les assurer contre les calamités de toutes sortes, si l’on ne connaît pas la valeur du bien à assurer ? Les océans sont indispensables à la vie et sont pourtant considérés comme des biens gratuits : la conscience de la valeur de la Nature n’est pas perçue. Costanza et al. (1997) ont jeté les bases d’une évaluation des services apportés annuellement par l’écosystème mondial (autrement dit la Nature) : 63 % de la valeur de cette estimation concerne les écosystèmes marins ! Ces évaluations ne concernent 185

Partie 2. L’homme et les océans

pas les autres activités économiques liées aux océans (transport maritime, pêche, hydrocarbures, éolien, etc.).

2. UNE ÉVALUATION ÉCONOMIQUE DIFFICILE La valeur économique totale d’un milieu naturel agrège : – les valeurs liées aux différents usages directs (pêche, plongée, nautisme, transport, etc.) ; – les valeurs des fonctions indirectes provenant des services écologiques (séquestration du carbone, production de biomasse, épuration des eaux) ; – les valeurs de non-usage (non utilitaires) liées à l’existence des habitats et à la transmission de ce patrimoine naturel aux générations futures, en dehors d’une quelconque utilité présente et future. Il s’agit de montants symboliques, impossibles à appréhender en termes monétaires, mais bien réels pourtant, impliquant la multitude de sites marins de par le monde. Les outils de mesure conventionnels de la performance économique d’une nation et de la richesse, comme le produit national brut (PNB) ne peuvent estimer le prix du capital naturel ou des services rendus par les écosystèmes (écosystémiques), ce qui contribue à l’invisibilité économique de la Nature. Il y a donc une approche non utilitaire qui repose sur la notion de valeur intrinsèque attachée à la simple existence d’une ressource naturelle (paysage, point de vue, etc.), que les humains tirent ou non une utilité de son utilisation ou de sa préservation. Ces valeurs de non-utilisation découleraient simplement du fait que les ressources et les aspects de l’environnement naturel sont préservés. La perspective utilitaire suppose, elle, que les environnements naturels ont une valeur. Les bénéfices provenant des écosystèmes marins méditerranéens ont été estimés pour le Plan Bleu par Mangos et al. (2010). Ils sont rapportés sur le Tableau 13-1 et une introduction à l’économie de la Nature a été publiée en français par TEEB (2010) avec des exemples limités aux forêts et aux villes. 186

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Valeur économique et écologique des océans

Bien d’autres travaux ont été consacrés à estimer la valeur des services des écosystèmes marins, « mais peu fournissent une bonne estimation » selon Rogers et al. (2014). Leur synthèse et celle de Böhnke-Henrichs et al. (2013) sont résumées sur le Tableau 13-2 qui détaille ces services classés en catégories. Torres et Hanley (2016) ont passé en revue les valeurs attribuées aux écosystèmes côtiers et marins dans 196 études ! Tableau 13-1 | Bénéfices rendus par les écosystèmes marins méditerranéens (Source Mangos et al., Plan Bleu (2010))

Conditions évaluées

Valeurs estimées

Total (millions d’€/an)

Production de ressources alimentaires

Concerne pêche et aquaculture

2 871

Hôtellerie et restauration en zones côtières

Estimée à 5 % de la valeur ajoutée

4 139

Logement en zones côtières

Estimée à 5 % de la valeur ajoutée

10 959

Tourisme en zones côtières

Estimée à 5 % de la valeur ajoutée

2 717

Régulation du climat

CO2 anthropique : valeur de marché de la tonne

2 219

Protection contre l’érosion

Dépenses évitées, côtes protégées

Traitement des rejets

Eaux consommées

Total

527 2 703 26 128

3. L’INCROYABLE VALEUR DES ÉCOSYSTÈMES MARINS Dans leur revue intitulée : « Une recherche sans fin pour estimer la valeur des services écosystémiques côtiers et marins », Milon et Alvarez (2019) estiment, à partir de 94 sources différentes, qu’un hectare de récif de corail vaut en moyenne 500 000 $, avec des valeurs allant de 60 000 $ à 1 200 000 $ par hectare ! Leur révélation la plus 187

Partie 2. L’homme et les océans

frappante concerne l’évaluation des services rendus par la biosphère terrestre dans son ensemble : leur valeur serait comprise entre 16 000 et 54 000 milliards de $ par an, avec une moyenne de 33 000 milliards de $ par an. Tableau 13-2 | Services fournis par les écosystèmes marins. (Adapté de BöhnkeHenrichs et al., 2013 et Rogers et al., 2014)

Nature du service Fourniture de biens

188

Service rendu

Description

Exemple

1 Nourriture marine

Faune et flore marine consommée

Algues, poissons, fruits de mer, etc.

2 Eau de mer

Eau de mer extraite pour l’industrie et l’économie

Ballast des bateaux, refroidissement, désalinisation

3 Matières premières

Extraction de matières premières sauf 6

Algues, engrais, sable, sel, minéraux

4 Ressources génétiques

Matériel génétique non médical

Gènes augmentant la résistance des récoltes au sel

5 Ressources médicales

Tout matériel extrait des mers pour ses potentialités médicales

Produits pharmaceutiques dérivés de la mer (anti HIV, anti cancer, anti herpès, etc.)

6 Ressources ornementales

Tout matériel extrait pour décoration, mode, souvenirs

Coquillages, poissons d’aquarium, corail, perles

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Valeur économique et écologique des océans

Nature du service

Service rendu

Services de 7 Purification régulation de l’air

Description

Exemple

Purification de l’air par les écosystèmes marins

Absorption des gaz polluants, poussières…

8 Régulation du climat

Contribution des êtres vivants au climat par impact sur le cycle hydrologique et l’atmosphère

Production, consommation, utilisation par les êtres marins de gaz (O2, CO2, vapeur d’eau, DMS, NO2)

9 Prévention ou modération des perturbations

Contribution des écosystèmes à l’amortissement des tempêtes cyclones, etc.

Réduction des dommages des perturbations grâce aux mangroves, marais, etc.

10 Régulation des flux

Contribution des écosystèmes au maintien de la structure des courants locaux

Effets des macro algues sur l’intensité du courant, maintien de chenaux de navigation

11 Épuration des eaux

Élimination des polluants par les écosystèmes par divers processus

Décomposition polluants chimiques par microorganismes. Filtration par coquillages

12 Prévention de l’érosion côtière

Contribution des écosystèmes à la prévention de l’érosion

Maintenance des dunes par la végétation. Réduction érosion par les forêts d’algues

Les écosystèmes marins représentent 68 % de la valeur totale, soit près de 22 400 milliards de $ par an, bien plus que les biens et les services de l’économie mondiale estimés à 18 000 milliards de $ par an. Avec seulement 16 évaluations, le grand large reste le moins étudié et sa valeur moyenne estimée à 491 $/ha/an, une fraction de celle 189

Partie 2. L’homme et les océans

des récifs coralliens : les pêches, les habitats profonds, la régulation du climat, la biodiversité, la séquestration du carbone, la connectivité* entre autres, n’auraient pas été étudiés. Les auteurs soulignent la difficulté d’estimer la valeur de la biodiversité dans leur compilation et celle d’autres aspects, tels les services culturels rendus par les écosystèmes. Selon Hoegh-Guldberg et al. (2015) : Les mers rapportent 2 400 milliards de dollars par an : – Production directe (pêche, récifs, aquaculture, etc.) 690 milliards de dollars – Commerce et transport maritime 520 milliards de dollars – Production indirecte (tourisme, loisirs) 780 milliards de dollars – Absorption de carbone 430 milliards de dollars Pour comparaison, la richesse annuelle de la France est de 2 900 milliards de dollars. Une autre mesure indirecte existe : la référence au prix des biens immobiliers en bordure de mer, avec des biens immatériels, telle la vue imprenable sur l’espace marin, qui donnent déjà lieu à des controverses juridiques. Les biens naturels (les écosystèmes) ont en conséquence une valeur économique très appréciée, mais très difficile à estimer, même limitée ici à l’aspect esthétique. Le WWF (2018, p. 18) rapporte que si l’on devait payer pour de l’air frais, de l’eau potable, pour l’alimentation, le montant serait estimé à 125 000 milliards de dollars par an, soit plus que le PIB mondial (80 000 milliards de dollars/an).

4. LES MULTIPLES BESOINS ET PROMESSES DE FINANCEMENT Quelque 55 entreprises françaises ont transmis aux Medef (Mouvement des entreprises de France) des prévisions d’investissement pour le climat, à hauteur de 73 milliards d’euros, sur la période allant de 2020 à 2023, a annoncé l’organisation patronale, en août 2019. En février 2020, la Bezos Earth Fund propose 10 milliards 190

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Valeur économique et écologique des océans

de dollars comme fond de départ, et il y en a bien d’autres (https:// climatefundmanagers.com/funds/). L’OECD (2020) recense 1 724 instruments de politique économique pour la conservation des océans et leur utilisation durable dans 110 pays pour lutter contre le changement climatique, incluant taxes, subventions, approches volontaires, etc. Cet organisme, la World Bank et le programme pour l’environnement de l’ONU ont publié un document édifiant concernant le financement de la lutte contre le changement climatique : ils prônent une transformation révolutionnaire des infrastructures, estimée à 6 000 milliards de $ par an, jusqu’en 2030, pour atteindre l’objectif climatique (OECD/The World Bank/UN Environment, 2018, en libre accès). Détailler ces mesures économiques dépasse le cadre de nos propos, et nous verrons que des approches différentes conduisent à d’autres perspectives (Chapitres 25 à 27).

5. CONCLUSIONS Les évaluations estiment le capital monétaire que représentent les océans à 24 000 milliards de dollars. On leur attribue deux valeurs complémentaires : une valeur d’usage et une valeur de non-usage associée à leur existence et à la transmission de ce patrimoine naturel aux générations futures, en dehors d’une quelconque utilité dont l’estimation est bien supérieure (125 000 milliards de dollars par an pour le WWF, 2018). Comme cela a été dit, l’évaluation économique ne mesure pas la véritable valeur de la Nature, mais compare des enjeux, et cette attribution de valeur doit être perçue comme une alerte à destination des décideurs, des médias et de la société civile en général (EC, WWF, BEI, 2018). Feydel et Bonneuil (2015) rapportent que certaines ONG (WWF, UICN, etc.) proposent que le paiement de ces services puisse financer la gestion des aires marines protégées (AMP). Cela permettrait 191

Partie 2. L’homme et les océans

à la fois de protéger la biodiversité et de lutter contre le réchauffement climatique. Pour l’Union de protection de la nature (IUCN), la conservation de la diversité biologique devrait être vue comme une forme de développement économique. Toutes ces ONG voient là une source intéressante de financement qui les amène à se rapprocher des banques et des entreprises multinationales ! Selon les sources, la valeur monétaire évolue, mais toutes sont revues à la hausse avec la prise de conscience actuelle du rôle capital des océans dans des domaines vitaux pour l’humanité. Ces outils économiques restent utiles pour les évaluations ou les comparaisons, mais répétons que si « … leur valeur totale pour l’économie est infinie » (Costanza et al., 1997), ils sont surtout indispensables à notre vie : si l’Océan meurt, nous mourrons !

BIBLIOGRAPHIE Böhnke-Henrichs A, Baulcomb C, Koss R, Hussain S S, de Groot R S (2013). Typology and indicators of ecosystem services for marine spatial planning and management. Journal of Environmental Management  130: 135-145 http://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S0301479713005501 Costanza R, d’Arge Y R, de Groot R, Farber S, Grasso M et al. (1997). La valeur des services de l’écosystème mondial et du capital naturel. Traduit à partir de Nature. 387, 15 mai 1997. http://lanredec.free.fr/ polis/nature_paper_tr.html EC, WWF, BEI (2018). Declaration Of the Sustainable Blue Economy Finance Principles. https://ec.europa.eu/maritimeaffairs/sites/maritimeaffairs/ files/declaration-sustainable-blue-economy-finance-principles_en.pdf Feydel S, Bonneuil C (2015). Prédation, Nature, le nouvel eldorado de la finance, La Découverte, 2015, 200 p. Hoegh-Guldberg O, et al. (2015). Reviving the Ocean Economy: the case for action - 2015. WWF International, Gland, Switzerland, Geneva, 60 p. https://c402277.ssl.cf1.rackcdn.com/publications/790/files/original/ Reviving_Ocean_Economy_REPORT_low_res.pdf?1429717323

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Valeur économique et écologique des océans

Mangos A, Bassino J-P, Sauzade D (2010). Valeur économique des bénéfices soutenables provenant des écosystèmes marins méditerranéens. Les Cahiers du Plan Bleu 8, Valbonne. http://planbleu.org/sites/default/files/ publications/cahier8_marin_fr.pdf Milon J W, Alvarez S (2019) The Elusive Quest for Valuation of Coastal and Marine Ecosystem Services. Water, 11, 1518. DOI: 10.3390/w11071518. OECD (2020). OECD work in support of a sustainable ocean; OECD, June 2020. https://www.oecd.org/ocean/OECD-work-in-support-of-asustainable-ocean.pdf OECD/The World Bank/UN Environment (2018). Financing Climate Futures. RETHINKING INFRASTRUCTURE Policy Highlights. https:// www.oecd.org/environment/cc/climate-futures/policy-highlightsfinancing-climate-futures.pdf Rogers A D, Sumaila U R, Hussain S S, Baulcomb C (2014). The High Seas and Us. Understanding the Value of High-Seas Ecosystems. Global Ocean Commission. http://www.globaloceancommission.org/wp-content/ uploads/High-Seas-and-Us.FINAL_.FINAL_.high_.spreads.pdf TEEB (2010). L’Économie des écosystèmes et de la biodiversité : Intégration de l’Économie de la nature. Une synthèse de l’approche, des conclusions et des recommandations de la TEEB. http://www.unep.org/pdf/ TEEB_FR.pdf. Torres C, Hanley N (2016). Economic valuation of coastal and marine ecosystem services in the 21st century: an overview from a management perspective. DEA WP no 75. Working Paper Series. https://dea.uib.eu/ digittalAssets/366/366392_w75.pdf WWF (2018). Rapport Planète Vivante 2018 : Soyons ambitieux. Grooten, M. and Almond, R.E.A. (Eds). WWF, Gland, Suisse. https://www.wwf.fr/sites/default/files/doc-2018-10/20181030_ Rapport_Planete_Vivante_2018_synthese.pdf?utm_source=click%20 onpage&utm_medium=website&utm_campaign=heade

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14 Changer de modèle : une révolution technologique

1. LES LIMITES NATURELLES DE NOTRE PLANÈTE BLEUE L’humanité doit accepter la nécessité de respecter les capacités naturelles de notre planète pour s’y adapter, mais ne le fait pas ; elle est incapable d’abaisser assez vite son train de vie énergétique (transports, chauffage, etc.) pour limiter la teneur en CO2 de l’atmosphère et empêcher les calamités écologiques et climatiques. Depuis 1992, 15 000 scientifiques renouvellent leurs avertissements à l’humanité en demandant un grand changement dans notre gestion de la Terre et de la vie, resté sans effet (Ripple et al., 2017). Renouvelés en 2019 et 2021 (Ripple et al., 2021, en libre accès), ils plaident pour la déclaration d’une urgence climatique mondiale, estimant que les gouvernements ont échoué à s’attaquer aux causes du changement climatique : la surexploitation de la Terre. Sur 31 signes vitaux de la planète, 18 atteignent des records (déforestation, fonte des glaces, CO2…). 195

Partie 2. L’homme et les océans

Laffoley et al. (2019) proposent huit étapes urgentes et fondamentales pour restaurer la santé des océans et ses conséquences sur l’humanité et la planète en cas d’inaction ou de retard. Nous y adhérons. – Éliminer le changement climatique : limiter l’augmentation de température à 1,5 °C. – Conclure un traité sur la haute mer avec une conférence des parties et un comité scientifique. – Gestion de l’Océan : aires marines protégées pour 100 % de la haute mer et 30 % du reste. – Adopter un moratoire sur l’extraction des minerais dans les fonds marins. – Arrêter la surpêche et les pratiques destructives, incluant les activités illégales. – Réduire radicalement la pollution des eaux marines. – Installer un mécanisme financier pour la gestion des océans et leur protection. – Développer la recherche scientifique sur les océans et augmenter l’accessibilité des données. La perte de biodiversité et l’accélération du changement climatique dans les décennies à venir, associées à l’ignorance et à l’inaction, menacent la survie de toutes les espèces, y compris la nôtre (Bradshaw et al., 2021).

2. LA RÉVOLUTION DU GÉNIE ÉCOLOGIQUE ET DE LA MARICULTURE L’ingénierie ou génie écologique qui semblait absurde il y a quelques décennies devient incontournable devant l’incapacité généralisée des gouvernants et des scientifiques : puisque l’on ne réussit pas à réduire assez vite ces calamités, l’autre possibilité consiste à utiliser les capacités productrices et épuratrices des océans (Chapitre 12) pour les éliminer. Comme nous l’avons précisé par ailleurs (Barnabé, 2016, 2018), le génie écologique ou ingénierie écologique est applicable aux vastes espaces océaniques : il consiste à utiliser le vivant, animal et 196

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Changer de modèle : une révolution technologique

végétal pour restaurer, réhabiliter, préserver ou améliorer les milieux naturels de manière efficace et économique, tout en respectant l’environnement (Chapitre 12 ; 1-2). Le Journal officiel (France) du 18 août 2015 indique que le génie écologique permet la reconstitution de milieux naturels, la restauration de milieux dégradés et l’optimisation de fonctions assurées par les écosystèmes. La mariculture constitue l’une des mises en œuvre du génie écologique (Costa-Pierce, 2002). Relever le défi climatique, celui de la pollution marine, de l’acidification, de la surexploitation des océans ou de la protection de la biodiversité devient d’autant plus accessible que les réalisations ne manquent pas dans les eaux.

3. TRAVAUX MARITIMES ET MILIEUX AQUATIQUES AMÉNAGÉS L’homme a aménagé une grande partie de la surface terrestre pour se nourrir, se déplacer, se loger, mais c’est pour et dans les eaux qu’il a réalisé ses plus grands travaux ; du canal du Midi au canal de Suez et de Panama, jusqu’au chantier Marios en Hollande, Mose à Venise, sans oublier les ports et digues du monde entier. Les marais salants, l’aquaculture traditionnelle se sont développés au fil des siècles dans les zones côtières. Ces marais, ces cultures de moules ou d’huîtres, ces bassins extensifs d’élevage de poissons font maintenant partie du paysage : claires* de Marennes-Oléron, valli* à poissons de la plaine du Pô, étangs d’Asie, etc. Certaines de ces zones artificialisées sont maintenant devenues des réserves naturelles de la faune ou de la flore, ce qui prouve que l’on peut aménager, conserver et utiliser en même temps la nature.

4. LES RÉALITÉS : L’ACTIVITÉ CÔTIÈRE, LEADER DE L’ÉCONOMIE MARINE Selon le WWF (World Wildlife Fund), l’ensemble des activités économiques menées en Méditerranée, par exemple, représente 197

Partie 2. L’homme et les océans

environ 450 milliards de dollars par an. La pêche ne représente que 2 % de ces activités (capture de 2 kg/ha/an sur les fonds chalutés), le tourisme marin et côtier 92 %, les derniers 6 % représentant les autres services rendus par les mers (WWF, 2017). Les Chapitres 9 et 13 en fournissent d’autres exemples. La zone économique exclusive des îles Cook de 1 960 000 km2 d’océan, est 7 000 fois plus grande que la superficie de ce pays de 240 km2, mais le tourisme et la valorisation côtière représentent deux fois la valeur économique des pêches (Brander et al., 2021).

5. LES PRÉALABLES AU CHANGEMENT : ADAPTER LES RÉGLEMENTATIONS Les halieutes Cury et Cayré (2001) espéraient qu’en raison d’une surexploitation généralisée, la pêche, dernière industrie mondiale exploitant des ressources animales sauvages pourrait suivre la même histoire que la chasse et devenir une activité marginale ou de loisir. Ils en attendaient l’avènement pour 2021. Nous sommes bien loin du compte ! Il serait temps que l’on réfléchisse à un autre type de rapport que la surpêche en mer pour établir un partenariat fécond avec les océans. Les états membres de l’ONU préparent, depuis 2020, un projet sur la haute mer, mais limité à la biodiversité ; il n’est pas encore question d’une gouvernance. Le droit de la mer (United Nations Convention on the Law of the Sea ou UNCLOS) s’est traduit par la mise en place de zones économiques exclusives (ZEE) qui étendent à 200 miles vers le large la souveraineté des États, depuis 1982. Il limite dans la pratique la liberté d’accès aux zones de pêches. L’aménagement, la valorisation, la mariculture sont possibles dans un cadre juridique national. La crise sanitaire de la COVID-19 a fait oublier ces sujets qui reviennent vers nous avec plus d’acuité. Toutes les règles peuvent être adaptées, pas les faits.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Changer de modèle : une révolution technologique

6. LES MERS CONFISQUÉES PAR LES CORPORATIONS Les fonctions vitales, mais invisibles des mers, dans la dépollution des eaux, la capture du CO2 et la production d’oxygène atmosphérique ou de matière vivante par photosynthèse nous concernent tous : chaque humain peut donc revendiquer un droit de regard sur l’usage des océans, puisque sa vie en dépend (Chapitre 1 ; 1). Les États ont confisqué l’usage de ce bien commun pour se l’attribuer ou le déléguer aux pêcheurs, aux militaires et aux transporteurs. Les pêcheurs professionnels sont les exploiteurs de ces espaces. On a vu comment leur surexploitation s’est généralisée, comment ils procèdent à leur pillage (Chapitre 10 ; 3) et les exactions et crimes qui les accompagnent (Urbina, 2021). En France, la pêche à la poutine (larves de poissons) est toujours pratiquée dans la région de Nice. Ces larves peuvent être capturées par dérogation, sous prétexte de pêche traditionnelle (Nice Matin, 2020). Cette capture autorisée concerne un milliard de larves par bateau et un nombre inconnu de bateaux. Des dizaines de milliards de poissons en moins, ce n’est quand même pas rien pour une aussi petite zone ! Voilà un exemple d’aide de l’administration au pillage des mers, mais le carburant et autres détaxes, ainsi que les autres subventions indirectes ne doivent pas être oubliés ! La pêche au filet fixe est aussi autorisée en France, dans le parc national de Port-Cros et les aires marines protégées ! Aux États-Unis, les pêcheurs demandent l’enlèvement des épaves ou des plates-formes pétrolières obsolètes, pour pouvoir chaluter ! La marine militaire française n’est pas davantage propriétaire des mers françaises pour interdire l’immersion de récifs artificiels alors que la marine américaine la patronne dans ses eaux ! L’exploitation du plus grand espace habitable de la planète a été abandonnée au fil du temps à ces corporations et lobbies, alors que l’humanité en dépend pour sa respiration et son climat. Chouraqui (1979) y a consacré tout un ouvrage.

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Partie 2. L’homme et les océans

7. LE BESOIN CROISSANT D’ÉNERGIE, PROBLÈME DE L’HUMANITÉ Nous avons déjà rapporté que 85 % de l’énergie primaire provenait de combustibles fossiles tels que le pétrole et le charbon ; les cinq grands groupes pétroliers auraient dépensé un milliard de dollars en lobbying, depuis la COP 21 de 2015, car ces entreprises sabotent la mise en place des politiques climatiques (European Scientist, 2019). Les énergies renouvelables (éolien et photovoltaïque) apportent à peine 2 % de ce total, pour un coût faramineux de 141 milliards de $ annuels (selon Lomborg (2020) et Chapitre 28 ; 2). Leur apport intermittent constitue un handicap insurmontable souligné par l’Académie des Sciences (2021) : « Les énergies renouvelables intermittentes et variables, comme l’éolien et le solaire photovoltaïque, ne peuvent pas, seules, alimenter un réseau électrique de puissance de façon stable et pilotable si leur caractère aléatoire n’est pas compensé. » En Chine, le charbon fournit environ 70 % de l’énergie, 65 % en Australie et 40 % pour l’Allemagne. Le Président chinois a été élu « hypocrite du climat » en 2020, car il encourage la réduction des émissions de CO2 tout en ouvrant près d’une centrale à charbon par semaine ! En incluant les déclassements, la capacité des centrales au charbon de la Chine a augmenté de 30 GW nets en 2020, selon le Centre de recherche sur l’énergie et l’air pur basé à Helsinki (CREA : https://energyandcleanair.org). Et ce pays a encore plus de 200 de ces centrales en projet ! Il a rouvert des dizaines de mines de charbon en 2021 (https://iowaclimate.org/2021/08/06/china-rolls-back-climatepolicy-reopens-closed-coal-mines -as-power-demand-surges/). Les prévisions pour l’Afrique concernent la construction de 2 500 centrales à charbon ou à gaz (Alova et al.,  2021). Les combustibles fossiles, de plus en plus utilisés, engendrent donc de plus en plus de CO2, cause de l’acidification des océans et du changement climatique. Mills (2019) en appelle à la physique de l’énergie pour expliquer pourquoi il est impossible que le monde puisse subir une transition à court terme vers une nouvelle économie énergétique. Pour 200

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Changer de modèle : une révolution technologique

arrêter le changement climatique, les Américains devaient réduire leur consommation d’énergie de 90 %, vivre dans 60 m2 carrés et ne prendre l’avion qu’une fois tous les trois ans selon l’étude de Vogel et al. (2021). L’Agence internationale de l’énergie confirme que 80 % de l’énergie utilisée sur la planète continuera à provenir des hydrocarbures en 2040 (Actu-World Energy Outlook, 2018) et 50 % en 2050 selon d’autres prévisions : les objectifs de 0 % d’énergie fossile de l’IPCC en 2050 seraient illusoires. Multiplier les références sur ce sujet devient inutile, il n’existerait aucun moyen de réduire à court terme les émissions globales de CO2  ; en 2021, les États-Unis, la Chine et l’Inde prévoient d’utiliser encore plus de charbon. Bogdanov et al. (2019) soutiennent pourtant qu’un système d’électricité renouvelable à 100 % pourrait être mis en œuvre d’ici 2050. Impossible d’autre part de croire qu’aucun progrès technologique ne survienne : les perspectives sont très nombreuses. On pense aussi à la maîtrise de la fusion nucléaire, le Graal de l’énergie qui pourrait révolutionner le destin de l’humanité. La Chine construit aussi 19 centrales nucléaires et en projette 115 de plus, selon la World Nuclear association (2021). Elles n’émettent pas de CO2 et le nucléaire revient en grâce avec ses technologies innovantes telles que les petits réacteurs modulaires (SMR) ou la production d’hydrogène pour atteindre la neutralité carbone, autant aux États-Unis qu’en France.

8. CONCLUSION : CHANGER DE MODÈLE L’incapacité actuelle de tous les intervenants impose un changement complet de cadre de pensée qui bute contre les réalités du problème énergétique ou économique et le manque supposé de solutions, lié, entre autres, à la compartimentation des sciences (Chapitre 1 ; 10). L’unique solution consiste à utiliser les capacités productrices et épuratrices des océans ; des interventions diverses peuvent être 201

Partie 2. L’homme et les océans

réalisées, qui constituent des solutions de conservation éprouvées : nous évoquerons le rétablissement de populations et d’habitats marins à la suite d’interventions passées (Chapitres 15 à 23) avant de démontrer comment elles sont applicables à tout l’Océan (Chapitres 24 à 29). Reste à adapter les règles et à ne surtout pas rejeter l’énergie nucléaire, tant que le caractère aléatoire des énergies renouvelables n’a pas été surmonté (Académie des sciences, 2021).

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Changer de modèle : une révolution technologique

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Partie 2. L’homme et les océans

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

15 La conservation, première forme de préservation

1. LA CONSERVATION : UNE PRÉSERVATION DURABLE La conservation des ressources vivantes au service du « développement durable » a été définie en 1980 par l’Union internationale de conservation de la nature (UICN ou International Union for the Protection of Nature) comme : « La gestion de l’utilisation par l’homme de la biosphère de manière à ce que les générations actuelles tirent le maximum d’avantages des ressources vivantes tout en assurant leur pérennité pour pouvoir satisfaire aux besoins et aux aspirations des générations futures ». Cette notion est capitale, car elle est admise avec une unanimité rare par les scientifiques, les autorités administratives ou religieuses : elle n’est pas synonyme d’intégrité ou du maintien en l’état. La conservation doit donc être comprise comme un aspect du développement durable.

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Le « Développement durable », ou Sustainable development, constitue aujourd’hui la référence, mais il en est une autre qui a servi de point d’appui au développement durable : il s’agit du principe 15 ou Principe de précaution de la Déclaration de Rio (juin 1992) : « En cas de risque de dommages graves ou irréversibles, l’absence de certitude absolue ne doit pas servir de prétexte pour remettre l’adoption de mesures effectives visant à prévenir la dégradation de l’environnement. » Développement durable et principe de précaution constituent donc le nouveau paradigme* dans lequel doit s’inscrire toute intervention dans les eaux marines pour leur conservation. Le principe de précaution ne peut donc constituer un alibi pour l’immobilisme, le conservatisme, la paresse ou l’irresponsabilité.

2. LA CONSERVATION DANS LES EAUX MARINES La conservation est abordée de façon différente, suivant qu’elle concerne les ressources exploitées par la pêche (poissons, mollusques et crustacés) ou la protection de l’environnement marin au profit de la vie marine ou de la conservation de la nature et de la biodiversité. La surpêche (Chapitre 10-3) élimine les grands poissons prédateurs et provoque une prolifération explosive de leurs proies qui deviennent les espèces dominantes. Le retour vers l’état antérieur n’est pas la règle, même quand la surpêche cesse, mais dans quelques cas, l’ancien écosystème peut se rétablir, plus ou moins à l’identique (cas de la morue dans l’Atlantique nord depuis le moratoire sur sa pêche de 1990). Dulvy et al. (2003) ont compilé 133 cas de disparitions de populations marines : souvent, la perte de biodiversité n’est pas détectée (53 ans s’écoulent entre la dernière observation et la date d’extinction). L’étude de McClanaham (2021) a démontré, par un suivi sur 24 ans, que la création d’une réserve marine sans aucun prélèvement, sur 30 % d’une zone auparavant exploitée, augmente la croissance des populations de poissons de 42 %, tandis que la pêche déclinait 208

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

dans les zones environnantes soumises à des restrictions d’engins de pêche ! Ces données montrent que fermer 30 % des zones de pêches côtières pourrait empêcher l’effondrement des pêcheries tout en protégeant les écosystèmes menacés.

3. BIODIVERSITÉ, RÉSILIENCE ET PLASTICITÉ DES ÉCOSYSTÈMES Selon la Convention on Biological Diversity (2015), la biodiversité définit « la variabilité des organismes vivants de toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie ; cela comprend la diversité au sein des espèces et entre espèces et celle des écosystèmes. » C’est notre capital biologique. En tant que telle, la disparition d’une ou plusieurs espèces correspond à une perte de ce capital vivant. En gros, la biodiversité correspondrait donc à un réservoir d’adaptations potentielles aux changements : dans les écosystèmes présentant une grande biodiversité, il y a redondance, une même fonction peut être accomplie par différents groupes d’espèces. Si les conditions changent (température, oxygène, etc.), certaines ne seront plus efficaces, mais d’autres le seront davantage. Les solutions naturelles sont diverses, comme l’a démontré Odum dans les eaux (voir Chapitre 12 ; 1.2). Il n’y a pas d’équilibre permanent, ils fluctuent et adoptent un nouvel état après une perturbation ; s’attacher à les conserver dans une situation stable n’est donc plus l’objectif ultime, puisque leur variabilité est naturelle. Ils manifestent aussi une résilience, c’est-àdire « une combinaison de résistance aux perturbations, la capacité de récupération et d’auto-organisation, ainsi que la capacité de s’adapter à de nouvelles conditions ». Cette capacité d’adaptation correspond à la plasticité. L’intervention sur les écosystèmes naturels n’a donc rien d’incompatible avec leur conservation. Aucune opinion politique ne peut se dire écologiste en prônant l’immobilisme ou le recul ! La dimension 209

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

idéologique et politique de l’écologie n’a rien à voir avec l’écologie scientifique. Les plus grands animaux des océans (au-dessus de 45 kg) jouent un rôle clé dans le fonctionnement des mers, mais la menace d’extinction concerne un tiers de ces espèces : des poissons osseux, de nombreux requins (requin-baleine) ou raies sont menacés, mais aussi le bénitier géant ou tridacne, de grands oiseaux marins, des tortues, calmars et poulpes et de très nombreux mammifères marins (baleines, phoques…) et cela pourrait aller jusqu’à 70 % aux pôles (Pimiento et al., 2020). L’augmentation de la biodiversité aquatique apporte de multiples avantages nutritionnels pour les humains (Bernhardt, O’Connor, 2021) : les micronutriments et les acides gras dérivés des seules espèces marines sont importants pour la santé humaine et constituent un pilier de la sécurité alimentaire et nutritionnelle mondiale. Plus de biodiversité engendre des régimes alimentaires plus diversifiés avec des avantages nutritionnels accrus. Reporterre (2020) souligne tous les manquements de la France pour la biodiversité (bétonisation de 50 000 ha/an, déclin de la biodiversité, pas de sortie des pesticides, budget de 0,4 %, etc.).

4. LES ESPÈCES INVASIVES Les invasions marines correspondent au transport, puis au développement d’espèces d’une région à une autre (Chapitre 11 ; 2.5). Ces transferts sont la conséquence du développement des transports mondiaux par air, et par mer surtout (eau de ballast des navires). En quelques heures ou jours, des organismes aquatiques sont transportés d’un bout du monde à l’autre alors que ces déplacements étaient totalement impossibles sans intervention humaine. Plusieurs milliers d’espèces transitent ainsi chaque jour entre différents endroits de la planète. Les chaînes alimentaires sont impactées : c’est le cas de la rascasse Pterois volitans en mer Caraïbe qui décime les autres poissons 210

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

de coraux. Le virus du choléra serait passé de l’Amérique du Sud dans le golfe du Mexique par les eaux de ballast. D’un autre côté, certaines cultures marines n’existent que grâce à ces transferts : en Europe, l’huître creuse japonaise, Crassostrea gigas, la palourde des Philippines, Ruditapes semidecussatus, sont devenues les principales espèces élevées (plusieurs centaines de milliers de tonnes), car les espèces indigènes ont été décimées par les maladies. Selon le point de vue de l’écologiste, de l’éleveur ou du consommateur, le bilan est donc différent. Sur terre, la majorité des espèces cultivées en Europe est d’origine exotique. Leur nombre avoisinerait les 16 000 ; plus de 2 000 sont envahissantes et coûtent 12 milliards d’€/an à l’Europe (Actuenvironnement, 2013). Les services sanitaires limitent les transferts d’espèces, mais pour les eaux de ballast, beaucoup d’États n’ont pas encore adhéré à la convention de l’Organisation maritime internationale !

5. LES FORMES DE CONSERVATION ET DE PROTECTION DANS LE DOMAINE MARIN La préservation in situ (dans la nature) est mise en œuvre dans des zones géographiques bien déterminées, telles que les parcs et réserves, car la perte de biodiversité (c’est-à-dire d’espèces) vient souvent de la dégradation de l’habitat dans lequel vivent ces espèces. L’interdiction réglementaire est devenue le principal outil de la conservation du milieu marin. Les aires marines protégées ou AMP en constituent la forme la plus connue. La préservation ex situ, c’est-à-dire hors du cadre naturel, concerne la simple conservation d’une espèce, voire de ses gènes dans un congélateur. À l’exception de l’installation de quelques récifs artificiels, il n’y a pas d’interventions physiques visant la restauration d’écosystèmes marins en Europe. Les choses diffèrent ailleurs (Japon, États-Unis, Chine). On considère cinq niveaux de protection dans les espaces 211

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

marins protégés qui vont de la protection d’une seule espèce à l’interdiction de la présence de l’homme avec des interdictions diverses. Le Conservatoire du littoral, quant à lui, s’attache à mettre hors urbanisation le linéaire côtier terrestre et en a acquis 12 %, soit 1 500 km. Le zonage géographique n’est pas le seul outil de gestion : les taxes et redevances d’utilisation (licences), le principe du pollueur-payeur, l’attribution de droits de propriété, l’interdiction de la commercialisation et même du transport d’espèces constituent des instruments économiques souvent bien supérieurs au zonage, mais ils sont peu répandus.

6. LES AIRES MARINES PROTÉGÉES À L’ÉCHELLE PLANÉTAIRE Le programme de réserves de la biosphère a conduit à la constitution de 714 réserves de biosphère (MAB France, 2020). Dans le domaine marin, celui de la grande barrière de corail s’étend sur plus de 2 000 km le long des côtes Nord-Est de l’Australie et couvre 348 000 km2, soit près des deux tiers de la France. La conservation des eaux côtières de la mer des Wadden (partagée entre la Hollande, l’Allemagne et le Danemark) a donné lieu à de nombreuses études scientifiques. La plus grande réserve marine du monde (1,3 million de km2, plus de 2 fois la France) a été créée en 2014, autour d’îles hawaïennes. L’encyclopédie en ligne Wikipédia (2019) a édité un article « Aire marine protégée ». Le droit de la mer (UNCLOS) est entré en vigueur le 16 novembre 1994 ! Les eaux internationales deviennent patrimoine commun de l’humanité, mais sans protection.

7. DE L’ESPACE POUR LA CONSERVATION La taille d’une réserve joue un rôle déterminant dans son efficacité, car les études d’écologie insulaire ont montré que la diversité des peuplements dans une île était fonction de sa surface. Le maintien d’une richesse génétique suffisante au sein d’une population demanderait d’autre part qu’elle soit au moins constituée de 500 individus. 212

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

Les parcs et réserves associent donc une notion de grand espace à la protection, qui ne se conçoit pas pour de petites surfaces. L’océan mondial (hors zones économiques exclusives) et l’Antarctique constituent les premières aires géographiques officiellement déclarées comme patrimoine commun de l’humanité, ce qui impliquerait l’émergence d’une responsabilité planétaire, encore inexistante. Très souvent, les réglementations adoptées ne sont pas mises en œuvre faute de pouvoir les faire respecter en mer. Une aire marine protégée ne vaut que par sa protection et on nomme « parcs de papier » les nombreuses zones théoriquement protégées, mais sans protection réelle en mer. Concernant la France, une bureaucratie aussi tentaculaire que pesante a produit plus d’une douzaine de catégories d’AMP (ministère de l’Écologie, 2012), dont une majorité d’inutiles parcs de papier.

8. LES CONDITIONS DU SUCCÈS DES AIRES MARINES PROTÉGÉES L’OCDE (1993) a étudié les conditions de réussite d’une aire marine protégée : – centralisation des pouvoirs (un seul organisme gère la zone) ; – consultation (l’organisme consulte toutes les parties impliquées) ; – capacité de contrôle effective et dissuasive ; – revenus propres pour éviter de privilégier les activités lucratives au détriment de la protection des habitats. Cette organisation économique a aussi publié un document sur les aires marines protégées (OECD, 2017a) et l’aménagement de l’espace marin (OECD, 2017b).

9. IMPACT DES AIRES MARINES PROTÉGÉES (AMP) : L’EFFET RÉSERVE Ces impacts sont plus marqués dans les zones soumises auparavant à une forte pression de prélèvements que dans les zones où la pêche était absente : 213

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

– Augmentation significative du nombre d’individus appartenant aux différentes espèces ; Guidetti et al. (2014) le démontrent à grande échelle pour les poissons. – Augmentation de la diversité biologique (retour d’espèces ayant disparu) et augmentation de l’abondance d’espèces rares, dispersion des larves, etc. – Structure équilibrée des populations, avec abondance d’adultes de grande taille et augmentation de la biomasse. Dans toutes les réserves, les grands poissons sont plus abondants qu’à l’extérieur. Bien d’autres impacts tels qu’un rôle de refuge, de tampon, des effets cascades ou indirects, d’autres directs sont rapportés (Severin, 2001, Wickel 2008, Galzin et al., 2009). – L’augmentation des quantités pêchées a été démontrée pour la langouste en Californie (Lenihan et al., 2021) : une réduction de 35 % de la zone de pêche résultant de l’installation d’AMP a été compensée par une augmentation de 225 % de la capture totale après 6 ans ! Pour Davies et al. (2021), il y a 400 % de poissons de plus dans une zone protégée qu’à l’extérieur, dans une zone similaire.

10. ARTÉFACTS DE L’EFFET RÉSERVE Les réserves ne présentent donc pas une référence à l’état naturel originel, elles accentuent la différence entre les zones protégées et les zones pauvres, non protégées. Il n’y a plus aucun endroit en mer qui représente l’état naturel, vierge, de la mer, puisqu’il y a déjà du plastique dans les fosses marines. Les AMP constituent des lieux de rencontre où l’on peut encore avoir un aperçu, quoique biaisé, de la biodiversité de la faune originelle, et où les espèces surpêchées (requins, mérous, tortues, etc.) peuvent encore être vues. Pour attirer les touristes, le nourrissage (ou feeding) consiste à nourrir les poissons dans les zones où ils abondent (AMP ou autre). Cet apport de nourriture les rassemble, créant vite une concentration. 214

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

Pratiqué avec des requins, le spectacle fait frissonner. Le feeding est décrié pour des raisons d’équilibre écologique et de modification du comportement, mais il contribue à l’économie touristique, ne tue pas les poissons et permet l’approche des espèces marines emblématiques dans un océan déjà dénaturé par l’homme.

11. EFFETS NÉGATIFS DES AIRES MARINES PROTÉGÉES – La pêche va s’exercer sur les zones non protégées. – Le braconnage se concentre sur les zones protégées, surtout les plus isolées (îles Galapagos…). – La fréquentation humaine accrue des AMP entraîne des prélèvements clandestins, des dégradations dues au contact des plongeurs (gorgones, coraux, soulèvement de la vase). – Les ancres des bateaux dégradent les herbiers, les épaves, le corail et les autres fonds. Diverses précautions (mouillages aménagés, plongeurs bien encadrés, etc.) permettent de les surmonter.

12. LA PRÉSERVATION, VALORISATION SUPÉRIEURE À LA PÊCHE Nous avons traité de la pêche qui ne représente pas la meilleure façon de valoriser le poisson (Chapitre 10 ; 3). Une étude a concerné les mérous dans le parc national de Port-Cros (France) ; à 20 € le kilo, un mérou de 15 kg vaut 300 € sur le marché. Les 200 mérous adultes rassemblés autour d’un îlot représentent 60 000 €, mais ils attirent des dizaines de milliers de plongeurs par an. Avec la plongée à 50 € et des mérous vivant des décennies, ils constituent un capital de plusieurs millions d’euros. Il en est de même aux îles Mèdes en Espagne (plus de 70 € la plongée) : le bénéfice annuel total de la zone provenant de la pêche et du tourisme est 13 fois plus élevé qu’il ne l’était avant la mise en place de la réserve (Sala et al., 2016). L’État des Bahamas a interdit la pêche 215

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

aux requins que les plongeurs viennent côtoyer lors des nourrissages. Du fait de cette activité, le prix de chaque requin vivant est estimé à 175 000 € ! Nous avons vu (2, ci-dessus) comment la création d’une zone sans prélèvements augmentait le nombre de poissons tandis que la pêche déclinait dans les zones environnantes. Les pêcheurs de loisir en mer ou eau douce paient leur poisson très cher avec les frais de transport, de résidence, de bateau, mais cela a-t-il encore un sens économique à l’époque du no-kill (prendre et relâcher) qui enlève à la pêche sa fonction alimentaire et se recentre sur l’activité ludique, le respect du poisson et du milieu ? La conservation a donc une signification économique irréfutable.

13. UNE TRÈS FAIBLE PRÉSERVATION DES MERS PAR LES AMP ACTUELLES Dans la majorité des cas, la conservation s’exprime juridiquement par la protection d’une aire géographique (Aire marine protégée ou AMP). La création d’aires marines protégées constitue la voie essentielle de la conservation de la vie marine. L’inventaire des AMP de Méditerranée de Claudet et al. (2020), en libre accès, montre la nullité de ces préconisations : 95 % des réglementations dans ces zones ne sont pas plus restrictives qu’à l’extérieur et seulement 0,23 % de cette mer est vraiment protégé ! C’est pire dans les zones éloignées. Plus de 30 % du domaine maritime français est classé « aires maritimes protégées », mais 99 % sont dans des zones ultramarines peu fréquentées (Terres australes, etc.) et seuls 0,04 % des espaces bénéficient d’une protection forte, selon Carpio (2020) ! Au Royaume-Uni, le chalutage de fond ou le dragage ont concerné 97 % des aires marines protégées en 2019, et 200 000 heures de ces types de pêche y ont été enregistrées (The Guardian, 2020) ! L’objectif défini en 2021 par Sala et d’autres auteurs après étude est d’atteindre 45 % d’aires marines protégées, interdites à toute forme 216

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

de pêche, ce qui permettrait de protéger la biodiversité, en augmentant le rendement de la pêche hors AMP.

14. LES BÉNÉFICES ATTENDUS DE LA GÉNÉRALISATION DE VRAIES PROTECTIONS On ne peut que souhaiter la généralisation de vraies zones protégées dans les mers et océans, puisqu’elles valorisent mieux les ressources marines que l’exploitation par la pêche professionnelle. Comme la chasse, il y a 2 000 ans, cette pêche pourrait devenir secondaire (Curry et Cayré, 2001). La pêche professionnelle ne figure déjà qu’en 8e position dans les activités marines et maritimes (Chapitre 9, Figure 9-1). À ce jour, seuls 3,4 % de la surface océanique sont officiellement protégés et 0,6 % seulement sont des aires sans capture. Le Fonds mondial pour la nature (WWF) estime les bénéfices attendus pour une extension à 10 % d’AMP sans capture dans les océans entre 622 et 923 milliards de $ pour la période 2015-2050 (Reuchlin-Hugenholtz, McKenzie, 2015). Pour une superficie de 30 %, ils se situeraient entre 719 et 1 145 milliards de $ durant la même période, avec une rentabilité économique évaluée entre 9 et 24 %. Pour restaurer les populations de poisson des eaux internationales et celles des ZEE, White et Costello (2014) proposent d’interdire la pêche dans les eaux internationales (60 % des océans), pour maintenir ces stocks à des niveaux optimaux. Nous adhérons à cette proposition partagée par d’innombrables scientifiques marins.

15. LA CONSERVATION PAR LA MARICULTURE Tous les exemples de repeuplement, renforcement des populations, sea-ranching que nous avons évoqués (Chapitre 10 ; 4.5) peuvent servir d’exemple pour illustrer cette complémentarité entre aquaculture et pêche (SCORE, 2014). Cette démarche répond au 217

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

problème majeur des pêcheries et de la science halieutique : l’imprévisibilité structurelle du recrutement (Chapitre 10 ; 3.1). L’UICN (2021) expose le cas de la culture du bénitier géant dans une AMP de Polynésie française tandis que Theuerkauf et al. (2021) soulignent la valeur de l’habitat offert par la mariculture des mollusques bivalves et des algues marines pour les poissons et les invertébrés.

16. L’EXEMPLE D’UNE RESTAURATION MARINE RÉUSSIE L’exemple de la mer des Wadden est instructif : les diverses formes de l’aménagement sont débattues depuis longtemps. Cette mer (500 km de côtes) avec zones intertidales et marais salants couvre 10 000 km2, la surface de la Corse, répartis dans trois pays. Il y a 3,7 millions d’habitants, dont 70 000 sur les îles. La faune comprend des dauphins, des milliers de phoques, 10 millions d’oiseaux, certains migrateurs. La pêche professionnelle concerne crevettes et moules qui font aussi l’objet d’aquaculture. L’activité humaine se traduit par la présence de ports et de flottes de plaisance (des dizaines de milliers de bateaux), car le tourisme concerne 10 millions de personnes/an. L’énergie solaire, les éoliennes, l’extraction de tourbe et de sel complètent les activités économiques. Dans le cadre d’une gestion tripartite (Allemagne, Danemark, Hollande) depuis 1978, cette mer a été inscrite au patrimoine de l’UNESCO en 2009, malgré le nombre et la complexité des problèmes. Elle pratique une protection de l’environnement et une gestion de précaution sans précédent (politiques harmonisées, modalités de gestion, processus de surveillance, évaluation et intégration des réglementations : Wadden sea plan, 2010). Les composantes de cette réussite concernent la définition de zones avec des niveaux d’activités humaines différents, la création de réserves naturelles hors de l’influence humaine, la limitation de la pêche, de la navigation de plaisance, l’interdiction de la chasse en bateau, l’adaptation du tourisme à la conservation de la nature, etc. Bien des problèmes se posent encore, mais on a là l’exemple d’aménagements 218

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

qui non seulement concilient la préservation de la nature et la présence humaine, mais permettent la création de richesses, à partir de la protection de zones marines. Les résultats de la recherche ont montré que l’interdiction du chalut pourrait restaurer et conserver la biodiversité dans les eaux côtières tropicales (Wang et al., 2021).

17. L’EMPREINTE ÉCOLOGIQUE, ÉVALUATION BIAISÉE Elle mesure, en hectares, la surface de la planète requise pour reconstituer les ressources consommées et pour absorber les déchets produits, par an, par chaque habitant (ou ville ou pays). Cette surface productive comprend les forêts, les terres agricoles, les pâturages, l’eau potable et les ressources des océans. En divisant la surface productive globale par le nombre d’habitants de la Terre, on obtient la surface de l’empreinte écologique. Il y aurait sur terre environ 12 milliards d’hectares (terrestres et aquatiques) productifs et 7 milliards d’humains, l’empreinte écologique maximale possible correspondrait donc à 1,7 ha/habitant. Il faudrait 2,6 planètes si tous les humains consommaient autant qu’un Français. L’émission de CO2 compte pour 50 % de ce total en France. Ici encore l’Océan est oublié : ses 360 millions de kilomètres carrés représentent 36 milliards d’hectares (1 km2 = 100 ha) qui absorbent autant voire plus de CO2 que tout le reste de la végétation. Au moins pour le CO2, prendre pour base 12 milliards d’hectares comme surface des océans est erroné : la surface de l’océan, soit celle des trois quarts de la planète a été sous-évaluée, et ses potentialités aussi !

18. CONCLUSION : CHANGER DE MODÈLE Aucune opinion politique ne peut se dire écologiste en prônant l’immobilisme ou le recul (3, ci-dessus). 219

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Le rôle bénéfique des aires protégées, des parcs et de toute autre forme de conservation de la nature ne peut qu’être souligné, avec des résultats démonstratifs et irréfutables quand la protection est réelle. La conservation de la nature est la première forme d’aménagement ; elle implique en effet une action humaine qui est ici une action de préservation et de valorisation volontaire. La conservation actuelle s’appuie uniquement sur des réglementations ou l’inepte le dispute à l’inappliqué. De vraies protections et leur application sont nécessaires pour aboutir à une véritable conservation, ce qui n’est pas le cas aujourd’hui. Les propositions pour les atteindre sont connues et vont de l’élimination des pollutions de tous ordres à l’interdiction de la pêche en haute mer, de la pêche au chalut et de la pêche dans les eaux côtières, avec création d’une agence internationale indépendante chargée de la surveillance, de la suppression des subventions, et de l’application des lois. L’installation d’une force militaire internationale dans ce rôle pacificateur est inévitable. L’étude de McClanahan (2021) ou l’exemple de la mer des Wadden sont à retenir. La préservation par la réglementation ne constitue que la première étape de l’action ; les Chapitres suivants (16 à 23) revoient d’autres démarches et procédures de restauration, de réhabilitation et d’optimisation. Dans tous les cas, il s’agit de solutions basées sur la Nature, démontrées et éprouvées.

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La conservation, première forme de préservation

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La conservation, première forme de préservation

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16 Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

1. L’IMPORTANCE DES SUBSTRATS DURS EN MILIEU AQUATIQUE Le fond de la mer ou le tombant d’une falaise en contact avec l’eau, une surface rigide comme la coque d’un bateau ou souple comme un cordage, constituent des substrats, des zones de contact ou interfaces entre milieux différents. Le fond peut aussi être meuble (vaseux ou sableux), et la nature de ces surfaces immergées entraîne des incidences capitales sur la flore et la faune. La surface de l’eau en contact avec l’air, la périphérie des minuscules bulles gazeuses ou huileuses que l’on rencontre en mer (dégagement gazeux, bulles injectées par les vagues), constituent le cadre de phénomènes particuliers (Chapitre 3 ; 1.3, Figure 3-1). Les contacts entre eau et surface immergée que l’on rencontre en mer sont donc très variés et cette variété va de pair avec des catégories d’organismes différents (Figures 9, 10 et 11, planche couleur). Ces surfaces stables se couvrent vite de multiples organismes fixés. 225

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Les bactéries et autres microbes adhèrent en premier sur toute surface vierge immergée pour constituer un film bactérien, puis les larves planctoniques de multiples espèces s’y fixent, au fil du temps… Les récifs artificiels (mais aussi tout ce qui est dur, stable et immergé) constituent un support pour les êtres qui vivent fixés sur ces substrats.

2. LES EFFETS MULTIPLES DES RÉCIFS ARTIFICIELS (RA) OU HABITATS ARTIFICIELS Un habitat ou récif artificiel est une structure immergée, construite ou placée délibérément sur le fond marin dans le but d’imiter certaines fonctions d’un récif naturel destinées à protéger, régénérer, concentrer et/ou valoriser les peuplements de ressources marines vivantes (Convention et Protocole de Londres / PNUE, 2009). Leurs multiples fonctions et bénéfices ont été évalués par le National center for coastal ocean science (2020) de la NOAA. Leur action physique directe consiste à fournir un substrat de fixation pour les organismes fixés, à augmenter la complexité structurale des habitats en fournissant de l’espace dans le sens vertical, et à modifier l’action des vagues et des courants. Sur le plan écologique, on utilise les habitats artificiels pour augmenter la production des pêches, mais aussi pour influencer le cycle biologique des organismes ou la fonction des systèmes écologiques ou pour protéger ou conserver les habitats, car leurs effets sont nombreux : – agrégation de poissons par attrait visuel ou alimentaire, recherche d’eau calme ou turbulente ; – production de biomasse d’invertébrés (mollusques et autres) et de poissons sur ces substrats durs ; – création d’aires marines protégées, de zones de pêches (artisanale ou de loisir), ou de plongée ; – création de nouveaux habitats ; – augmentation des quantités pêchées ; – création de zones de courants ascendants ; 226

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

– création d’îles artificielles pour engendrer une nouvelle zone territoriale en mer (Chine). Foster et al. (1994) rapportent que, pour compenser la perte d’habitats, des récifs artificiels ont été installés et suivis pendant cinq ans dans la baie du Delaware (États-Unis) ; les récifs multiplient la quantité d’êtres vivants sur le fond d’un facteur compris entre 147 et 895 par rapport à la biomasse initiale du site sableux (biomasse moyenne dans un fond de sable inférieure à 10 g/m2), et la valeur annuelle moyenne des services fournis par les RA se situerait entre 10 325 $ et 99 421 $ par hectare. Fikes (2013) calcule que pour 1 $ investi en RA en Floride, l’avantage économique serait de 138 $.

3. GRANDES CATÉGORIES DE RÉCIFS (HABITATS) ARTIFICIELS Plusieurs ouvrages ont été consacrés aux récifs artificiels (D’Itri, 1985 ; Seaman et Sprague, 1991 ; Jensen et al. Eds., 2000), ainsi qu’à leur usage (NOAA, 2007 ; FAO, 2015), ces derniers en libre accès. 3.1 Récifs artificiels de recrutement et capteurs de naissain La transition entre vie en pleine eau et vie fixée sur le fond pose des problèmes aux larves, du fait des phénomènes hydrodynamiques et de leur changement de comportement (Chapitre 7 ; 1.5). La très grande majorité des larves d’espèces vivant sur le fond, produites par milliards, sont ainsi vouées à périr par manque de substrat, par famine, ou par prédation à la fin de leur vie en pleine eau. Le captage des mollusques constitue une réalité qui illustre ces capacités : l’ostréiculture, la mytiliculture, la pectiniculture traditionnelles sont basées sur la capture de larves au moment de leur fixation sur un substrat vierge, le capteur, qui leur est fourni par l’homme. On peut parler d’habitat artificiel pour ces capteurs. L’absence d’habitat à la fin de la vie en pleine eau contribue pour plus de 90 % à la mortalité larvaire des poissons de récifs coralliens 227

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

selon de multiples auteurs. La Figure 16-1 schématise un habitat constitué d’un empilement de petites roches. surface herbier

Habitat de recrutement pour les juvéniles de poissons (0,25 m de haut)

–6 m récif artificiel (5 m de haut)

–14 m Figure 16-1 | Profil de l’habitat utilisé pour le recrutement de poissons de roche. (Adapté de Buckley, 1991.)

Au Japon, aux États-Unis, l’utilisation de coquilles d’huîtres rassemblées en modules dans des volumes en béton ou en grillage ou dans des sacs en filet est répandue depuis longtemps pour constituer des structures dépassant la centaine de m3, pour protéger les berges, filtrer les eaux estuariennes ou constituer des habitats à usages multiples. Les larves de la langouste rouge (Panilurus argus) se fixent en fin de vie planctonique sur les amarres des bateaux recouvertes de salissures et d’algues. Ellis (1991) indique qu’un petit collecteur immergé constitué de substrats divers, capte 300 à 400 juvéniles de cette même espèce par an et par capteur en Floride et à Antigua. Cette technique est toujours utilisée (Ito, 2011). La restauration ou l’implantation de récifs coralliens par transplantation de coraux grossis en nurserie ou de boutures prélevées en milieu naturel est pratiquée dans la ceinture tropicale. Ces implants sont collés sur des treillis métalliques, des récifs artificiels ou naturels à l’aide de ciment, de colle époxy, etc. 228

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

180 blocs type nurserie

monticule de roche (3 m de haut) 900 m isobathe 10 m

620 m

500 m

isobathe 5 m

ligne de rivage

Figure 16-2 | Plan d’une nourricerie pour poissons aménagée à l’aide d’habitats artificiels. (Adapté de Mottet, 1985.)

3.2 Récifs artificiels pour algues et invertébrés Les récifs de roches naturelles sont utilisés dans les zones où le fond est constitué de sédiments meubles, pour la culture d’algues, depuis 1870 au Japon. Dans les zones où les tempêtes peuvent déplacer et disperser de tels blocs, ils sont disposés dans des cages en filet synthétique de 4 m de long sur 1,2 m de large et 0,6 m de haut, les « futons cages » garnis de roches de 20 à 50 cm de diamètre (poids d’un futon : 2,9 à 4,4 t). Ils sont utilisés par dizaines de milliers. L’État américain du New Jersey a immergé 3 millions de m3 de blocs de roche sur les récifs de Shark River (App. Com., 2014). Pour restaurer la qualité des eaux du port de New York, depuis 2014, l’implantation d’un milliard d’huîtres est en cours, jusqu’en 2035 (https:// www.billionoysterproject.org). Le port de Hong Kong l’imite. La Chine déclare avoir implanté plus de 60 millions de m3 de RA constitués surtout de roches et de ciment au cours des 40 dernières années. Nous avons installé et suivi en Martinique (Barnabé, 2007) 4 récifs de 500 m3 de roches naturelles colonisés par des algues, des invertébrés et de nombreux poissons (Figure 16, planche couleur). 229

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

À Cuba, des habitats artificiels constitués de pièces de bois entrecroisées recouvertes de tôles et surélevées du fond de 15 cm environ, appelées « casitas  » sont utilisés pour attirer les langoustes et faciliter leur capture : ces 120 000 casitas produisent 7 000 tonnes de langoustes/an, selon Muñoz-Nuñez (2009). 3.3 Habitats artificiels spécifiques pour poissons… et plongeurs Cet usage des RA est le plus répandu dans le monde : il est connu que les poissons se rassemblent dans les zones où un changement topographique marque le fond. Les épaves de navire constituent ainsi les habitats artificiels les plus anciens. La répartition des poissons autour des récifs a été codifiée et on peut distinguer trois grandes catégories fréquentant les récifs : les espèces pélagiques au-dessus du récif, dites migratrices de surface, les espèces migratrices de fond autour du récif, les résidents, non migrateurs (Figure 16-3). L’abondance des poissons serait directement proportionnelle à la complexité structurale des RA et à leur volume. Les biomasses et les densités de poisson sont plus élevées sur les récifs artificiels que sur les récifs coralliens, du fait de cette complexité.

Type C : Migrateurs de surface

Type B : Migrateurs de fond

Type A : Poissons résidents

Figure 16-3 | Classification des poissons selon leur affinité pour le récif. (Adapté de Nakamura, 1985.)

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

Le record de taille appartient au récif d’acier japonais Type SR 35 (Figure 16-4) dont le côté carré de la base mesure 17,5 m pour une hauteur de 35 m, un volume de 9 347 m3 et un poids de 91 t, dont 75 d’acier, 14 de ciment, 2 de roches artificielles. Le coût est de 350 000 $ (Lacroix, 1999). Plusieurs unités ont été installées par 60 à 70 m de fond ; elles rassemblent des cohortes de poissons pélagiques (Ito, 2011). Il existe de très nombreux modèles de RA d’architectures différentes (Lacroix, 1999 ; Ikuta et Akeda, 2011 ; Ito, 2011). Tour constituée d’anneaux (3 m de diamètre)

Panneaux de roche artificielle

Panneaux de roche artificielle à l’intérieur du récif Lest centrak de 15 tonnes

Figure 16-4 | Récif tour japonais SR 35. (Adapté de divers auteurs.)

Un type particulier de récif est constitué par un monticule engendrant un courant ascendant (upwelling) qui transporte des sels nutritifs des eaux profondes en surface, ce qui génère du plancton servant de nourriture aux poissons (Figure 16-5). Au large de l’île d’Ikitsuki (Nagasaki, Japon), la production est passée de 250 tonnes avant, à 1 500 tonnes après l’installation d’un tel déflecteur. 231

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Les meilleurs lieux de pêche ne sont cependant pas constitués par les récifs artificiels, aussi grands soient-ils, ou les récifs naturels, mais par les plateformes pétrolières offshore, selon Claisse et al. (2014). Avec 7 500 plateformes à travers les océans qui cesseront un jour de produire, les auteurs concluent que les laisser en place serait la meilleure chose pour l’écosystème local, ce que confirme la revue de von Elden et al. (2019) qui reconnaissent ce rôle écologique des plateformes offshore.

Gros poissons

Petits poissons

Remontée de sels nutritifs Sédimentation de matière organique

Création d’un upwelling

Courant Davantage de poissons

Rassemblement de poissons Récif artificiel déflecteur de courant –60 à –150 m

Augmentation du benthos

Distribution verticale des sels nutritifs après la construction d’un déflecteur d’upwelling

Distribution verticale des sels nutritifs

Zone photique –30 m

Eaux enrichies

Zooplancton

Courant

Phytoplancton

Surface

Fig 16-5 | Schéma d’une résurgence engendrée par un récif déflecteur de courant. (Inspiré de Ito, 2011.)

Ne nous étonnons pas qu’avec plus de 6 millions de pêcheurs américains amateurs dans le golfe du Mexique, 70 % fréquentent 232

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

les plateformes pétrolières pourtant éloignées ! Il y aurait en Floride 2 878 RA et, pour la seule côte du Texas, en 2011, l’activité autour des RA et plateformes a engendré un chiffre d’affaires évalué à 3,7 milliards de $ (www.tpwd.state.tx.us/artificialreefs). En comparaison, la pêche maritime professionnelle française affiche un total de ventes de 1,05 milliard d’€ en 2012 (IFREMER, 2014).

4. LE RÔLE D’HABITAT ARTIFICIEL DES OUVRAGES DE PROTECTION : BRISE-LAMES, JETÉES, DIGUES Les moins profonds des récifs artificiels sont constitués par les brise-lames, les digues, les épis, destinés à protéger des ports, des plages ou d’autres portions du littoral (Chapitre 24). Comme le notent Stephens et al. (1994), le brise-lames qu’ils étudient (18 années de suivi), présente des populations de poissons plus abondantes et plus diversifiées qu’un substrat dur voisin : l’augmentation des populations de poissons résulte d’une structure non conçue à cette fin ! Un type de récif spécifique de protection des plages et des côtes, construit à cette fin, est commercialisé : le Reef ball. Il s’agit de demisphères creuses de 0,5 à 2 m de diamètre, en mortier moulé, percées d’orifices. Ce type d’habitat s’inscrit dans le vaste catalogue des RA destinés à des fonctions spécifiques (près de 400 modèles sont brevetés au Japon). Des récifs spécifiquement destinés à la protection des fonds meubles ou des herbiers marins contre le chalutage sont utilisés dans de nombreux pays ; ils associent un bloc de béton traversé par des rails ou d’autres parties saillantes susceptibles d’accrocher les chaluts. D’autres structures lourdes et de formes diverses assument à la fois la fonction de protection et d’habitat, tels les tubes de béton utilisés dans les travaux publics (Figures 14 et 15, planche couleur). Le Projet France-Angleterre MARINEFF (MARine INFrastructure EFFects) 2020 (http://marineff-project.eu) vise à intervenir sur les 233

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

digues, jetées, quais, épis, etc. conçus et construits sans soucis écologiques pour incorporer des habitats à ces structures dans les eaux côtières de la Manche.

5. FONCTIONNEMENT DES RA : CONCENTRATION OU ALIMENTATION ? Le débat est ancien, certains expliquant que le rôle de récifs se bornerait à concentrer les poissons, mais de nombreux autres travaux ont prouvé le contraire et cette controverse est close : la concentration n’est pas leur seul effet, selon les travaux de Bombace et al. (1994 a et b), Barnabé et al. (2000), Cresson et al. (2019) et bien d’autres. Leur impact à près de 5 km de distance a été démontré par Yu et al. (2015).

6. RÉCIFS CONSTITUÉS D’OBJETS RECYCLÉS ET D’ÉPAVES Les pneus ont été largement utilisés pour la construction de récifs artificiels, car ils constituent un déchet industriel abondant, peu onéreux, et d’une durée de vie inégalée. Légers, ils doivent être lestés pour ne pas dériver sur les fonds. Collins (2021) a réalisé une revue exhaustive des études sur les récifs artificiels constitués de pneus et déclare : « Jusqu’à présent, des millions de pneus utilisés dans les récifs artificiels marins autour du monde ont été colonisés par des organismes marins, sans effets néfastes apparents… Les résultats à ce jour n’ont montré aucune preuve d’une absorption significative par les organismes récifaux des composés issus de pneus. » Des millions ont été immergés sur de multiples sites. Ils offrent des refuges à la vie marine (Gibraltar Chronicle, 2021). On les incorpore aussi dans le béton. Les débris de démolition d’immeubles, de ponts, de stades, des tubes et autres pièces de ciment ont été utilisés, car ces matériaux ont fait leurs preuves en immersion. Ils sont utilisés pour la construction de milliers de récifs artificiels (Suda et al., 2017). 234

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

Les épaves de bateaux, de tanks, d’autobus, de métros, d’avions sont utilisées par milliers dans de nombreux pays. Les épaves de navires constituent des sites recherchés pour la plongée de loisir, car le tourisme constitue une activité beaucoup plus importante que la pêche (Chapitre 9 ; 2).

7. CRÉATION DE RÉCIFS PAR PRÉCIPITATION ÉLECTROCHIMIQUE La méthode consiste à créer des armatures ou grillages métalliques et à faire passer un courant électrique continu de basse tension à travers la structure. Dans un électrolyte comme l’eau de mer, les carbonates de calcium, les hydroxydes de magnésium dissous dans l’eau de mer sont précipités à la cathode pour créer une structure de récif dix fois plus résistante que le béton, selon le brevet de Hilbertz (1984), mais le processus est lent. Ces structures récifales électrifiées améliorent la survie et la croissance des coraux et mollusques qui s’y fixent selon Goreau (2014). Cette technologie est appliquée dans des sites tropicaux pour la réhabilitation de récifs coralliens ou la création de nouveaux récifs. L’installation de Pemuteran, à Bali, est la plus importante. La société Géocorail teste un procédé similaire à Sète sur les géotubes de protection des plages (Chapitre 24 ; 3) tandis que la Cie CCell (2021) revendique l’invention de cette technique (https:// www.ccell.co.uk). Malgré la lenteur du processus, la création d’îles au faîte de monts sous-marins est envisageable !

8. LES RÉCIFS ARTIFICIELS DANS LE MONDE – Le Japon disposerait de la majorité du volume des récifs immergés dans le monde avec 20 millions de m3, dispersés sur environ 6 400 sites couvrant 1 800 km2. Le but est de créer de nouveaux fonds de pêche sur des zones désertiques. Ikuta et Akeda (2011), Ito (2011) font le point sur les RA en Asie. La Chine revendique 235

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

60 millions de m3. L’effet positif des RA sur la densité des poisons a été prouvé (Zeng et al., 2021). – Avec plusieurs millions de m3 installés, les États-Unis viennent ensuite ; leur objectif diffère, puisqu’il vise les activités de loisir et le tourisme (pêche de loisir, plongée). Aux RA spécifiques viennent s’ajouter les immersions de vieux tanks, de rames de métro, de très nombreux navires allant jusqu’au porte-avions. La pêche de loisir vise aussi les milliers de plateformes pétrolières dans le golfe du Mexique. L’activité économique induite se chiffre par milliards de $, et les emplois par milliers (Huth et al., 2015). Si l’on prend en compte les plateformes pétrolières qui jouent aussi ce rôle, les États-Unis dépassent le Japon, car le volume total de la partie immergée des plateformes a été estimé à 128 millions de m3 selon Kolian et Sammarco (2008). San Clemente en Californie revendique le plus grand récif artificiel du monde avec 151 hectares de blocs de roches (pour réduire les effets de l’eau chaude issue d’une centrale nucléaire). – Concernant l’Europe et la Méditerranée, les situations sont très contrastées selon les pays (Fabi et al., 2013 ; Ville de Marseille 2013 a et b). Ici, les poissons, les épaves, les eaux claires sont rares, les plongeurs-voyageurs vont ailleurs. En France, pas de sanctuaire de la faune sur les déserts de sable que continuent à racler les chalutiers pour capturer les quelques alevins qui leur échappent encore (vente de merlus de 10 à 12 cm à Agde : https://www.midilibre. fr/2021/05/12/une-plainte-deposee-contre-six-chalutiers-et-lacriee-du-grau-9539996.php. Constaté de visu sur le marché central de Sète pour maintes espèces). – La France disposerait de 60 000 m3, contre 300 000 pour l’Italie et l’Espagne, car l’institut français en charge des autorisations (IFREMER) a longtemps nié l’efficacité des RA. L’immersion d’épaves à moins de 1 000 m de profondeur est interdite par notre marine militaire, tandis que celle des États-Unis les patronne ! La densité des RA dans nos eaux côtières reste donc insignifiante, et ce retard 236

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

ne peut plus être rattrapé grâce à la compétence de nos militaires et bureaucrates (exemple du porte-avions Clemenceau démantelé ; Wikipédia, 2020). – Des récifs artificiels spécifiques sont immergés dans quelques pays pour créer des vagues pour le surf.

9. CONCLUSIONS L’efficacité des récifs artificiels et la démonstration de leur capacité à augmenter l’abondance des populations aquatiques en font un outil essentiel de l’ingénierie écologique. Les deux tiers des fonds côtiers mondiaux sont plats et sablonneux ; les récifs artificiels changent tout cela, comme le démontrent Foster et al. (1994) avec des valorisations évaluées entre 10 000 $ et 99 000 $ par hectare, ou l’activité économique autour des récifs artificiels au Texas, plus de trois fois plus importante que toute la pêche professionnelle française (3.3, ci-dessus) ! En Europe, et surtout en France, l’échec économique est cuisant dans les productions de la pêche ou de l’aquaculture ; il résulte d’une bureaucratie incompétente et de scientifiques figés dans les études théoriques et la modélisation ronronnante, loin des réalités (Instituts nationaux, Europe). L’approche asiatique, pragmatique et décentralisée, s’est orientée vers l’augmentation de la production de ses pêcheries côtières, en particulier par l’immersion continue de RA de plus en plus divers et imposants. Leur construction explose en Chine pour contrebalancer la pollution des eaux côtières. L’approche américaine (États-Unis, Australie et nombreux autres pays) est tout aussi pragmatique et décentralisée, mais plus orientée vers la pêche amateur et autres activités de tourisme et loisirs, avec l’immersion de milliers d’épaves de navires et de RA (2 800 pour la seule Floride), qui conduisent à des retombées économiques chiffrées en milliards de $. 237

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Au-delà de leur rôle écologique, ces habitats assurent de multiples fonctions de protection physique des côtes ou des fonds, de recyclage et d’épuration des eaux, de protection des populations aquatiques et surtout de création de nouvelles zones productives sur des fonds meubles, antérieurement déserts : l’impact des récifs artificiels peut se comparer à l’effet respectif des forêts et ceux des déserts sur la flore et la faune. Le lancement par l’Europe d’un plan d’investissement de plusieurs centaines de milliards d’€ (Green New Deal ou Pacte Vert) devrait inviter nos élus locaux et gouvernants à la réflexion, autant écologique qu’économique, tant nos pays sont à la traîne dans le domaine maritime et tant nos fonds côtiers raclés par les chalutiers sont désertiques pour des retombées économiques dérisoires. Les récifs artificiels constituent de véritables arches de Noé en mer, sauf en France et en Europe où nous importons 60 % des produits de la mer, malgré le plus grand empire maritime du monde !

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les récifs artificiels et ouvrages de protection du littoral

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

17 Les dispositifs de concentration de poissons (DCP)

1. LES SUBSTRATS FLOTTANTS ET LES DISPOSITIFS DE CONCENTRATION DE POISSONS (DCP) On observe souvent, sous les objets flottants, de petits poissons qui nagent tout près, comme sous les bateaux dans les ports. C’est aussi le cas pour les êtres vivants, et une méduse nageant sous la surface rassemble des poissons au-dessous d’elle (Figure 17, planche couleur). L’observation de ces rassemblements est à l’origine des dispositifs de concentration de poisson (DCP, ou Fish Attracting device, FAD) qui sont des structures artificielles situées en mer, près de la surface, pour rassembler les poissons vivant en pleine eau, tels les thons, les marlins, ou les requins. Tout comme celle des récifs artificiels, l’architecture des DCP est extrêmement diverse. Ils sont très utilisés, partout dans le monde, du fait de leur efficacité à rassembler ces poissons. Il en existe deux catégories : les DCP ancrés et les DCP dérivants. 243

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Divers facteurs se combinent sans doute pour expliquer l’attraction des DCP (Orue et al., 2019) : la recherche d’un substrat dans le champ visuel (thigmotactisme) peut aller de pair avec un comportement inné de rassemblement sous les objets en mer et les poissons sont aussi attirés par les vibrations sous-marines engendrées quand les vagues ou les courants rencontrent des objets flottants ou des lignes d’ancrage.

2. STRUCTURE DES DCP Les plus anciens des DCP sont constitués de feuilles de cocotiers suspendues à des bidons métalliques usagés de 200 l, à des troncs d’arbre ou à des bambous par les pêcheurs. Les plus modernes sont réalisés à l’aide d’un chapelet de bouées de chalut disposées en file dans un robuste cylindre de filet de pêche, ou sont constitués par une bouée sphérique ou cylindrique de plusieurs centaines de litres (Figure 17-1). Une longue amarre de cordage synthétique (12 à 28 mm de diamètre), puis une chaîne les relient à leur ancrage constitué par des corps-morts de ciment ou des ancres. Ils sont mouillés depuis les fonds côtiers jusqu’au grand large à 3 000 m de profondeur. La longueur du mouillage est de 1,5 fois la profondeur. Les résumés de la conférence tenue à Tahiti en 2011 (Pêches thonières et DCP, 2011) décrivent les structures utilisées de par le monde. 2.1 DCP ancrés Les captures réalisées autour des DCP par diverses techniques de pêche avoisinent les 2 millions de tonnes, la moitié du tonnage des 3 espèces principales de thons capturés, faisant de cette technique le progrès majeur pour les pêcheries du large (Pêches thonières et DCP, 2011). Ils réduisent les opérations de pêche, augmentent la sécurité des pêcheurs et évitent la pression de pêche sur les récifs de corail et les fonds côtiers. Ces DCP (Figure 17-1) sont utilisés surtout dans les eaux tropicales pour faciliter la capture des poissons pélagiques qui se rassemblent à leur voisinage. 244

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les dispositifs de concentration de poissons (DCP)

Lampe de signalisation Bouée sphérique

Émerillons Chaîne

Cordage en nylon dense Épissure Cordage en nylon flottant Émerillon

Chaîne

Corps-mort en béton

Figure 17-1 | Schéma d’un DCP ancré utilisé à Hawaï. (Adapté de : State of Hawaï. Fish Aggregation Device Program FADs (2014), avec l’aimable autorisation du Pr K. Holland.)

2.2 DCP dérivants Des DCP, non ancrés, dérivants, sont mis à l’eau et suivis par les grands bateaux de pêche qui pratiquent la pêche à la senne tournante en haute mer (Pêches thonières et DCP, 2011). Leur utilisation a nettement augmenté la viabilité économique de la pêche (réduction de la consommation de carburants et des autres coûts) et a permis 245

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

l’exploitation de zones auparavant inexploitées, ou la pêche horssaison, supprimant les jours de zéro capture. Un DCP dérivant artisanal est schématisé sur la Figure 17-2. La flotte de thoniers français de l’océan Indien en utiliserait 1 200. L’emploi excessif de DCP dérivants pourrait générer de sérieux problèmes de surexploitation en particulier des stocks de petits thons. Ces DCP modifient potentiellement la biologie des thons et espèces de pleine eau. Bouée Bambous

2,5 m

2m Flotteur Cordage Feuille de palmier

20 m

Flotteur

35 m Poids (30 kg) Figure 17-2 | Schéma d’un DCP dérivant.

3. L’ATTRACTION DES CAGES À POISSONS Qu’elles soient considérées comme des récifs artificiels flottants ou des DCP, les cages d’aquaculture sont partout connues pour attirer les poissons (Figure 12, planche couleur). Certains se nourrissent des 246

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les dispositifs de concentration de poissons (DCP)

déchets qui coulent, mais d’autres attaquent les captifs : les barracudas réussissent à percer les filets en s’y projetant au travers et à entrer dans la cage (observation personnelle). L’attirance pour les cages pourrait être utilisée pour rassembler les espèces de grande taille de pleine eau (thons, requins), sur des sites de loisir, pour leur aspect spectaculaire !

4. CONCLUSIONS Pour des ONG comme Greenpeace, les inconvénients des DCP (capture de juvéniles et d’espèces non ciblées) devraient en faire supprimer l’usage, tandis que Sharp (2011) inventorie et souligne leurs multiples avantages et détaille les bénéfices économiques chiffrés qui en découlent pour le Pacifique sud. Seul un compromis peut surmonter ces opinions contrastées à travers la gestion équilibrée que permet une approche écologique. Les DCP constituent l’unique outil d’observation et d’aménagement permettant de rassembler des espèces très mobiles, dispersées dans d’immenses espaces à trois dimensions. À ce titre, ils sont irremplaçables pour la recherche, mais surtout pour le développement de nouvelles valorisations du potentiel des océans, au-delà de la pêche (randonnée palmée, plongée de loisir par exemple). Le rôle que jouent les DCP pour la concentration de la faune pélagique éclaire sur une autre fonction des objets dérivants en mer : leur fonction biologique qui pourrait être exploitée pour la restauration des eaux de la haute mer. Nous y reviendrons (Chapitre 25-11).

BIBLIOGRAPHIE Orue B, Lopez J, Moreno G, Santiago J, Soto M, Murua H (2019). Aggregation process of drifting fish aggregating devices (DFADs) in the Western Indian Ocean: Who arrives first, tuna or non-tuna species? PLoS ONE 14(1): e0210435. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0210435

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Pêches thonières et DCP (2011). Résumés / Abstracts. Second colloque international : Pêches Thonières et DCP. Tahiti, Polynésie française. http://fads2011.sciencesconf.org/conference/fads2011/pages/Book_of_ Abstracts_Tahiti_DCPFADs_2011.pdf Sharp M (2011). The benefits of fish aggregating devices in the Pacific. SPC. Fisheries Newsletter 135: 28-36. http://www.spc.int/DigitalLibrary/Doc/ FAME/InfoBull/FishNews/135/FishNews135_27_Sharp.pdf State of Hawaï. Fish Aggregation Device Program FADs (2014) http://www. hawaii.edu/HIMB/FADS/

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

18 La plus vaste ressource inexploitée : les macroalgues

1. DES POTENTIALITÉS AUSSI EXTRAORDINAIRES QUE SOUS-ESTIMÉES Ces algues, visibles à l’œil nu à la différence des microalgues, sont soit vertes, soit brunes, soit rouges, selon leur pigment dominant. La plupart vivent fixées sur le fond, dans les eaux éclairées. Les laminaires ou « kelp » sont les plus grandes macroalgues ; elles peuvent atteindre 30 m de long et forment des forêts dans certaines eaux littorales. Leur culture est facile avec un équipement bon marché et simple et des espèces sont adaptées à chaque type de climat et d’eau. On peut donc se poser la question, à la suite d’Holmyard (2011), de savoir pourquoi nous ne les cultivons pas en masse en Europe ou en Amérique du Nord. Le problème serait dû à une combinaison des coûts de travail et à l’absence d’accès juridique aux grandes surfaces nécessaires. Ces cultures ne sont pas mécanisées et le produit brut est vu comme bas de gamme. Très productifs, ces végétaux présentent 249

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

la croissance la plus rapide connue sur Terre (10 à 50 fois celle des végétaux terrestres). Ils possèdent bien d’autres potentialités : – Aliment : 32,4 millions de t (poids frais) produits en 2018, valeur 7 milliards de $ (FAO 2020). La plus rapide croissance des productions de l’aquaculture mondiale. – Source de compléments alimentaires et de composés chimiques (Open Food Facts, 2015). – Allongement de la vie de 4 à 7 ans (Institute of Food Technologists, 2015) ! – Détoxification des métaux lourds (extrait de laminaire utilisé sur les victimes de Tchernobyl). – Aucune utilisation de surface agricole, d’eau douce ou d’engrais. – Engrais et amendement des sols. – Source de plastique biodégradable. – Convertibles en énergie (biocarburants ou biogaz). – Amortissement des vagues et protection du littoral. – Traitement des eaux usées (absorption de l’azote, du phosphore et des métaux toxiques). – L’addition à la nourriture du bétail fait chuter les émissions de méthane (Penn State, 2019). – Absorption du carbone : la production de 100 t d’algues en poids sec fixe 180 t de CO2 (Chisti, 2007, p. 297). 25 % de leur poids sec est constitué de carbone (Duarte et al., 2017). Elles contiennent 75 à 90 % d’eau. Leur poids sec se décompose en : Glucides (polysaccharides, alginates, agar, caragenanes, mannitol) 30-60 % Protéines 5-15 % Lipides (surtout polyinsaturés : oméga 3 et oméga 6) 1-5 % Minéraux (calcium, potassium, magnésium, iode, phosphore) 15-30 % Caroténoïdes et vitamines présents Métaux (Cu, Fe, Zn, Mn) présents 250

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La plus vaste ressource inexploitée : les macroalgues

L’historique et les techniques de culture au Japon et en Chine ont été rapportés par Doumenge (1989) et Doumenge et Marcel (1989) ; ces mises au point fouillées restent sans équivalents en français. La revue de Buschmann et al. (2017) les actualise. La production moyenne serait de 20 tonnes/hectare/an.

2. L’ÉLIMINATION DU SURPLUS DE CO2 ATMOSPHÉRIQUE ET DE L’ACIDIFICATION DES OCÉANS Les fermes d’algues existantes contribuent à inverser l’acidification des océans : les valeurs du pH montent jusqu’à 10 autour de ces cultures, contre 8,1 en moyenne ailleurs. Selon Flannery (2015), si l’on couvrait 9 % de la surface des océans de ces cultures, nous pourrions retirer de l’atmosphère l’équivalent de toutes les émissions de CO2, soit plus de 40 milliards de tonnes par an. Le CO2 absorbé est transformé en carbonates qui rejoignent l’océan profond (pompe biologique à carbone : Chapitre 5 ; 3). Installer ces cultures concernerait 32,5 millions de km2 soit 60 fois la surface de la France ! Les travaux de Krause-Jensen et al. (2018) détaillent leur utilisation dans la séquestration du carbone. Plus de 150 pays pourvus d’eaux côtières pourraient entreprendre la culture de macroalgues et, en tenant compte des contraintes écologiques (nutriments et température), 48 millions de km2 des océans conviennent à ces cultures, cinq fois plus qu’il n’en faut (Froehlich et al., 2019).

3. LES CULTURES EN MER Les techniques de culture diffèrent un peu selon les espèces ; elles peuvent être divisées en deux phases : – La première consiste à obtenir les jeunes pousses, soit par une forme assimilable à du captage en mer (fixation de spores sur un substrat), soit en écloserie à partir de plants adultes et matures, ou 251

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

amenés à maturité dans cette structure par contrôle de la température, de l’intensité lumineuse et de la photopériode. – La suivante est réalisée en mer sur des filets à large maille ou des cordages sur lesquels ces pousses se sont fixées. Les filets sont tendus entre piquets sur les petits fonds marins, ou flottent en surface tandis que les cordes garnies de spores sont enroulées sur une filière (ou longue ligne) identique à celles utilisées pour l’élevage des moules (Chapitre 22 ; 7). Le portail The Seaweed Site (2015) fournit des données sur la culture des principales espèces et l’énorme potentiel de ces cultures en Europe a été mis en évidence (van den Burg et al., 2013). Kim et al. (2017) revoient les problèmes et les perspectives à grande échelle de cette mariculture. En France, le Centre d’étude et de valorisation des algues (CEVA, https://www.ceva-algues.com/le-ceva/qui-sommesnous/) s’y consacre.

4. LE PARADOXE DES MACROALGUES ENVAHISSANTES ET DE LEUR CULTURE 4.1 Les sargasses Dans des conditions favorables (lumière, nutriments, température), leur développement devient parfois si envahissant qu’elles en deviennent nuisibles : leur accumulation puis leur mort dégagent des gaz toxiques. Depuis 2011, l’imagerie satellitaire a permis de mettre en évidence une explosion de leur croissance. Elles prolifèrent juste sous la surface en Atlantique, depuis l’Afrique de l’Ouest jusqu’au golfe du Mexique. Cette prolifération nouvelle leur a permis d’envahir les plages des Caraïbes et du sud de la Floride où elles s’échouent et pourrissent. En juin 2018, cette grande ceinture de sargasses, d’une longueur de 8 850 kilomètres en contenait plus de 20 millions de tonnes ! La distribution spatiale de la grande ceinture de sargasses est principalement déterminée 252

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La plus vaste ressource inexploitée : les macroalgues

par la circulation océanique. La Barbade a déclaré l’état d’urgence en 2018. Les données préliminaires sont claires : la déforestation au Brésil entraîne les eaux de ruissellement des parcelles agricoles vers l’Amazone dont les eaux se dirigent vers le nord, tandis que l’upwelling riche en nutriments le long des côtes de l’Afrique nourrit cette prolifération (Wang et al., 2019). Il est possible que ces proliférations deviennent la nouvelle norme dans l’Atlantique tropical et la mer des Caraïbes ! Elles sont cultivées en Asie et vendues séchées, salées ou fraîches puis consommées en soupe, salade ou assaisonnements, comme les autres espèces. Elles sont utilisées pour la fabrication de l’héparine (anticoagulant) qui inhibe la Covid 19 in vitro (Kwon et al., 2020) ! Redmond et al. (2014) rapportent les techniques de culture utilisées en Corée du Sud. On peut aussi les cultiver en suspension en pleine eau comme les microalgues, leurs flotteurs garnis de gaz les maintiennent sous la surface. 4.2 Les ulves ou laitue de mer L’excès d’azote ou de phosphore transporté dans les eaux côtières par fleuves ou bassins-versants constitue la source bien connue du développement des ulves ou salades de mer qui envahissent les plages et les ports. Le coût de l’élimination d’une centaine de milliers de tonnes d’ulves échouées et ratissées par an sur les plages de Bretagne atteindrait 1 milliard d’€ selon le CEVA (2011). Elles ont aussi envahi la lagune de Venise, les lacs de Tunis, des plages chinoises, italiennes, américaines et les cultures d’autres algues. Des cultures d’ulves et d’entéromorphes (genre voisin) sont réalisées au Japon pour la consommation humaine. Ces laitues de mer peuvent entrer dans la composition de salades crues ou cuites, purées, cocktail, etc. Moll (2013) souligne les principaux effets des ulves sur le diabète, le cholestérol, l’obésité. Elles présenteraient aussi des activités antivirales, anticancers, anti-inflammatoires, probiotiques, avec une richesse en fer et en vitamine A ! 253

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

5. D’ÉNORMES POTENTIALITÉS, ENTRAVÉES PAR UNE TECHNOCRATIE MORTIFÈRE EN EUROPE Les macroalgues constituent la plus vaste ressource inexploitée de la planète. Déjà cultivées sur des milliers de kilomètres carrés en Asie, où elles élèvent le pH des eaux environnantes, ces algues peuvent devenir le fer de lance de la conquête des eaux. Nous proposons des techniques de récolte à l’échelle océanique pour y fixer tout le CO2 du monde (Chapitre 25 ; 6) (Vincent, et al., 2020). Les principales limitations sont : 1. Les obstacles administratifs et l’absence d’accès aux surfaces nécessaires (Holmyard, 2011). 2. Un coût de travail élevé en Europe, car ces cultures ne sont pas mécanisées. 3. Le produit brut est encore vu comme un bas de gamme alimentaire, malgré ses qualités.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La plus vaste ressource inexploitée : les macroalgues

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

19 Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète

Ces microalgues réalisent la production de matière vivante par photosynthèse dans les eaux (Chapitre 6 ; 2 et 3) et possèdent de vastes potentialités épuratrices (Chapitre 12). Elles sont invisibles sans l’utilisation d’un microscope, mais en nombre colorent les mers, parfois sur des centaines de kilomètres carrés. Au moins la moitié de l’oxygène présent dans l’atmosphère est produit par ce phytoplancton, soit environ 150 milliards de tonnes par an ; il absorbe aussi 30 % du CO2 présent dans l’air, autant ou plus que toute la végétation terrestre selon Field et al. (1998). Le reste du CO2, non absorbé, s’accumule dans l’atmosphère.

1. DES CAPACITÉS PLANÉTAIRES L’utilisation du phytoplancton pour l’épuration et la production dans de nombreux écosystèmes (Chapitre 12) représente une 257

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

infime partie des capacités de ces microalgues ; elles en possèdent tant que leur culture a été entreprise depuis longtemps, à des fins diverses : – Absorption du CO2 et production d’oxygène en produisant de la matière vivante. – Source de protéines, de sucres et de lipides de haute qualité. – Synthèse des indispensables acides gras oméga 3. – Contenu en carbone (C) de 50 % du poids sec (25 % pour les macroalgues). – Nombreuses espèces, adaptées aux eaux douces, polluées, saumâtres, sursalées, etc. – Pas de besoin de sols fertiles utilisables pour d’autres cultures. – Production en bassin supérieure à 100 tonnes par hectare et par an (10 fois la canne à sucre). – Génération d’écosystèmes auto-organisés et épurateurs en eaux douces et salées. – Utilisation comme puits de carbone des fumées d’usines au stade du développement. – Alternative verte au pétrole, mais encore trop chère : le biocarburant ou biofuel.

2. LES PROBLÈMES DES CULTURES SPÉCIFIQUES Nous avons décrit le fonctionnement naturel d’un étang d’oxydation ou lagunage (Chapitre 12 ; 2.1), mais cultiver une espèce précise est beaucoup plus complexe : il faut éviter la contamination, les bactéries, les prédateurs, etc. Une culture a toujours pour point de départ un inoculum, c’est-à-dire un prélèvement issu d’une culture préalable ou du milieu naturel qui sert à lancer des volumes importants, d’abord en flacons de verre de plus en plus grands, puis en bassins, pour atteindre plusieurs mètres cubes, voire plusieurs dizaines à centaines de mètres cubes. De multiples techniques sont employées 258

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète

pour conserver la pureté de la culture (chloration, culture en sac de matière plastique, etc.). Du CO2 est souvent injecté, du fait de la faible concentration de CO2 dans l’atmosphère, trop faible pour une croissance optimale. Le lancement d’une culture et son entretien ont été décrits (voir : Helm et al., 2006 ; Pachiappan et al., 2012 ; Zemke, 2014).

3. UNE ALGUE TYPE : LA SPIRULINE ET SA CULTURE Cette algue planctonique bleue (cyanophycée) se présente sous la forme de filaments spiralés de quelques portions de millimètre (mm), constitués de cellules cylindriques bout à bout. Le diamètre des cellules constituant le filament est de l’ordre de 10 microns (µm). Elle colonise des milieux alcalins (pH > 10) et sert de nourriture humaine à des populations lacustres depuis des siècles, car on peut en récupérer les spirales. De multiples illustrations sont disponibles sur Internet avec les mots-clés : image bassin microalgues. Tolérant des salinités de 20 à 70 ‰, elle exige des eaux alcalines (addition de 0,5 g/l à 4,5 g/l de carbonate de calcium) et chaudes : optimum à 35-38 °C. La spiruline est cultivée à des fins alimentaires un peu partout dans le monde. Les caractéristiques des bassins de culture représentées sur la figure 19-1 valent autant pour la spiruline que pour les autres espèces. La surface des bassins va de quelques m2 à 200 hectares sans changement de forme. L’eau y circule de 15 à 60 cm/s. La spiruline constitue l’aliment le plus complet du xxie siècle selon l’Organisation mondiale de la santé, avec 60-70 % de protéines, de l’acide linoléique, du bêta-carotène, des vitamines, dont la vitamine B12, et son pigment bleu. La production, variable, oscille entre 8 et 30 g d’algue sèche/m2/jour, en conditions tropicales. La majorité des autres microalgues, d’une taille de quelques µm, sont difficiles à collecter (25 % du coût de production). 259

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Cette algue est aussi utilisée dans le tiers-monde pour épurer les eaux usées domestiques dans des bassins qui fonctionnent comme des lagunages et produisent une biomasse phytoplanctonique consommée. Ripley Fox a consacré une grande partie de sa vie à combattre la malnutrition et publié un ouvrage sur la spiruline (Fox, 1999). Le manuel de Jourdan (2018, en accès libre) fournit tous les détails pour la culture artisanale de cette espèce. Le site Algae World News et le magazine électronique sont consacrés à la recherche et à l’industrie des microalgues. On peut se procurer des kits pour réaliser des cultures chez soi (Algae culture kits : https:// algaeresearchsupply. com/collections/algae-culture-kits), autant pour la spiruline que pour les autres espèces, car les techniques sont très proches. L’origine des fertilisants sépare un système d’épuration tel que le lagunage et la production de microalgues en bassin pour la consommation humaine, mais ils diffèrent très largement sur le plan sanitaire.

4. LA CULTURE DE MICROALGUES À GRANDE ÉCHELLE La production de microalgues en bassin extérieur pour l’alimentation humaine ou l’industrie constitue une activité bien établie dans le Sud-Est asiatique, en Amérique, en Australie (http://cellana. com), etc. Ces cultures sont réalisées dans des bassins en hippodrome atteignant 200 hectares (Figure 19-1) ou dans des tubes et cylindres transparents de tailles diverses. La microalgue Dunaliella salina prolifère dans les eaux sursalées où les autres ne peuvent survivre. Les chlorelles, dont les bienfaits sur la santé sont multiples, sont souvent cultivées sous serre. Le site de l’Algae Biomass Organization (https://algaebiomass.org) fournit de multiples informations sur les microalgues et macroalgues. La Chine produit 95 % des 87 000 tonnes (poids sec) de microalgues cultivées (FAO, 2020) dont 16 000 de spirulines. 260

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète

Arrivée d’eau

Motoréducteur Murs de béton Roue à aubes Mise en circulation de la culture Paroi centrale Bassin de culture (profondeur 0,12 à 0,5 m)

Arrivée (éventuelle) de CO2

Drain de vidange

Figure 19-1 | Plan type d’un bassin de production de microalgues.

La production maximale théorique de microalgues en culture industrielle a été estimée à 280 tonnes de poids sec/ha/an, permettant la fixation de 513 tonnes de CO2 (Sydney et al., 2010). Les productions moyennes en culture seraient de l’ordre de 80 tonnes de matière sèche/ha/an. Le site répertorie plus de 100 000 espèces d’algues. Raja et al. (2018) revoient toutes leurs utilisations, tandis que Kratzer & Murkovic (2021) font un point sur leur utilisation industrielle en tant que nourriture humaine et leur rentabilité. Leur culture à haut rendement en biofilm (sur un support, au contact, mais pas dans l’eau) en est au stade pilote (société Inalve : https://www.inalve.com) pour la nourriture animale.

5. ÉPURATION DES EAUX USÉES, BIOCARBURANTS ET MICROALGUES Les microalgues convertissent le CO2 en matière organique de 10 à 50 fois mieux que les plantes terrestres selon divers auteurs, mais une autre particularité les rend irremplaçables : leur capacité à assimiler le gaz CO2 (carbone inorganique) au cours du processus de 261

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

photosynthèse se double de la faculté d’utiliser en même temps le carbone organique (issu des êtres vivants) présent dans le milieu de culture comme source de carbone et d’énergie pour la synthèse de nouveaux matériaux cellulaires : elles utilisent le mode de nutrition autotrophe des végétaux et hétérotrophe des bactéries ! Ce double mode de nutrition, dit mixotrophe, leur confère une redoutable efficacité : leur culture avec du glucose multiplie le rendement par 4 selon Penhaul Smith et al. (2020) et augmente la teneur en acides gras. La maîtrise de la culture de ces algues à haute intensité a inspiré les recherches en énergie nouvelle et en biocarburants. Initiées il y a 30 ans, les applications tardent, tant le fossé reste énorme entre le coût actuel de production de ce carburant (estimé à 15 €/litre selon plusieurs sources) et le marché. Peters (2018) rapporte que la firme Exonmobil pense produire 10 000 barils/jour de biocarburant à partir de microalgues génétiquement modifiées, cultivées en eau salée d’ici 5 ans, une goutte de sa production, mais un progrès gigantesque pour le biocarburant, voire une révolution… lorsque les cours du pétrole le permettront ! Un magazine électronique (Algae Industry magazine.com) est consacré à cette industrie. De nombreux autres sites Internet traitent ces sujets. Le Programme mondial pour l’évaluation des ressources en eau (WWAP, 2017) des Nations unies voit les eaux usées comme une ressource inexploitée.

6. UN PROCESSUS UNIVERSEL D’ÉPURATION-PRODUCTION À HAUTE INTENSITÉ Les bassins en forme d’hippodrome, agités par des roues à aubes et utilisés pour la production de microalgues pures destinées à la consommation humaine sont employés depuis quelques années pour l’épuration des eaux usées, en lieu et place des stations d’épuration par boues activées classiques (Figure 19-1). Ils tendent à devenir un procédé universel (puisque ces algues sont mixotrophes) : les eaux 262

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète

usées se déversent dans un premier bassin où les bactéries dégradant la matière organique prolifèrent et passent ensuite dans le second où les algues et leur activité épuratrice dominent. Ce système reproduit le type de traitement d’un lagunage, mais ici avec mise en circulation des eaux et apport de gaz carbonique pour accélérer le processus. Très souvent, les eaux usées sont prétraitées avant d’être introduites dans un bassin unique. Les coûts en énergie restent bien inférieurs à ceux des systèmes à boues activées (0,5 à 2 watts/m3 contre 14 à 26 watts/m3). La durée de passage est réduite à une dizaine de jours contre 90 dans un lagunage. La biomasse produite peut être utilisée comme aliment pour l’aquaculture ou le bétail, ou comme substrat dans un digesteur anaérobie pour la récupération d’énergie. Posadas et al. (2017) détaillent les utilisations de cette technique en expansion. On retrouve là l’expression du processus fondamental de création de matière vivante dans les eaux : lumière + eau + gaz carbonique + nutriments → oxygène + biomasse + chaleur Les algues et bactéries forment des amas ou flocs dans ces eaux éclairées et agitées. Nous avons déjà rencontré ce type d’amas dans les eaux océaniques (Chapitre 6 ; 5) ainsi que l’utilisation de flocs microbiens pour l’élevage intensif de crevettes tropicales ou de poissons d’eau douce herbivores (Chapitre 12 ; 4) : les espèces et leurs exigences diffèrent, mais voilà une triple convergence d’un processus biologique : synthétiseur, épurateur, puits à carbone, dans toutes les eaux sur Terre !

7. L’ABSORPTION DU CO2 ATMOSPHÉRIQUE PAR LES CULTURES D’ALGUES MARINES, À TERRE Les cultures d’algues à terre entrent dans le cadre de la géoingénierie pour la capture du CO2. Plusieurs scientifiques ont proposé des régions arides subtropicales pour y installer de vastes bassins d’eau 263

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

de mer (Chapitre 23 ; 2-7). Pour produire suffisamment d’algues capables de résoudre le problème climatique, il faudrait pourtant d’énormes surfaces : environ 1,92 million de kilomètres carrés, plus de trois fois la taille du Texas ou de la France, mais seulement 8 % de l’Australie selon Greene et al. (2017). Le coût de telles installations reste cependant astronomique !

8. LES MICROALGUES DES OCÉANS, LE CLIMAT ET LA FERTILISATION DES EAUX Les études ont montré que les très faibles productions des grands espaces océaniques tropicaux résultent de la carence dans les eaux d’un ou plusieurs nutriments, et les valeurs maximales de chlorophylle des océans se situent sous les latitudes boréales où, malgré les basses températures, la richesse en sels nutritifs des couches superficielles mélangées suffit (Chapitre 7 ; 3-2 et 3-3). Environ un tiers des océans manquent uniquement de fer, ce qui limite leur production de phytoplancton. En étudiant l’évolution des océans au cours du dernier maximum glaciaire, Martin (1990) a montré que les apports de fer dans la poussière atmosphérique y étaient 50 fois plus élevés ; du fait de cet enrichissement, l’activité surmultipliée du phytoplancton contribuait à l’absorption du CO2 atmosphérique à des niveaux inférieurs à 200 ppm, conduisant à la réduction de l’effet de serre et à la dernière glaciation. Après avoir mesuré la pénurie de fer en mer (Martin et al. 1990), ces auteurs testèrent leur hypothèse et enrichirent en fer une surface de 64 km2 dans l’océan Pacifique équatorial (Martin et al., 1994). La biomasse de phytoplancton doubla et la teneur en chlorophylle tripla, ce qui vérifia leur hypothèse. Avec sa célèbre formule : « Give me half a tanker of iron and I will give you the next ice age » (« Donnez-moi un demi-tanker de fer et je vous donnerai le prochain âge de glace »), Martin et ses co-auteurs n’ont pas annoncé une découverte, mais une évidence tirée de l’étude du passé. Les médias n’ont retenu que 264

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète

l’aspect prospectif et spectaculaire de l’annonce, pas la vérification de données géologiques. Une multitude de travaux ont suivi. Les résultats positifs concernant l’expansion du phytoplancton à la suite de ces enrichissements sont nombreux et démonstratifs : de 1993 à 2005, 13 équipes de recherches internationales ont réalisé des essais dans les océans ; elles ont démontré que des efflorescences ou blooms phytoplanctoniques peuvent être stimulés par l’addition de fer, selon l’analyse critique de Boyd et al. (2007). L’addition de fer augmente bien l’absorption de CO2 atmosphérique par l’Océan. La plupart des expériences ont aussi détecté une teneur plus élevée en aérosols soufrés émis par ce plancton ; ils favorisent la formation de nuages. Une revue des expériences d’enrichissement en fer des océans a été réalisée par Yoon et al. (2018). Une vérification à l’échelle mondiale de l’assertion de Martin et al. (1990) a été réalisée après l’éruption du Pinatubo aux Philippines en 1991 : il aurait déposé environ 40 000 t de poussière de fer dans les océans. Cette fertilisation a engendré un déclin du CO2 atmosphérique, tandis que la température moyenne baissait de 0,6 °C et que les niveaux d’oxygène augmentaient (Watson, 1997). En découvrant l’action photochimique du soleil qui transforme les sels de fer insolubles des aérosols* en sels de fer solubles dans l’atmosphère, Ming et al. (2021, Chapitre 26 ; 4-3) expliquent comment agit le volcanisme. Les nuages de fumée et de cendres provenant des gigantesques feux de forêts survenus en Australie en 2019-2020 ont déclenché des proliférations d’algues généralisées dans l’océan Austral à des milliers de kilomètres sous le vent, à l’est, dues à la fertilisation par des aérosols de fer (Tang et al., 2021). Ces constats à très grande échelle démontrent l’impact des enrichissements même accidentels sur le phytoplancton des océans. Nous y reviendrons, vu leur importance (Chapitre 26).

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

9. CONCLUSIONS Le processus fondamental de la vie sur Terre repose sur le phytoplancton, ces microalgues océaniques. La majorité des océans fonctionne pourtant au ralenti du fait de la faible teneur en substances nutritives des eaux superficielles qui limitent la production (Chapitre 7 ; 3 et 4), tandis que toutes les études et constats ont révélé des capacités immensément plus grandes (8, ci-dessus). L’utilisation des vastes espaces océaniques lointains et peu productifs offre d’extraordinaires perspectives pour ajuster la capture du CO2 (Chapitre 26) et donc la lutte contre l’acidification des océans et le changement climatique. Les microalgues représentent aussi la plus efficace des solutions de recyclage des pollutions, autant que de productions de substances indispensables à notre vie, tels les acides gras oméga 3. Leur culture en bassin répond à de si grands besoins humains et environnementaux qu’elle constitue une priorité pour notre alimentation, celle de nos élevages et l’épuration des eaux. L’humanité, cantonnée sur le quart de la planète, désinformée par les médias et l’écologisme politique radical qui la terrorisent semble avoir oublié le triple rôle synthétiseur, épurateur, alimentaire des microalgues du phytoplancton dans sa recherche de solutions pour lutter contre les catastrophes planétaires annoncées.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les microalgues ou phytoplancton, vrai poumon de la planète

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

20 La révolution des écloseries et de la mariculture

1. FÉCONDITÉ ET SURVIE NATURELLE DES ESPÈCES MARINES Nous avons vu que la fécondité des espèces marines est énorme (Chapitre 10 ; 2) : l’abondance de la descendance compenserait ainsi ses faibles chances de survie. C’est tout le problème du recrutement, des relations entre la biologie et la dynamique des eaux que pose cette vie planctonique (Chapitre 7). Les œufs des espèces marines sont de tailles variables, souvent de l’ordre du millimètre. Les larves qui en éclosent peuvent effectuer des migrations verticales, mais elles restent dépendantes du mouvement des eaux. La figure 10-1 (Chapitre 10) représente quelques stades du développement du loup ou bar. Pour survivre en mer, les larves de poissons possèdent peu de réserves héritées de la mère et ne disposent que de quelques jours pour trouver de la nourriture. Si elles ne réussissent pas dans ce laps de temps à capturer des proies dans le plancton, elles sont 269

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

condamnées à mourir de faim. Les proies doivent être vivantes et disponibles en quantité suffisante. La Figure 20-1 (Person le Ruyet et al., 1989) montre la succession de proies utilisées pour élever les larves du turbot en écloserie.

PROIES

CNEXO-BAP 1984 S. GROS J. PERSON-LE RUYET

Aliment inerte

1 3,1

5 3,5

10 4,5

15 7

20 10

25 15

LARVES

Artemia salina : métanauplius 1 000 μm A. salina : nauplius 500 μm Brachionus plicatilis 90 à 250 μm

30 Âge (jours) 18 TAILLE (mm)

Figure 20-1 | Schéma du développement larvaire du turbot et taille des proies données aux larves. (Person Le Ruyet, 1989)

Ces exigences et la prédation ou le cannibalisme réduisent la survie : Houde (1994) l’estime à 0,12 % pour les poissons marins ; Dufour et Galzin (1993) estiment que 1 million d’œufs aboutissent à 100 larves recrutées et à 1 seul adulte. Govoni (2005) a revu les problèmes de la vie larvaire planctonique des poissons. Les larves de mollusques (0,1 mm) consomment des microalgues.

2. L’OBTENTION DES SUJETS D’ÉLEVAGE DANS LES ACTIVITÉS TRADITIONNELLES La pêche exploite les écosystèmes aquatiques, en laissant le renouvellement des populations pêchées aux bons soins de la mer. L’aquaculture traditionnelle ne maîtrise pas les processus de 270

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La révolution des écloseries et de la mariculture

reproduction, mais utilise des juvéniles prélevés en milieu naturel : les spores d’algues et les larves de mollusques se fixent sur les collecteurs et capteurs (Chapitre 16) et les crevettes de type « gamba » étaient élevées à partir de stades larvaires pêchés en milieu naturel, les écloseries ont pris partout le relais. Plusieurs élevages de poissons marins sont basés sur l’abondance des jeunes en mer et leur facilité de capture (sérioles, muges, anguilles, etc.). Tous ces élevages sont donc limités aux espèces dont on peut facilement se procurer les juvéniles en mer. Pour les autres espèces, cette obtention devient la première nécessité. Elle concerne la reproduction en captivité, puis l’élevage des œufs et des larves jusqu’au stade de juvéniles aptes au grossissement. Les infrastructures de base de l’aquaculture, les écloseries, assurent ces diverses fonctions.

3. LES POTENTIALITÉS DES ÉCLOSERIES 3.1 L’obtention de la reproduction en écloserie Les cultures et les élevages marins concernent plusieurs groupes d’êtres vivants : les algues, les échinodermes, les mollusques, les crustacés et les poissons ; la reproduction sexuée est la plus répandue et sous la dépendance de facteurs externes (détails in Barnabé, coord., 1991 ; FAO, 2009). Lorsque la reproduction est maîtrisée en captivité, elle permet d’obtenir de très grandes quantités d’œufs fécondés : chez les poissons marins, un couple de géniteurs produit de 50 000 à 400 000 œufs fécondés environ par kilo, 100 000 pour un couple de crevettes, plusieurs millions par couple d’huîtres ou de moules adultes. L’entretien des reproducteurs et l’élevage de leur descendance se déroulent dans une même structure technique : l’écloserienourricerie ou écloserie. Les processus biologiques dépendant de l’environnement, l’écloserie est avant tout un milieu contrôlé. Elle 271

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

est située en bord de mer et alimentée en eau de mer. Suivant les espèces, le climat, etc., les configurations de l’écloserie et ses dimensions varient. La reconstitution des conditions du milieu naturel permet la reproduction en captivité chez les poissons d’étang et les salmonidés, chez les mollusques, les crevettes pénaeidés et de rares poissons marins (Barnabé, coord., 1989 ; Nash et Novotny, Eds, 1995). 3.2 L’élevage des œufs et des larves en écloserie Après l’étape de la reproduction, les œufs puis les larves écloses sont mis en élevage dans des volumes d’eau contrôlés (température, lumière, agitation, pH, etc.). Pour nourrir les larves de mollusques, il faut fournir des microalgues, et du plancton animal pour les crustacés et poissons. L’élevage de ce plancton exige aussi ces algues. Des salles spécifiques de culture y sont consacrées ; pour les mollusques, la culture d’algues peut mobiliser les trois quarts de la surface de l’écloserie (Helm et al., 2006). Des microalgues lyophilisées ou en pâte sont aussi commercialisées (180 $ le litre, avec 10 à 30 milliards de cellules/millilitre par exemple pour Innovative Aqua : https://innovativeaqua.com). Deux espèces seulement de plancton animal sont élevées en écloseries (Rotifère et Artémie), à l’aide de microalgues, pour servir à leur tour de proies aux larves de crustacés ou de poissons (Figure 10-1). Les copépodes des océans n’avaient jamais pu être élevés en masse, mais ce serait désormais le cas pour une espèce (The fish Site, 2020 et http://www.cfeed.no/products/). Ils sont parfois collectés (Barnabé, 1989 : 259-270). L’irradiation par faisceau d’ions lourds est utilisée pour créer des Rotifères plus gros, mais aussi des microalgues, promettant de nouveaux progrès (Tsuneizumi et al., 2021). Les larves de crustacés ou de poissons sont à leur tour élevées dans des bacs en écloserie. La lumière et la température, la salinité y sont modulées tout comme le mouvement des eaux. Dans ces conditions, en l’absence de prédateurs, les taux de survie dépassent 60 % pour 272

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La révolution des écloseries et de la mariculture

les poissons marins et plus de 80 % pour les poissons d’eau douce, et ces résultats s’améliorent sans cesse. 3.3 Des juvéniles par milliards pour des productions qui explosent La maîtrise de la reproduction, puis l’élevage des larves planctoniques permettent l’obtention de milliards de sujets d’élevage. Les productions de l’aquaculture sont passées de 6 millions de tonnes en 1976, à 114 millions de tonnes en 2018 (FAO, 2020) ! On estime à environ 150 le nombre d’espèces aquatiques élevées, dont 89 poissons, 23 crustacés, 35 mollusques, 4 macroalgues et diverses autres comme les grenouilles, les tortues, les éponges, l’ensemble représentant de 250 à 408 milliards d’animaux. Pour 34 d’entre elles, la production dépasse 20 000 tonnes. Au Japon, un tiers de la production des zones côtières proviendrait du repeuplement.

4. LA SITUATION NOUVELLE DE L’EXPLOITATION DES RESSOURCES MARINES 4.1 La synergie écloserie-repeuplement Les acquis scientifiques et techniques de l’écloserie concernent potentiellement toutes les espèces marines. Depuis peu, l’homme se trouve donc dans une situation nouvelle sur le plan de l’exploitation des ressources aquatiques : la production des pêches est arrivée à son maximum dans les années 1990 et est maintenant dépassée par l’aquaculture (FAO, 2020). La plupart des stocks pêchés sont surexploités (Chapitre 10 ; 3). En revanche, si l’on combine les potentialités productrices des espèces marines et celles des écloseries, capables de fournir des juvéniles correspondant aux recrues, on conçoit quels aménagements productifs des eaux marines deviennent envisageables : les cultures ou élevages, le repeuplement, le renforcement des populations naturelles deviennent possibles comme l’est déjà le pacage marin* (ou sea ranching) pour les saumons. 273

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

4.2 Les prévisions des halieutes démenties par les faits Toutes ces potentialités ont été contestées, voire condamnées par certains scientifiques des pêches (halieutes), mais les exemples ci-dessous (5) démontrent combien leurs propos péremptoires se sont révélés aussi faux que leur théorie des pêches.

5. REPEUPLEMENTS, PACAGE MARIN, TRANSPLANTATIONS : UN LENT CHANGEMENT 5.1 Les divers types d’interventions Les travaux récents ont permis la production en masse de juvéniles adaptés à l’environnement naturel, pour les libérer dans des conditions de survie élevée, sans affecter l’écosystème ou la diversité génétique des stocks sauvages. Ces processus sont connus sous différentes appellations : – Le repeuplement (restocking) : il consiste à relâcher des jeunes dans la population sauvage pour restaurer la biomasse appauvrie de reproducteurs. – Le renforcement des stocks (stock enhancement) : le lâcher de juvéniles d’élevage dans la population sauvage a pour but d’augmenter l’apport naturel en surmontant la limitation d’un faible recrutement naturel. – Le pacage marin (sea ranching) : la libération des juvéniles d’élevage dans leur habitat naturel a pour but la capture à une plus grande taille ; c’est le cas des saumons. – La transplantation ou introduction d’espèces nouvelles concerne le peuplement en espèces non indigènes : cas des huîtres, palourdes, truites, etc. 5.2 Exemple de la coquille Saint-Jacques au Japon La pêche côtière traditionnelle de la Coquille Saint-Jacques (Patinopecten yesoensis) au nord du Japon était devenue quasi 274

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La révolution des écloseries et de la mariculture

nulle en 1970. La Coopérative des pêcheurs de Sarufutsu engagea des opérations de repeuplement des fonds, à l’aide de naissain issu d’autres régions. En 1971, 14 millions de juvéniles furent relâchés sur 38 000 hectares. Les captures sur ces fonds de pêche remontèrent pour se stabiliser entre 25 000 à 30 000 tonnes à partir de 1980 (Figure 20-2) et la technique s’étendit. Uki (2006) rapporte des productions de 300 000 tonnes pour 2006 et les débarquements pour 2011 ont atteint 384 000 tonnes ; le naissain y est capté par milliards (rapporté par Scallop Ranching001, 2013). Tous les repeuplements n’ont pas rencontré autant de succès, mais des réussites similaires ont été rapportées pour les coquilles Saint-Jacques, les crevettes et les concombres de mer en Chine. Tonnage de captures (en milliers de t)

384 000 t 300 000 t

300

27 000 t 15 10 5

Début du repeuplement Années

1940

1950

1960

1970

1980

2006

2011

Figure 20-2 | Évolution des captures de coquilles Saint-Jacques en mer littorale à Sarufutsu de 1940 à 2011. (Complété à partir d’Anon, 1990.)

5.3 L’ormeau La situation était identique pour l’ormeau, au Japon : les captures records (1 000 tonnes dans les années soixante) commencèrent à décliner dans les années soixante-dix. Les coopératives de pêche 275

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

entreprirent l’ensemencement de leurs zones de pêche, leur aménagement et la construction d’une écloserie (Bourguignon, 1995). Les recaptures varient de 0,01 à 38 % selon Hamasaki et Kitada (2008). Les résultats sont donc variables, mais la production totale avoisine les 100 000 t/an. 5.4 Écloseries et repeuplements de poissons Le programme de reproduction du saumon chum (ou keta) sur l’île d’Hokkaido (nord du Japon) a été mené sur plus de 120 ans (Miyakoshi et al., 2013). Sur plus de 25 générations, il n’a été constaté aucun déclin de la diversité génétique ; 137 écloseries relâchent 1,2 milliard de juvéniles/an le long des côtes (Morita et al., 2006). Ce programme a connu un plein succès en augmentant les prises commerciales et constituera le principal outil d’aménagement dans le futur. D’autres espèces de saumons, mais aussi de truites, corégones, esturgeons, etc. font l’objet de lâchers qui se chiffrent en milliards d’individus. Les comptes rendus du programme européen Aquabest (2014) en exposent les très nombreux aspects pour la mer Baltique. Torrissen (2014) démontre que l’insuffisance du recrutement naturel peut être surmontée par le recours aux lâchers de juvéniles élevés en écloserie. La période d’élevage précédant les lâchers dure au moins quatre mois. On s’assure aujourd’hui que les jeunes produits en écloserie présentent une robustesse suffisante pour affronter les exigences du repeuplement, mais aussi de l’engraissement en cage. Le document de Ismi et al. (2012) expose les techniques utilisées pour différentes espèces de mérous. Bartley et Leber (2004) ont édité les contributions de nombreux auteurs concernant le pacage marin (ou marine ranching). En Europe, le loup ou bar et la daurade sont les seules espèces marines produites à très grande échelle, à partir des techniques que nous avons initiées (Barnabé, René, 1973 ; Barnabé, 1974). 276

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La révolution des écloseries et de la mariculture

5.5 La transplantation de palourdes en Adriatique Dans l’Adriatique, dans la lagune du Sacca di Goro, 13 km2 soit 50 % de sa surface sont exploités pour la production de la palourde des Philippines. Elle a démarré au début des années quatre-vingt par le repeuplement de concessions à partir de naissain d’écloserie. Cette espèce s’y est reproduite et sa densité peut atteindre 3 à 4 milliers d’individus par m2. Les juvéniles (coquille de 5 à 10 mm) sont maintenant collectés et ensemencés dans les concessions à raison de 500 à 1 000/m2. Environ 5 000 mariculteurs vivent de cette collecte ; la vente est pilotée en fonction de la demande par une coopérative (Viaroli et al., 2007). Cette production s’est étendue à d’autres lagunes de l’Adriatique italien. 5.6 Une extension mondiale ignorée Wang et al. (2006) rapportent l’exemple chinois d’une île du nord de la mer Jaune. En 2005, elle a produit et relâché en mer 20 millions de juvéniles d’ormeaux, 200 millions d’holothuries ou concombres de mer, 2 milliards de pétoncles, 15 millions d’oursins et 5 millions d’escargots de mer ! La récolte totale a atteint 28 000 tonnes. Les techniques de l’aquaculture et du repeuplement en Chine ont fait l’objet d’un important document de la FAO (Jia, Chen, 2001). Un ouvrage a été consacré par Bell et al. (2005) au repeuplement et à l’amélioration des stocks d’invertébrés marins, puis aux poissons (Bell et al., 2008, en libre accès) et de nombreuses espèces font l’objet de la même démarche : algues, crevettes, oursins, langoustes, homard, holothuries, strombes, escargot à nacre, daurades, flets, etc. Le site Science Consortium for Ocean Replenishment  (SCORE, 2014) fournit une liste de publications sur ce sujet. Ces pionniers expliquent que les succès les plus significatifs de la science du renforcement sont survenus dans la dernière décade (Leber, 2013). Cette démarche peu médiatisée s’amplifie. 277

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

En l’absence d’organisme centralisateur, la production mondiale des écloseries n’est pas évaluée régulièrement : la FAO (FAO, 1998) l’estimait à 58 milliards de juvéniles par an, presque 180 millions par jour ! L’essentiel de cette production était destiné à être relâché dans la nature. Compte tenu de l’évolution des productions, on peut estimer qu’elle a au moins doublé depuis. Un congrès, tenu en 2019 (Anon. 2019), expose les progrès, les succès et les problèmes des multiples repeuplements entrepris partout dans le monde : les pêcheries récréatives, le crabe des neiges, les récifs artificiels en pleine eau et leur fonction y sont abordés, tout comme l’explosion des essais en Asie, mais il n’y a pas que des succès.

6. CONCLUSION : UNE RÉVOLUTION PLANÉTAIRE EN COURS Les techniques de l’écloserie ont bouleversé les perspectives de la mariculture et permis la production de nombreuses espèces en milliards d’individus et millions de tonnes. C’est une étape nouvelle dans l’histoire de l’humanité que de pouvoir reproduire, élever et repeupler en êtres marins. En ajoutant les facultés d’auto-organisation et d’auto-épuration des milieux aquatiques, les potentialités des microalgues et des macroalgues, celles des filtreurs ou de la mise en mouvement des eaux aux capacités de l’écloserie et aux autres techniques d’obtention de juvéniles, on peut comprendre les perspectives de la production de matière vivante dans les océans, y compris pour la pêche : imaginons simplement que le taux de survie des milliards de larves d’espèces marines qui périssent en fin de vie planctonique double… La capture exclusive a vécu : la pêche doit s’associer à la culture ou disparaître. Au-delà de la production de matière vivante, un domaine nouveau et capital s’ouvre aux écloseries : la lutte contre le changement climatique (Chapitres 25 et 26). 278

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La révolution des écloseries et de la mariculture

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Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La révolution des écloseries et de la mariculture

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21 Mise en mouvement et fertilisation des eaux : l’autre révolution bleue

1. UNE CIRCULATION DES EAUX OCÉANIQUES LIÉE AU CLIMAT Nous avons vu de quelle façon les eaux étaient mises en convection par les vents, les marées ou les grands courants marins et comment elles étaient au contraire figées par la stratification des eaux superficielles due au réchauffement solaire (Chapitre 3). Cette alternance climatique est considérée comme fondamentale en océanographie car elle détermine les processus de production biologique dans le milieu marin (Chapitre 7 ; 3). Son importance est devenue telle que, pour estimer l’existence d’exoplanètes plus favorables à la vie que la Terre, les chercheurs se sont concentrés sur la circulation des courants de leurs mers : des vitesses de remontées des eaux plus rapides pourraient permettre le développement d’une vie plus abondante ou plus active que sur Terre (Rapporté par Brice Louvet, 2019 : https://sciencepost.fr/ 283

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

il-pourrait-exister-des-exoplanetes-plus-favorables-a-la-vie-quela-terre/). Ces courants présentent donc une importance quasi… astronomique ! Les eaux de surface des océans, au large, sont pauvres en substances nutritives, car plus il y a de lumière, plus vite elles sont consommées par le phytoplancton. Les eaux profondes des océans contiennent de 20 à 100 fois plus d’azote et du phosphore. Malgré la variabilité chaotique du climat, la stratification des eaux aboutit inexorablement à la pauvreté biologique de 90 % de la surface des océans (Chapitre 7 ; 3).

2. LES EAUX OCÉANIQUES PROFONDES ET LA « RÉVOLUTION BLEUE » Une preuve des potentialités productives des eaux profondes est fournie par les productions des pêches, mais aussi par la fixation de CO2 sur les zones d’upwelling (Hales et al., 2005 et Chapitre 7 ; 4). Le pompage des eaux profondes a donc été préconisé et mis en œuvre pour enrichir les eaux de surface depuis longtemps. La création de résurgences artificielles intéresse la pêche, mais aussi les climatologues. On parle de « révolution bleue » puisqu’il s’agit d’une ressource naturelle susceptible de résoudre deux urgences mondiales : la fourniture de nourriture et le refroidissement de la planète. Les modalités de cette circulation doivent aboutir à la confluence des sels nutritifs issus des eaux profondes et de la lumière pénétrant les eaux superficielles des océans. Divers dispositifs sont utilisés pour restaurer le mouvement naturel ou apporter l’énergie manquante pour cette mise en mouvement des eaux.

3. DISPOSITIFS DE MAÎTRISE DU MOUVEMENT DES EAUX L’expérience menée par Maruyama et al. (2004) sur la « fontaine perpétuelle d’eau salée » utilisant l’énergie de la mer lorsque les eaux 284

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mise en mouvement et fertilisation des eaux : l’autre révolution bleue

sont de salinité plus faible en profondeur est démonstrative, mais les débits restent faibles. Dans la majorité des situations, il faut fournir l’énergie. Dans une mer sans marée comme la Méditerranée, des dispositifs de pompage sont utilisés depuis longtemps pour introduire des millions de m3 d’eau de mer dans les marais salants, tandis que de nombreux ports de plaisance utilisent des circulateurs. Ils sont utilisés dans bien d’autres situations. La richesse en sels nutritifs n’est pas toujours l’objet de ces déplacements : l’oxygénation, la simple mise en circulation, la dilution sont aussi concernées.

4. INTÉRÊT ET COÛT ÉNERGÉTIQUE DU DÉPLACEMENT DES EAUX La mise en circulation verticale des eaux a été étudiée pour mélanger les eaux profondes et superficielles des lacs qui se stratifient, comme les mers. Garton (1978) puis Steichen et al. (1979) ont mis au point des dispositifs économiques qui amènent en profondeur les eaux saturées en oxygène prises en surface. Le débit d’eau calculé pour une puissance de 1 kW va de 6 300 à 9 400 m3/h avec un transfert d’oxygène exceptionnel. Un guide sur l’aération des lacs a été publié (US Environmental Protection Agency, 2013). Le déficit en oxygène de ces étendues d’eau douce est encore plus prononcé que celui des océans (Jane et al., 2021). Le déplacement horizontal des eaux, la création de courants intenses ont aussi fait l’objet de recherches industrielles et de nombreux agitateurs ou circulateurs sont commercialisés. Des moteurs électriques immergés actionnent une hélice (jusqu’à 2,5 m de diamètre) à très basse vitesse (de 30 à 50 tours/min). Le débit diminue (3 280 m3/kWh dans le meilleur des cas), mais les courants horizontaux induits sont détectés dans l’axe de l’appareil à 110 m de distance (vitesse = 0,1 m/s). Dans des bassins qui exigent un brassage permanent, le constructeur Flygt estime qu’une vitesse horizontale de 0,3 m/s peut être obtenue avec une puissance de brassage inférieure à 0,5 W/m3. 285

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Des circulateurs immergés sont utilisés de façon routinière pour renouveler l’eau stagnante et privée d’oxygène sous les cages de saumons situées dans les zones très encaissées des fjords de Norvège. Une étude a concerné la production de chlorophylle dans ces mêmes fjords : l’injection d’eau de surface (moins salée) à raison de 2 m3 par seconde à 30 m de profondeur a triplé la production primaire dans une zone d’influence de 10 km2 près de la sortie du fjord (Aure et al., 2007). Des circulateurs horizontaux propulsant plus de 50 000 m3/h d’eau dans des lagunes italiennes, comme une onde vivifiante, ont permis de sauver la pêche ou les cultures marines (Manoli, 1991).

5. LES RÉSURGENCES OU UPWELLINGS ARTIFICIELS EN MER À plus grande échelle, des propositions de modification du climat par le mélange artificiel des eaux marines de profondeur et de surface ont fait l’objet d’un numéro spécial du Israël Journal of Earth Science dès 1985. Assaf (1985) y indique que ce mélange réduirait la température des eaux de surface. Cette accumulation ferait monter la température et, avec elle, les précipitations hivernales. Chaque kilowatt investi dans cette convection en Méditerranée pourrait générer 20 m3 de précipitations sur les terres avoisinantes. Ce thème a été repris (Soloviev et al., 2018). Bien d’autres auteurs, dont Lovelock et Rapley (2007) ont évoqué des solutions identiques dans le cadre de la géoingénierie (revue de la NOAA, 2012 ; Calvin 2013 ; revue de Bauman et al., 2014). En Californie, dans le cadre d’un plan de conservation et de restauration des écosystèmes de cet État, Ascanio Carrera (2017) a proposé de lutter contre les proliférations d’algues toxiques par la création d’upwellings offshore engendrés par des éoliennes en mer, étudiées par Viudez et al. (2016) pour créer une remontée d’eau artificielle tout le long des côtes. Il s’appuie sur l’intensité des vents locaux, le prix de l’électricité éolienne à 126 $ le mégawatt/h et l’activité des pêches qui représente 150 millions de dollars par an et a créé 100 000 emplois. 286

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mise en mouvement et fertilisation des eaux : l’autre révolution bleue

L’intérêt de l’étude de Viudez et al. (2016) réside dans la prise en compte d’une multitude de données liées aux eaux (densité, teneur en azote, etc.), au pompage (profondeur, diamètre des tubes, etc.) et au devenir des eaux (pour s’assurer de leur diffusion horizontale). Cette démarche, couplée à un débit de remontée de 500 mètres cubes par seconde (500 m3/s, soit 1 800 000 m3/h par chaque éolienne de 6 MW), leur permet de comparer ce débit à celui de l’upwelling engendré par le vent, quand il souffle de la côte dans la région de Barcelone : ce débit calculé correspond à celui de l’upwelling naturel sur une longueur de 500 m de côte ! Les scientifiques chinois travaillent dans la réalité des eaux côtières : Fan et al. (2019) démontrent la capture de CO2 par les algues au voisinage de résurgences artificielles. Lin et al. (2019) et Pan et al. (2019) expérimentent en mer la mise en circulation des eaux par injection d’air en profondeur. L’impact des eaux profondes sur le phytoplancton des eaux de surface diffère suivant les saisons (Mahaffey et al., 2012). Gagern et Kapsenberg (2021) revoient les possibilités d’extraction du CO2 des océans et leur financement. Les nombreux dispositifs testés avec succès en mer pour générer des upwellings artificiels au cours des dernières décennies, certains pendant plusieurs mois, démontrent un effet positif sur l’augmentation de la production primaire océanique, processus qui s’accompagne de l’absorption du CO2 atmosphérique (Chapitre 6 ; 2). Autres avantages du pompage d’eaux profondes : elles ne contiennent ni plancton toxique ni parasites. Les techniques d’upwelling artificiel ont été proposées pour refroidir les eaux de surface et diminuer ainsi l’intensité des cyclones (Launder, 2017).

6. CONCLUSIONS Au fur et à mesure que les eaux pauvres de surface des océans se réchauffent (1,2 °C pour les eaux tropicales au xxe siècle), la différence 287

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

de densité avec les eaux froides profondes et riches en nutriments s’accroît. Autrement dit, le changement climatique devient aussi un frein aux upwellings ou résurgences naturelles ; il menace autant le climat que la production marine en étendant les déserts marins ! Pourtant, avec peu d’énergie, il est possible de remonter des eaux profondes chargées en sels nutritifs et de créer un vaste panache d’eau enrichie, capable d’engendrer une forte production primaire dans la strate superficielle productive des mers, tout en augmentant l’absorption du CO2 par l’Océan. La mise en circulation des eaux à grande échelle en mer fait l’objet d’expérimentations actuelles en vraie grandeur, la bibliographie non exhaustive ci-après, le prouve. Puisque les outils techniques existent, il reste à les mettre en œuvre (Chapitres 25 à 27), mais « nous avons les technologies et les moyens nécessaires pour réussir à nous transformer. » Reste à intégrer ces mesures d’ampleur dans les politiques économiques et réglementaires, d’autant que la classe politique n’aurait aucune formation en science pour les comprendre !

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Mise en mouvement et fertilisation des eaux : l’autre révolution bleue

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

22 Les filtreurs d’eaux marines

1. LA CONSOMMATION DU PLANCTON VÉGÉTAL PAR LES ESPÈCES FILTRANTES Beaucoup d’animaux vivant sur un substrat solide filtrent l’eau pour obtenir leur nourriture constituée par le plancton végétal ou les particules en suspension. Un bloc de roche, un récif artificiel recouvert de filtreurs fonctionne donc comme un filtre à plancton ou à particules, d’où l’utilisation de récifs à huîtres pour l’épuration (Chapitre 16 ; 3-1 et 3-2). Le plancton reste difficilement exploitable par l’homme ; en revanche, ces filtreurs littoraux constituent des mets appréciés. Les interactions entre un fond de moules et quelques autres composants du réseau trophique sont schématisées sur la figure 22-1. La densité de moules peut atteindre dix mille individus par mètre carré et on les trouve jusqu’à plus de trente mètres de profondeur.

291

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Lumière

Surface Seston

Détritus

Phytoplancton

Remise en suspension Nutriments

Ingestion

Sélection

Déposition

Digestion

Accumulation Reminéralisation

Figure 22-1 | Diagramme simplifié montrant les interactions entre un fond de moules, les particules, les détritus, et le phytoplancton. (Adapté de Asmus, 1993)

Ces organismes fixés engendrent, entre eux, des niches et des microhabitats colonisés par toute une faune interstitielle (petits crustacés, tels que crevettes, etc.) à la diversité étonnante. En intervenant en plongée, sur des filières de moules en suspension, nos vêtements de plongée, noirs, blanchissaient, couverts par une nuée de minuscules crustacés (amphipodes nommés caprelles) ! Ces agrégations de bivalves représentent des points chauds pour la biodiversité, couvrant de grandes surfaces qui constituent un habitat pour de nombreuses espèces (Craeymeersch & Jansen, 2019). Il y a donc création d’une chaîne alimentaire courte, de type phytoplancton-moule. 292

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les filtreurs d’eaux marines

Les récifs de corail constituent un type particulier de faune du fond, capable de prospérer à partir des microalgues (zooxantelles) avec lesquelles elle vit (Chapitre 6 ; 12-2).

2. UNE VIE RARE SUR LES FONDS MEUBLES AGITÉS Les fonds sableux ou graveleux, remués par houles et vagues ne restent jamais stables et des adaptations spéciales deviennent nécessaires pour les organismes qui les habitent. Sauf très rares exceptions, la vie n’y abonde pas. Ils couvrent des millions de kilomètres carrés des fonds des plateaux continentaux. Lorsque les vagues et courants s’affaiblissent, les matières en suspension dans les eaux se déposent et engendrent des fonds sablo-vaseux, limoneux ou vaseux. Ces étendues constituent des zones de sédimentation typiques pour le matériel organique, tel que le plancton mort issu de la pleine eau. Beaucoup de ces détritus sont filtrés par des mollusques et des vers qui vivent enfouis dans ces fonds meubles. Nous avons rapporté l’exemple du Sacca di Goro où la densité des populations de palourdes atteint des milliers par mètre carré (Chapitre 20 ; 5.5), mais le cas reste rare.

3. LES MOULES, HUÎTRES ET AUTRES BIVALVES FILTREURS D’ÉCOSYSTÈMES Parmi les animaux qui peuplent les rivages marins, les plus abondants et ceux qui représentent la biomasse la plus importante dans les eaux tempérées sont, le plus souvent, les moules ou les huîtres. En Europe, elles abondent du nord au sud. On estime que leur poids sec de chair correspond à 1/5 du poids humide environ, et le poids de chair humide à 25-30 % du poids total du coquillage. L’estimation moyenne de la filtration des eaux par une moule est de 20 à 25 litres d’eau/jour (Lubet, 1991). Dans les Rias de Galice, un radeau de moules filtre 70 000 m3/jour. La rétention de plancton et particules a été estimée à 35-40 %. 293

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Après avoir caractérisé plusieurs écosystèmes côtiers bien individualisés, Smaal et Prins (1993) calculent les biomasses de bivalves qu’ils abritent et établissent que leurs masses d’eau sont, en théorie, filtrées par ces mêmes bivalves en quelques jours : – baie de San Francisco : 0,7 jour (espèces variées) ; – zone d’Asko (mer Baltique) : 0,3 jour (moules) ; – partie Est de la Wadden Sea : 0,5 jour (moules) ; – rade de Brest : 2,8 jours (espèces variées) ; – étang de Thau : 2,8 jours (huîtres et moules élevées en suspension) ; – Ria d’Arosa : 12,4 jours (moules élevées en suspension). On ne s’étonnera donc pas de leur usage dans la réhabilitation de la qualité de l’eau : à Liverpool, les moules sont utilisées pour éclaircir l’eau des zones portuaires (Phelps, 2005). Des implantations sur récifs artificiels sont en cours dans le port de New York et de Hong Kong (Chapitre 16 ; 3.2). Smaal et al. (2019) ont édité une revue des services multiples rendus par les mollusques bivalves. La moule zèbre, célèbre espèce invasive, est aujourd’hui cultivée sur corde pour filtrer l’eau et éviter l’eutrophisation des lacs en Amérique (McLauglhan, Aldridge, 2013) ! La moule de mer est utilisée par les organismes scientifiques pour caractériser la teneur en polluants (métaux, PCB, DDT, etc.) qu’elle concentre à partir de l’eau qu’elle filtre, ce qui rend alors leur consommation dangereuse. Les huîtres sont aussi capables d’absorber les matières dissoutes dans l’eau (Héral, 1989).

4. DÉCONTAMINATION BIOLOGIQUE DES EAUX CÔTIÈRES (BIOREMÉDIATION) Outre l’épuration des ports, et puisqu’elles extraient les polluants issus de l’eau filtrée, les capacités de clarification des filtreurs sauvages ou d’élevage sont utilisées comme outil de bio-ingénierie pour atténuer les problèmes de pollution des eaux côtières par excès 294

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les filtreurs d’eaux marines

d’azote ou de phosphore. Un kilo de moules vivantes contient de 8,5 à 12 g d’azote, de 0,6 à 0,8 g de phosphore et environ 40-50 g de carbone. L’extraction des particules par les bivalves constitue l’une des meilleures solutions pour réduire l’excès de nutriments déversés par l’homme en eaux côtières (van der Schatte et al., 2018) : elles réduisent ces concentrations d’azote ou de phosphore de 13 à 31 % dans les eaux. D’autres auteurs calculent ainsi que les moules extraient entre 1 385 € et 6 716 € d’azote par hectare de culture et par an. Globalement, les bivalves cultivés élimineraient 49 000 tonnes d’azote et 6 000 tonnes de phosphore des eaux littorales pour une valeur de 6,47 milliards de dollars. Dans les eaux chaudes, chaque huître perlière filtre jusqu’à 22 litres par heure.

5. L’EXPLOITATION DES POPULATIONS NATURELLES PAR LA PÊCHE Selon diverses estimations, 85 % des populations naturelles mondiales de bivalves des fonds côtiers ont été décimées par la pêche. Sur le plateau continental du golfe du Lion, les huîtres plates (Ostrea edulis) et les coquilles Saint-Jacques (Pecten jacobeus) ont presque disparu, victimes des chaluts qui en raclent encore quelques-unes par an, mais pas partout : un de mes amis plongeurs braconne l’huître plate indigène sur les fonds meubles des ports de plaisance, abrités, mais pas chalutés ! En mer, les moules qui se fixent et grossissent naturellement sont l’objet de pêche à la drague ; c’est le cas notamment dans les eaux côtières de la Manche, sur la côte est du Cotentin, où cette collecte réglementée produit entre 4 000 et 7 000 tonnes de moules de Barfleur, suivant les années (variabilité des populations naturelles). Concernant la coquille Saint-Jacques, le repeuplement de quelques sites et la gestion de la pêche (taille minimale, saison et heures de capture) conduisent à une production de 14 000 tonnes/an dans les eaux françaises de la Manche et en rade de Brest en Bretagne (Buestel et al., 1987). 295

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

6. FILTREURS ET ÉCOSYSTÈMES AMÉNAGÉS Autant pour les moules que pour les huîtres, les palourdes, les coquilles Saint-Jacques ou les huîtres perlières, la conchyliculture exploite les potentialités exceptionnelles de ces filtreurs. Il y a tous les intermédiaires entre la pêche et la culture, mais 90 % proviennent de la mariculture. La production par aquaculture est passée de 8,3 millions de tonnes en 2000 à 17,7 millions de tonnes en 2018 (FAO, 2020). La Chine en produit plus de 13 millions de tonnes environ, pour 70 espèces élevées, tandis que la production baisse en Europe (5,5 % de la production mondiale). Pour Jacquet et al. (2017), ces bivalves semblent être les plus prometteurs des animaux d’élevage en termes d’avantages écologiques, en tant qu’organismes hautement nutritifs ne dépendant pas de sources de nourriture extérieures et minimisant les problèmes de bien-être animal liés à l’élevage en captivité. 6.1 Exemples de fonds vivants naturels producteurs de moules et d’huîtres – L’élevage des moules sur le fond en Hollande, dans les eaux agitées de la mer des Wadden, constitue un exemple typique de fond vivant. Il y a 4 000 hectares de concessions exploitées pour la conchyliculture sur des fonds inférieurs à 10 m. Le naissain y est collecté à la drague, pour être épandu sur d’autres fonds préparés pour le grossissement. La production après grossissement n’excède pas 8 kg/m2, car la mortalité (non expliquée) peut atteindre 85 %. Le transfert d’espèces a introduit des algues et l’huître creuse Crassostrea gigas. – Les fonds à huîtres des estuaires et eaux côtières des États américains de l’Atlantique et du golfe du Mexique sont aménagés et exploités pour la production de l’huître de Virginie (Crassostrea virginica) qui apprécie ces eaux saumâtres. Ces concessions de grossissement représentent plusieurs millions d’hectares (133 000 ha pour la seule Louisiane). Dans la baie de Chesapeake, la plus grande des ÉtatsUnis, le marché des ostréiculteurs a ainsi augmenté de plus de 600 % au cours des dix dernières années. 296

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les filtreurs d’eaux marines

– Le naissain qui se fixe naturellement sur les fonds durs littoraux est collecté pour fournir les moules mises en culture un peu partout dans le monde, compte tenu de son abondance. 6.2 Aménagement des fonds pour la production d’huîtres et autres espèces Lorsque les fonds sont trop meubles ou boueux, l’installation de substrats solides permet le captage et le développement ultérieur de bivalves. Les exemples sont nombreux : – Installation sur l’estran* de pierres plates souvent enduites de chaux au préalable et dressées en groupe, ou de roches de forme irrégulière de 4 à 5 kg, distribuées de façon uniforme ou groupées (Chine). Les larves d’huîtres s’y fixeront et y grossiront jusqu’à la collecte. Dans les fonds très meubles, des pieux de bambou (150 000 à 200 000/ha) jouent le même rôle. – Aux États-Unis, pour repeupler les zones dépourvues d’huîtres, les coquilles d’huîtres vides placées dans des sacs en filet sont immergées dans les bassins d’écloserie où sont élevées les larves. Ces dernières se fixent sur les coquilles et les sacs seront alors immergés en milieu naturel, autant pour le repeuplement que pour éclaircir l’eau. – En France, le captage d’huîtres est réalisé sur des capteurs constitués de substrats durs divers placés sur l’estran (à Arcachon : 1,7 million de tuiles empilées, de coupelles, de poches de coquilles d’huître, etc.). Ce captage a atteint 22 000 naissains par tuile chaulée en 2014, mais 63 par tuile en 2007 ! Les techniques de ces élevages traditionnels ont été détaillées (Dardignac-Corbeil, 1989 ; Héral, 1989). – L’ouvrage de Fitzsimons et al. (2019) rassemble les données concernant la restauration ou l’installation des récifs d’huîtres et de moules. Les cultures d’autres espèces de filtreurs ont été résumées (Chapitre 20 ; 5). Ces capteurs sont assimilables à des récifs artificiels (Chapitre 16). 297

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

7. LES CULTURES EN SUSPENSION EN MER OUVERTE En termes de biomasse et de production par unité de surface, les chiffres de production des moules cultivées en suspension sous des radeaux sont les plus élevés que l’on connaisse pour une espèce animale : près de 250 tonnes/ha/an dans les Rias abritées de Galice (Espagne). Ailleurs, la production moyenne est beaucoup plus basse, de l’ordre de 40 tonnes/ha/an ; il s’agit de productions dans un volume d’eau, pas sur une simple surface et le plancton filtré a été amené par marées et courants, mais quel avantage sur le plan pratique ! Les techniques de culture en suspension permettent l’exploitation de la masse des eaux et certaines sont utilisables en zone agitée en mer ouverte, ce qui a constitué un moyen d’aménagement universel : la culture sur « longue ligne » ou « filière » (Figure 22-2). La structure d’une filière employée en mer ouverte est relativement simple, sa configuration reste constante : la ligne principale est amarrée sur le fond par des ancres, des corps-morts ou des pieux plantés dans le fond. Des flotteurs, immergés ou non, ramènent cette ligne sous la surface ou à la surface. Des cordes garnies de naissains de moules (placés dans un filet en forme de tube) ou de boutures d’algues sont suspendues à cette ligne principale, ainsi que des sortes de lanternes de filet cylindrique à plusieurs étages (ou lantern-net cage) (Figure 22-3) dans lesquelles sont placées huîtres ou coquilles Saint-Jacques. Dans les eaux abritées, elles supportent les cultures d’huîtres perlières, etc. En Polynésie française, l’élevage de l’huître perlière constitue la première ressource d’exportation du territoire. Ögmundarson et al. (2011) ont fait une revue de l’utilisation de divers types de filières en mer ouverte pour la culture des moules. Ils en recensent dans 32 pays. L’installation de filières est réalisée jusqu’à des profondeurs de 100 m. Le jeu des courants et le mouvement des flotteurs qui fait osciller l’ensemble avec les vagues renouvellent cette eau nourricière autour des sujets d’élevage. 298

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les filtreurs d’eaux marines

Flotteur tendeur

Profondeur variable

Flotteurs de signalisation en surface Surface

Flotteurs principaux immergés

Flotteurs principaux immergés Cordes à moules

Huîtres

Coquilles Saint-Jacques

Figure 22-2 | Filière de subsurface (algues et filtreurs). 40 cm Filet Hauteur variable

Lantern net Plateaux (nombre variable)

Huîtres ou coquilles Saint-Jacques

Figure 22-3 | Lanterne en filet pour l’élevage d’huîtres et coquilles Saint-Jacques.

299

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

Ces filières sont disposées en parallèle, espacées d’une dizaine de mètres et forment des champs de culture qui occupent des milliers d’hectares, sur les fonds côtiers des mers asiatiques surtout. D’autres ont relié les filières entre elles pour constituer des réseaux ou carrés d’élevage. Leur souplesse leur permet de résister aux vagues tempétueuses et donc de coloniser la mer ouverte ; alliée à un coût modéré, cette particularité a fait leur succès : les filières représentent un outil irremplaçable d’aménagement des eaux marines, abritées ou non. L’aquaculture des bivalves inclut la production de chair, de perles et l’utilisation des coquilles pour une valeur estimée à 23,9 milliards de dollars selon van der Schatte et al. (2018).

8. CRÉATION DE NOUVEAUX FONDS ET SYSTÈMES PRODUCTIFS Il suffit d’immerger en mer côtière des substrats durs pour obtenir, dans l’année suivante, des fonds vivants de moules (ou d’huîtres), sans aucune intervention, mais daurades et sars les apprécient aussi ! La biomasse de moule sur un fond dur littoral est comprise entre 10 et 100 kg/m2. Sur les plateformes pétrolières offshore de la Californie, les moules atteignent 50 mm de long en 6 à 8 mois (Richards et al., 2009).

9. L’AQUACULTURE MULTITROPHIQUE OU AQUACULTURE INTÉGRÉE Certaines formes d’aquaculture, comme la production de crevettes en bassin, celle de poissons en cage, rejettent des nutriments et substances diverses dans leur environnement immédiat. Pour contrebalancer ces effets, l’aquaculture multitrophique installe des macroalgues (Chapitre précédent), ou des filtreurs, au voisinage. La synthèse de Soto (2009) porte sur plusieurs centaines de travaux menés de par le monde sur le sujet.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les filtreurs d’eaux marines

10. CAPTURE DU CO2 ATMOSPHÉRIQUE La coquille constitue un puits à carbone dans laquelle cet élément est séquestré, comme dans du ciment. Cela représenterait, pour une ferme norvégienne prise en exemple et produisant de 50 à 150 tonnes par an, la séquestration de 2,8 tonnes de CO2.

11. CONCLUSIONS Les fonds vivants de filtreurs et les cultures de bivalves en suspension remplissent des fonctions variées de filtration des eaux, de recyclage, de substrat, de production de protéines comestibles et de fixation du carbone (van der Schatte Olivier et al., 2018). Ils illustrent l’installation d’écosystèmes auto-organisés en mer ! Leur biomasse dépasse la centaine de kilos par mètre carré et ils sont à la base des plus fortes productions par unité de surface dans les eaux marines (radeaux des Rias de Galice et plateformes pétrolières offshore). L’utilisation de filières de culture permet l’installation de filtreurs en suspension en mer ouverte sur une large partie des plateaux continentaux. Ils sont autant capables de moissonner le plancton végétal que l’homme ne sait pas collecter que de fixer la pollution des eaux et son carbone ou de produire des protéines animales. Dans les eaux polluées, leur présence constitue une véritable bioremédiation des eaux ! Ces filtreurs très productifs résistent à la pollution qu’ils sont capables d’éliminer, et aux variations climatiques. Ils filtrent déjà des volumes de plusieurs millions de mètres cubes d’eaux côtières et absorbent le CO2 dans leurs coquilles. Le potentiel de leur culture a été estimé à 768 millions de tonnes (poids frais), par an, soit 8 fois les captures des pêches, alors que la production actuelle évolue autour de 15 millions de tonnes (Costello et al., 2019). Leurs perspectives pour les cultures en mer sont donc extraordinaires. Ces données illustrent la quadruple vocation des filtreurs dans les eaux marines : 301

Partie 3. Les stratégies de la réhabilitation

– transformation de la production végétale planctonique de l’océan en nourriture pour l’homme ; – restauration et bioremédiation des écosystèmes ; – fixation du carbone atmosphérique ; – fixation de l’azote et du phosphore ; Ils constituent l’un des outils incontournables de nos propositions (Chapitres 24 à 27).

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les filtreurs d’eaux marines

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23 Les propositions climatiques de la géoingénierie

1. LES PROBLÈMES COMMUNS À L’ATMOSPHÈRE ET À L’OCÉAN L’intrication climatique entre l’océan et l’atmosphère au travers de la microcouche de surface (Chapitre 3-2) rend inévitable la mention de quelques technologies intermédiaires connues sous le nom de géoingénierie atmosphérique. Elle a été définie comme une intervention à grande échelle dans notre environnement naturel pour combattre ou contrecarrer les effets du changement climatique dans l’atmosphère. Elle s’appuie sur des interventions diverses qui méritent d’être comparées ou ajoutées aux solutions océaniques que nous proposerons (Chapitres 24 à 27). Éradiquer l’effet de serre dans l’atmosphère nécessiterait d’absorber les 40 milliards de tonnes de CO2 en excès tous les ans, mais aussi de neutraliser les 100 à 1 000 milliards de tonnes de CO2 qui s’y sont accumulées depuis la révolution industrielle (Chapitre 5-1). 307

Partie 4. Les solutions de l’Océan

La prise de conscience que l’on ne peut pas arrêter les émissions de CO2 est imposée par la réalité (Chapitre 14 ; 7). Intervenir est devenu incontournable et beaucoup de propositions ont été avancées (revue de Shepherd, 2012). Elles sont basées sur l’intervention humaine dans l’atmosphère.

2. LES PROPOSITIONS DE LA GÉOINGÉNIERIE ATMOSPHÉRIQUE Ses partisans revendiquent le succès du maintien de la couche d’ozone par l’interdiction de l’usage des gaz qui la détruisaient, utilisés auparavant dans les réfrigérateurs : ce trou d’ozone a rétréci. Nous nous limiterons au survol de quelques propositions réalistes. 2.1 Capture du gaz carbonique dans l’air Plusieurs techniques proposent de fixer ce CO2 sur des filtres, puis de le libérer par des moyens divers (chauffage, échanges chimiques), afin de l’utiliser ou de l’enfouir dans le sol. La faible teneur en CO2 de l’atmosphère et les volumes à filtrer limitent la portée du processus aux industriels. Le site http://www.ccsassociation.org de la Carbon Capture, Utilisation and Storage (CCUS) fournit des informations actualisées sur le sujet. Le prix de cette fixation est évalué entre 100 $ et 1 000 $ la tonne de CO2 selon les sources ; il reste trop élevé pour être compétitif, mais les techniques peuvent évoluer. 2.2 Plantation de forêts nouvelles et reforestation Les arbres captent l’énergie du soleil ; ils dégagent de l’oxygène et utilisent le carbone pour construire leurs troncs et leurs racines. Les forêts ont absorbé un flux d’environ 1,1 milliard de tonnes de carbone par an (Pan et al., 2011 et IPCC, 2018). Les forêts recouvrent 31 % de la surface des terres et constituent le deuxième plus grand puits de carbone de la planète, après les océans (Chapitre 5-1). Bastin et al. (2019) ont calculé le potentiel de reforestation sur la planète entière et soulignent que les écosystèmes peuvent supporter 0,9 milliard 308

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les propositions climatiques de la géoingénierie

d’hectares de forêts (16 fois la France), soit une extension de 25 % de la surface actuelle des forêts et 500 milliards d’arbres. Même après la reforestation, la fixation du carbone par les arbres resterait limitée au dixième des besoins, donc insuffisante. Sullivan et al. (2020) alertent sur l’effet de températures supérieures à 32 °C sur les forêts tropicales qui pourraient alors relâcher du carbone et perdre leur rôle de réservoir majeur de CO2. C’est déjà le cas pour une partie de l’Amazonie, du fait de la déforestation au Brésil (28 millions d’ha entre 2001 et 2015). 2.3 Injection d’aérosols dans la stratosphère L’éruption du volcan du Pinatubo projeta 20 millions de tonnes d’aérosols soufrés dans l’atmosphère, en 1991 ; en réfléchissant le rayonnement solaire, elle engendra un refroidissement de 0,4 à 0,6 °C de l’atmosphère pendant deux ans. L’activité des volcans aurait aussi atténué le réchauffement de 25 % entre 2000 et 2010. L’injection d’aérosols a donc été proposée (Latham et al., 2008 ; Koren et al., 2014) et devrait faire l’objet d’un essai connu sous le nom d’expérience de perturbation contrôlée stratosphérique (SCoPEx ; https://projects.iq.harvard.edu/keutschgroup/scopex). Un ballon sera lancé dans la haute atmosphère pour libérer un aérosol de dioxyde de soufre pour comprendre le processus. Ces aérosols persistent pendant à peu près un an. Ils agissent en sens inverse du CO2  : ils bloquent l’entrée du rayonnement solaire, alors que le CO2 piège la sortie du rayonnement infrarouge de la Terre (effet de serre). L’application à grande échelle demanderait environ 10 millions de tonnes/an, avec des ballons stratosphériques reliés à des réservoirs de gaz au sol. Selon Ken Caldeira (Carnegie Institution, Department of Global Ecology, Stanford University), cela coûterait 100 millions de $ par an. La lumière solaire deviendra plus diffuse avec un impact négatif sur la végétation (cultures) et le plancton végétal. Une prestigieuse institution américaine a publié en 2021 un consensus demandant l’étude des stratégies de géoingénierie solaire conçues 309

Partie 4. Les solutions de l’Océan

pour refroidir la Terre, soit en ajoutant de petites particules réfléchissantes à la haute atmosphère, en augmentant la couverture nuageuse réfléchissante dans la basse atmosphère, soit en amincissant les nuages de haute altitude qui peuvent absorber la chaleur, ainsi que leurs conséquences (National Academies of Sciences, Engineering and Medicine, 2021). La science officielle justifie cette prise de position en précisant qu’il est déjà trop tard pour se passer de la géoingénierie solaire si l’on souhaite conserver une relative maîtrise du réchauffement à venir. D’autres perspectives sont encore plus démonstratives (Chapitre 26 ; 4-3). 2.4 Réflexion des rayons solaires par ensemencement des nuages Puisque les surfaces plus blanches reflètent plus de lumière que les surfaces plus sombres, une planète plus blanche réfléchira davantage l’énergie du Soleil dans l’espace, ce qui contribuera à faire baisser les températures. Ces propositions concernent la peinture de maisons ou de routes en blanc, la plantation de cultures claires, la pose de feuilles réfléchissantes dans le désert. Dans la région d’Alméria (Espagne), les serres recouvertes de matière plastique renvoient la lumière vers l’espace et la température près des serres a diminué de 0,3 °C. Les nuages reflètent aussi le rayonnement solaire vers l’espace. Nous avons vu que les aérosols qui sont injectés naturellement dans l’atmo­ sphère rendent les nuages plus volumineux (Chapitre 4 ; 6) : le Marine Cloud Brightening Project à Washington projette de pulvériser de l’eau de mer dans les nuages surplombant l’Océan. L’eau salée les rendra plus gros et plus lumineux. L’essai le plus important concernera une surface de 10 000 km². D’autres auteurs ont proposé de lancer une flottille de 1 500 bateaux, contrôlés à distance, qui pomperaient de l’eau de mer pour la rejeter en vastes panaches d’aérosols au-dessus de la mer. Ces interventions resteraient relativement bon marché, selon les spécialistes et ont aussi reçu l’appui des Académies américaines (2.3, ci-dessus). L’Australie a déjà entamé la lutte contre le blanchiment du corail : les chercheurs du Sydney Institute of Marine Science and Southern Cross 310

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les propositions climatiques de la géoingénierie

University (2020) pulvérisent des gouttelettes d’eau de mer microscopiques dans l’air ; leur évaporation engendre des centaines de milliards de cristaux de sel marin de dimensions nanométriques ; ils engendrent des nuages plus brillants et plus réfléchissants. L’échelle sera multipliée pour mesurer l’impact et refroidir et ombrager les récifs. Une vérification indirecte est venue de la mesure des nuages de particules de soufre émises par les bateaux : la vapeur d’eau de l’air se condense sur ces particules pour créer des gouttelettes d’eau, qui forment des nuages brillants et réfléchissants dans le sillage de ces navires. Selon Irvine (2020) la géoingénierie des aérosols stratosphériques pourrait potentiellement réduire considérablement les principaux risques climatiques tout en évitant des problèmes associés à la compensation complète du réchauffement. 2.5 Les réflecteurs dans l’espace Aller loin dans l’espace en mettant en orbite des miroirs ou des parapluies géants permettrait de réfléchir la lumière du soleil. L’efficacité serait atteinte avec 1 % de la lumière du soleil réfléchie. Ces miroirs devraient avoir une superficie de 1,6 million de km2, soit trois fois la France ! Par contre, la Chine envisage la construction de réflecteurs stationnaires placés en orbite et destinés à ombrager certaines grandes villes. 2.6 Répandre des matériaux réfléchissants sur l’eau Sur l’eau, la dispersion d’une mousse ou de minuscules bulles serait faisable, tandis que le projet Ice911 (https://www.ice911.org/) se propose d’épandre des microbilles de silice remplies d’air (entre 35 et 60 µm) sur la glace et la mer en Alaska pour réfléchir le rayonnement solaire. L’impact sur la microcouche de surface des océans et le transfert des gaz peuvent en être affectés (Chapitre 3 ; 2).

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Partie 4. Les solutions de l’Océan

2.7 Inonder les lacs salés asséchés Certaines plaines du Sahara ou d’autres déserts proches de la mer sont des lacs salés asséchés, situés sous le niveau de la mer, nommés sebkhas dont la superficie va jusqu’à 10 000 km2. Bien qu’elles soient peu nombreuses, divers auteurs ont envisagé de les alimenter en eau de mer par gravité pour y produire des macroalgues, mais aussi du poisson, des mollusques, puis des microalgues. La vapeur d’eau aurait un effet humidifiant sur l’air du désert. Buschmanna et al. (2017) rapportent de multiples propositions dans ce domaine. Un projet gigantesque concerne Israël et la Jordanie, pour relier la mer Rouge à la mer Morte par deux énormes canalisations (4,7 m de diamètre, 200 km de long), qui transféreraient 2 milliards de m3 d’une mer à l’autre, chaque année. Ce projet intègre de multiples activités et pose de nombreux problèmes écologiques, scientifiques, politiques et financiers (sites Internet : Red-Dead ou mer Rouge-mer Morte, ou Canal de la paix). Il est en discussion depuis 2013. 2.8 Répandre du calcaire en mer pour lutter contre l’acidification et le CO2 Pour annuler l’acidification des mers par le CO2 de l’air, il suffit d’introduire un antiacide comme du carbonate de calcium dans les océans, en saupoudrant leur surface, ce qui apportera les ions Ca++ qui réduisent la concentration de CO2 des eaux de surface ; ces eaux absorberont alors celui de l’atmosphère. Le déversement concernerait 1 000 milliards de tonnes de calcite et le coût vertigineux des opérations, ses pollutions, ses conséquences inconnues en constituent les limites.

3. LES SOLUTIONS OCÉANIQUES NATURELLES POUR LUTTER CONTRE LE CO2 La géoingénierie atmosphérique a pour objectif de ralentir l’accumulation de chaleur dans l’atmosphère. Le CO2 qui s’y est déjà accumulé et qui piège la chaleur n’est pas concerné. 312

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Les propositions climatiques de la géoingénierie

Dans l’Océan, trois systèmes naturels (ou pompes) séquestrent le CO2 atmosphérique : – la pompe de l’équilibre chimique du CO2 avec les carbonates dans l’eau (Chapitre 2 ; 6) ; – la pompe physique (tapis roulant) qui absorbe le CO2 au fond des océans (Chapitre 3 ; 5.3) ; – la pompe biologique, c’est-à-dire le plancton végétal qui extrait son carbone du CO2 des eaux pour le fixer dans les êtres vivants au cours de la photosynthèse (Figure 6-3, Chapitre 6).

4. CONCLUSIONS La géoingénierie doit être vue comme une réponse à l’inertie actuelle des gouvernements et institutions internationales (COP 23, COP 24, COP 25…) et à une façon responsable d’envisager le futur. Ses propositions en sont au stade du projet ou de l’essai pilote, sauf les reforestations en cours dont l’efficacité reste très insuffisante, voire mise en doute. Les solutions de la géoingénierie restent cependant des réponses physiques, matérielles, pas des solutions issues de la nature. Les Académies américaines préconisent cette géoingénierie. Les eaux offrent bien d’autres systèmes naturels de capture du CO2 (Chapitres 15 à 22). C’est à leur mise en œuvre que nous consacrerons les chapitres suivants (24 à 27). La photosynthèse et quelques autres processus naturels y assument les fonctions principales, mais la frontière terre-mer retiendra d’abord notre attention.

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Partie 4. Les solutions de l’Océan

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

24 Restaurer la frontière terre-mer

1. LE RIVAGE, FRONTIÈRE DISPUTÉE ENTRE TERRE ET MER Ce lieu de bataille entre terres et eaux a vu l’humanité se mêler à leur dispute. Lente et inexorable, il est impossible pour l’homme d’arrêter la montée des eaux marines, mais pas de s’adapter. Deux réponses sont possibles : le retrait qui laisserait la mer envahir les côtes submersibles ou le remblaiement. Aux États-Unis, l’Institute of governance for sustainable development (2019) évalue le coût de l’adaptation à l’augmentation du niveau de l’Océan à 400 milliards de $ pour la construction de digues dans les 20 années à venir. Les techniques employées pour faire reculer ou contenir la mer consistent à combler les eaux peu profondes avec des matériaux locaux divers, le plus souvent des roches de carrière ou des déblais (ports et leurs brise-lames, aéroport de Nice,) ou du sable (îles artificielles de Dubaï). Dans les eaux plus profondes, des caissons de béton flottants sont utilisés pour supporter les infrastructures (Monaco). Tous 315

Partie 4. Les solutions de l’Océan

ces travaux concernent le génie civil (CEREMA, 2015). Nous nous limiterons à examiner quelques dispositifs spécifiques aux plages, la limite terrestre fréquente des plateaux continentaux marins : ces côtes basses et sablonneuses constituent les deux tiers du littoral mondial. Le contact entre terre et mer se fait en pente douce, facile d’accès.

2. LES DIGUES, JETÉES, BRISE-LAMES ET AUTRES OUVRAGES DE PROTECTION Ils sont constitués d’entassements de gros blocs de roches ou de blocs de ciment, disposés en ligne, parallèlement à la côte, à quelques dizaines ou quelques centaines de mètres des plages, pour les protéger des houles. Certains émergent, comme les grands brise-lames, d’autres restent immergés à 1 ou 2 m sous la surface : ils cassent les vagues venues du large, réduisant ainsi l’érosion des plages. Pour limiter les transferts de sédiment engendrés par les courants ou les vagues obliques le long de la côte, des roches sont aussi disposées perpendiculairement, de la plage vers le large : ce sont les « épis », longs de plusieurs dizaines de mètres et espacés de 50 à 100 m. En Hollande, le programme SandMotor (2019) a consisté à pomper 20 millions de m3 de sable depuis les fonds de 20 m, au large, pour un méga engraissement des plages, étalé sur 128 ha. L’ensemble forme une péninsule en forme de crochet dotée d’une dune, qui protège un lagon. Il vise la préservation et la protection du littoral et constitue un exemple de solution Building with Nature (BwN) qui utilise des processus naturels dans la gestion côtière. De nombreux sites « SandMotor et SandEngine » relatent ce succès sur Internet. Depuis 2004, l’île de Madère importe du sable d’Afrique du Nord pour constituer avec succès des plages protégées par des brises-lames (Lousada et al., 2020). Certains récifs artificiels (Chapitre 16 ; 4) contribuent au renforcement des côtes. La start-up Wave Bumper commercialise des déflecteurs de vagues pour protéger les constructions littorales exposées. 316

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Restaurer la frontière terre-mer

3. LES GÉOTUBES ET AUTRES STRUCTURES GARNIES DE SABLE Il s’agit de grands sacs, de cylindres, de tubes, de matelas remplis de sable, utilisés dans maintes applications de protection du rivage. Ils sont constitués d’épais tissus, appelés géotextiles, perméables ou non à l’eau et étanches au sable (voir par exemple : Naue Géosynthétiques, 2017, ou Ten Cate geosynthetic, 2016). Les diamètres des tubes peuvent varier de 1,6 à 5 m environ et leur longueur de 12 à 100 m, pour une contenance qui va de 200 à 600 m3. On les utilise sur ou sous l’eau. Les applications possibles concernent le renforcement des dunes, les épis et la défense contre l’affouillement au large. Leur usage s’étend dans de nombreux pays (Das Naves & Taveira Pinto, 2019). Ils protègent 2,4 km de plages proches de Sète, sur le littoral du Languedoc. Le dispositif consiste en 2 boudins de tissus géotextiles d’un peu moins de 3 m de diamètre, disposés côte à côte ; ils sont immergés à 350 m du rivage (fonds de 4 m), parallèlement à la plage, puis garnis de sable pompé sur place. Les vagues venues du large déferlent sur ces boudins (partie supérieure à 1,5-2 m de profondeur) par mer forte et beaucoup moins sur les plages, mais ils intensifient les courants côtiers. Depuis 2015, cette plage a regagné 12 mètres en largeur. Leur installation revient à 2 millions d’€ le kilomètre (Sète Agglopôle Méditerranée, 2018). On manque de recul pour évaluer leur durabilité, mais il y a eu des boudins crevés (vandalisme, hélices, vagues ?) et c’est aussi le cas sur d’autres sites. La vie marine se fixe peu sur ces géotubes trop lisses pour être colonisés : une surface rugueuse, une complexité structurale leur fait défaut. Bleck (2006) a revu le problème de l’atténuation des vagues par les récifs artificiels. Des filets tendus en forme de V inversé, lestés et ancrés qui dispersent l’énergie et piègent le sable dans leurs multiples couches sont aussi utilisés. Trois fois moins chers que les autres dispositifs, ils sont testés avec succès en baie de Somme (programme européen Endure et société Able). Des récifs biodégradables réalisés à partir de 317

Partie 4. Les solutions de l’Océan

déchets recyclés sont proposés par la société Bese (https://www.beseproducts.com/biodegradable-products/bese-elements/).

4. LES BRISE-LAMES VIVANTS (LIVING BREAKWATERS) À partir de brise-lames de protection conventionnels, quelques modifications permettent d’éviter les impacts négatifs sur la vie marine et d’optimiser la création d’habitats ainsi que le renforcement de la biodiversité. En bref, on intègre des éléments de l’habitat naturel des espèces marines dans le dispositif de protection. Perkol-Finkel et al. (2017) ont démontré les avantages d’une complexité structurale (substrat dur, trous, abris, interstices, surfaces rugueuses) pour enrichir la biodiversité. Les filtreurs y contribuent (Chapitre 22). Le projet France-Angleterre MARINEFF (MARine INFrastructure EFFects) 2020 (http://marineff-project.eu) vise les mêmes objectifs. En eaux tropicales, les coraux jouent des rôles de protection physiques et biologiques comparables.

5. DES MACHINES À CONSTRUIRE POUR PROTÉGER LES PLAGES Les géotubes permettent de récupérer le substrat sur place, mais leur installation est chère. Quand on voit les machines existantes dans le BTP ou l’ingénierie pétrolière et ses robots, ce travail relève de l’âge de pierre ! Mécaniser l’installation de géotubes réduirait le prix de protection des plages. Il resterait ensuite à les rendre un peu plus aptes à la colonisation par la faune marine (sulfate de fer, silice ou calcaire, aspérités de la texture, cavités, filet rugueux de contention, etc.), pour les rendre compatibles avec la vie marine. On pourrait alors envisager de restaurer des centaines de kilomètres de plages, juste en piégeant le sable que les vagues venues du large entraînent avec elles vers la côte. Voilà le sujet d’un appel d’offres de l’Europe pour élargir les plages de ses 6 500 km de côtes ! 318

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Restaurer la frontière terre-mer

Rechercher des solutions pour utiliser les algues qui s’échouent en mer Caraïbe constitue un vrai défi, pourtant une collecte préventive pourrait avoir lieu en mer : la détection satellitaire associée à la mise en mouvement des eaux à l’aide d’engins mécanisés autonomes (Chapitre 21 ; 3 et 4), associée à l’emploi de vastes filets de ramassage, tirés par des chalutiers devenus obsolètes, devrait pouvoir concurrencer les engins de chantier utilisés jusqu’ici, mais après échouage et pollution des plages. Percer les flotteurs (pneumatocystes) des algues menaçant ces plages en pleine mer, en les piégeant entre des rouleaux flottants pourvus d’aiguilles (tractés par bateau) permettrait peut-être de les couler vers les abysses où elles se minéraliseraient.

6. LES CORAUX ARTIFICIELS, UNE PERSPECTIVE NOUVELLE Les coraux servent d’hôtes aux algues, qui à leur tour produisent des sucres que les coraux consomment (Chapitre 6 ; 12.2). Wangpraseurt et al. (2020) ont créé un corail imprimé en 3D, encore plus respectueux des algues que son équivalent naturel ; il pourrait aider à résoudre le problème du blanchiment. La création de récifs de protection par précipitation électrochimique (Chapitre 16 ; 7) pourrait être utilisée à grande échelle, à partir d’éoliennes fournissant l’électricité pour alimenter le système. Elle permettrait la fixation du CO2 de l’eau de mer dans le carbonate de calcium qui se dépose et, à moyen terme, la construction d’îles artificielles à partir de structures métalliques implantées au-dessus de monts sous-marins peu profonds, ou près des côtes pour limiter l’érosion.

7. DES PROPOSITIONS – Abandonner les zones menacées de submersion imminente dont la sauvegarde deviendrait trop coûteuse par rapport aux bénéfices attendus pour l’avenir. 319

Partie 4. Les solutions de l’Océan

– Protéger les plages érodées par des engraissements, par l’installation généralisée d’épis de roches, de brise-lames, de dispositifs générant l’ensablement, pour les restaurer et optimiser la vie marine (tourisme, loisirs). – Mécaniser les procédures de protection pour en diminuer le coût. – Prendre en compte, dès le départ, l’aspect écologique et biologique de la protection : intégrer la création d’habitats pour la flore et la faune, pour engendrer partout des fonds vivants productifs le long du rivage en parsemant les déserts de sable littoraux de récifs et de filtreurs pour en faire, si ce n’est l’équivalent d’une forêt, celui d’un bocage.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Restaurer la frontière terre-mer

Sand Motor (2019). Sand Motor – building with nature solution to improve coastal protection along Delfland coast (the Nethelands). https: www. Sand+Motor%E2%80%93+building+with+nature+solution+to+impr ove+coastal+protection+along+Delfland+coast+(the+Netherlands&ie =UTF-8&oe=UTF-8 Sète Agglopôle méditerranée (2018). Actualités > Lido de Sète à Marseillan : l’atténuateur de houle s’étend. http://thau-infos.fr/index. php/commune/agglo-bassin-de-thau/37181-lido-de-sete-a-marseillanl-attenuateur-de-houle-s-etend Ten Cate geosynthetic (2016). Ten Cate geosynthetic for Coastal and Marine Engineering. https://www.incarib.net/wp-content/uploads/ Coastal-Eng-Borchure.pdf. Wangpraseurt D, You S, Azam F, Jacucci G, Gaidarenko O, et al. (2020). Bionic 3D printed corals. Nature Communications. DOI: 10.1038 / s41467-020-15486-4

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25 Restaurer les eaux des plateaux continentaux

1. DES PROPOSITIONS DE PROXIMITÉ, SUR DES IMMENSITÉS Les plateaux continentaux (Chapitre 2 ; 1) constituent de vastes plaines qui prolongent sous l’eau les côtes basses. Ils s’étendent sur 30 à 40 millions de km2, un dixième de la surface des océans. Agités par houles et marées, ils constituent les zones marines les plus accessibles pour une réhabilitation des océans. Nos propositions concernent des technologies dont la validité a été démontrée.

2. INSTALLER DES RÉCIFS ARTIFICIELS SUR LES FONDS MEUBLES, AVEC DU SABLE ! Lorsque l’on progresse de la côte vers le large, sur les fonds meubles de sable, de gravier, ou de vase en eaux plus profondes, l’absence de substrat stable explique la monotonie et la relative pauvreté de la vie 323

Partie 4. Les solutions de l’Océan

marine sur le fond. Ces déserts de sable s’étendent sur des millions de km2, depuis les plages jusqu’à la profondeur variable à laquelle la houle peut encore agiter le sédiment du fond (20 à 100 m suivant les plateaux). La vie enfouie dans ces milieux sans cesse remaniés par la houle n’y abonde pas (Chapitre 22 ; 2). L’installation de substrats stables, tels les récifs artificiels ou RA sur ces vastes surfaces de fonds meubles permettra d’offrir d’abord un lieu de fixation aux espèces animales qui se nourrissent du plancton en suspension dans l’eau, ou aux algues (Chapitre 16). Toute la surface des fonds ne demande pas être recouverte avec les RA : c’est l’ensemble fond meuble-récif qui constitue le nouvel écosystème productif ! Il y en a cependant plus de 10 000 en Alabama, un État leader aux États-Unis. La valeur annuelle moyenne des services fournis par les RA se situerait entre 10 325 $ et 99 421 $ par hectare selon Foster et al. (1994), tandis que Fikes (2013) rapporte que pour chaque dollar dépensé en récifs artificiels en Floride, l’avantage économique global serait de 138 $. Leurs rôles multiples ont été décrits (Chapitre 16 ; 1 et 2). En Caroline du Sud (États-Unis), le South Carolina Department of Natural Resources a publié un guide en 2015 pour leur utilisation ! En Alabama, c’est le poids moyen de 4 kilos pour les poissons pris sur les habitats artificiels qui sert à attirer les plongeurs (https://southernboating.com/destinations/us-gulf/alabama-reefs/). Ils couvrent 2 900 km2 dans le golfe du Mexique. Au Japon, certains récifs sont immergés à 200 m de fond pour favoriser les crustacés ! Aucune limite n’existe dans le nombre à installer, tant leur multiplication apporterait d’habitats pour la flore et la faune marine, avec d’autres conséquences dont la fixation de carbone et la lutte contre l’acidification.

3. L’IMMERSION DE NAVIRES RÉFORMÉS, AUTRE VALORISATION DES PLATEAUX Une gigantesque perspective de valorisation des plateaux continentaux est constituée par l’immersion de navires réformés, dans 324

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Restaurer les eaux des plateaux continentaux

des eaux dépassant 30 à 40 m de profondeur, pour les soustraire aux vagues. L’objectif est double : viser le tourisme, les pêcheurs et les plongeurs de loisir, et surtout favoriser la vie marine par l’installation d’habitats assimilables à des récifs artificiels. Dans tous les océans, les épaves, les fonds rocheux rassemblent la vie marine. La Caroline du Nord (États-Unis) se vante du nombre de vieux navires coulés : « Il y a tellement de poissons que vous pouvez à peine voir l’épave à travers les poissons. » L’immersion d’épaves ou de RA est considérée à la fois comme respectueuse de l’environnement et comme un atout précieux pour l’économie touristique locale, d’autant que les touristes effectuant de la plongée rapportent 4 à 6 fois plus que les autres, selon les analystes. L’immersion de bateaux réformés pour les loisirs dépasse le rythme d’une épave par jour et elle est si répandue que l’encyclopédie en ligne Wikipédia leur a consacré un article spécifique « Sinking ships for wreck diving sites ». Il détaille leur préparation pour les transformer en récifs artificiels, pour ne pas polluer l’environnement et fournit listes et références bibliographiques d’immersions. Avec une flotte mondiale supérieure à 100 000 bateaux de transport et 20 000 plateformes offshore, le nombre de navires destinés à la casse explose (la vie d’un bateau de transport va de 25 à 30 ans). L’association Robin des Bois (http://www.robindesbois.org/a-lacasse-n56-le-mondial-de-la-demolition-des-navires/) rapporte les mises à la casse de ces bateaux de toutes sortes. Il y en a entre 100 et 200 par trimestre environ, formant un convoi dont la longueur se situe entre 10 et 45 km ! Leurs métaux se négocient entre 100 $ et 450 $ la tonne, parfois à moins de 100 $, dans les chantiers du tiersmonde. Les bateaux de quelques centaines de tonnes mesurant déjà plusieurs dizaines de mètres de long constituent des épaves de taille souhaitable. Leur prix les met à la portée d’ONG environnementales ou d’organismes touristiques ; des navires abandonnés par leur armateur défaillant sont disponibles, gratuitement, dans les ports qu’ils encombrent. 325

Partie 4. Les solutions de l’Océan

L’immersion d’épaves sur l’ensemble des plateaux continentaux répond à d’autres exigences : – Protéger les fonds du chalutage et des filets illicites. – Créer des reliefs en profondeur pour la fixation d’espèces de substrat dur. – Créer des sanctuaires inaccessibles à l’homme pour l’expansion de la vie marine. – Servir au balisage et à l’ancrage dans les zones de cultures d’algues ou de filtreurs. – Une grande partie des océans manquent de fer, pour les moules par exemple (Hamada et al., 2020) ; en voilà une nouvelle ressource !

4. LES IMPLANTATIONS EN COURS D’ÉOLIENNES Plus de 2 000 éoliennes autonomes fonctionnent en mer sur les plateaux continentaux d’Europe (mer du Nord surtout) et ce chiffre augmente sans cesse. Plusieurs sites d’éoliennes sont associés à des cultures d’algues, ou de bivalves, ou à des récifs artificiels. Le potentiel de l’éolien offshore est quasi illimité selon l’Agence internationale de l’énergie (IEA, 2019), mais son fonctionnement est intermittent !

5. CRÉATION DE CULTURES DE FILTREURS POUR RESTAURER LA VIE MARINE Buck (2007) a étudié le captage de larves de moules sur des filières submergées auxquelles étaient suspendus des capteurs verticaux, dans les conditions drastiques de la mer du Nord (vagues jusqu’à 6,4 m de haut, courants jusqu’à 1,60 m/s pendant des durées supérieures à 10 jours). Pogoda (2012) a réalisé des expérimentations sur la culture d’huîtres en lanterne de filet (ou lantern-net cage) (Chapitre 22, Figure 22-3) dans des conditions identiques, au nord-ouest de l’Allemagne. Les performances de croissance et de survie dans ces 326

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Restaurer les eaux des plateaux continentaux

environnements restent analogues à celles constatées en milieu littoral, sans parasites. Elle rapporte que la culture des moules dégage un profit de 1 € /kg environ, tandis que les huîtres creuses (Crassostrea gigas) dégageraient 4 € /kg au moins. Une écloserie de bivalves peut être installée dans les cales d’un cargo, comme sur le Labrax dans les eaux de Monaco (Chapitre 27 ; 2). Cette écloserie embarquée fournira le naissain des espèces choisies pour les cultures implantées dans la zone desservie par ce navire. Les filières de culture de filtreurs ou d’algues sont employées partout dans le monde, jusqu’à 100 m de profondeur (Chapitre 22 ; 7). Il existe des espèces filtrantes compatibles avec les eaux froides, tempérées ou chaudes. Les étendues exploitables se chiffrent par millions de km2. La création de fonds à moules, huîtres, pétoncles ou coquilles Saint-Jacques sur ces plateaux devient possible aux endroits que n’atteint pas la houle, en excluant le chalutage. C’est sur des fonds de ce type que sont grossis les gros tonnages de pétoncles et coquilles Saint-Jacques en Asie. On peut cultiver dans les eaux pauvres proches de la surface, dans des paniers ou lantern-nets suspendus aux filières, les espèces qui s’en accommodent : c’est le cas des huîtres perlières et des jeunes tridacnes ou bénitiers de mer. Ils font déjà l’objet de cultures dans les lagons du Pacifique (Moorhead, 2018) dont Tahiti. Ils sont appréciés en aquariologie, et comme aphrodisiaque ! Concernant les huîtres perlières, les Actes du Séminaire Recherche en perliculture (2013) exposent travaux et problèmes. Dans les eaux tropicales, les récifs coralliens sont constitués de multiples espèces de coraux, d’éponges, d’échinodermes et sont fréquentés par crustacés et poissons. Sans ressembler aux fonds à moules ou huîtres des zones tempérées, ces animaux filtrent eux aussi les eaux, engendrent des reliefs propices à la vie marine, protègent le littoral en cassant les vagues et rendent des services similaires ; leur protection s’impose donc. 327

Partie 4. Les solutions de l’Océan

6. LES CULTURES DE MACROALGUES, FILTRES VIVANTS Outre leurs potentialités aussi extraordinaires que méconnues (Chapitre 18 ; 1), ces algues fixent l’azote, le phosphore, le carbone en excès et augmentent la teneur en oxygène dans les eaux. Elles représentent déjà un tiers des productions totales de la mariculture. Elles augmentent le pH dans les vastes zones de culture en Chine (Hendriks et al., 2017). Leur capacité de séquestration de CO2 s’élève à 10 tonnes par hectare et par an, selon Chung et al. (2013). Les caractéristiques des cultures de ces macroalgues ont été résumées au Chapitre 18. Forster et Radulovich (2015) rapportent un prix moyen de production de la laminaire Laminaria japonica en Chine de 650-700 $ par tonne de poids sec. La production est de 20 t/ha/an en poids sec, qu’ils comparent aux récoltes moyennes de 10 t/ha/an pour le blé et 3 t/ha/an pour le soja aux États-Unis. Sur le plan pratique, Buck et Langan (2017) ont réuni les travaux de nombreux spécialistes (accès libre). Ces cultures n’exigent pas de visites suivies. Les algues utilisent les mêmes infrastructures (filières ou longues lignes) que la culture des moules ou huîtres (Chapitre 22) ; les procédures demeurent pourtant artisanales. La Compagnie Seaweed Energy Solutions AS (www.seaweedenergysolutions.com) s’est engagée dans la production mécanisée de macroalgues en Norvège, au Danemark et au Portugal pour produire de la biomasse à un prix compétitif ! Sur la base des réalisations de conservation, la revue de Duarte et al. (2020, 2021) affirme que le rétablissement des populations, des habitats et des écosystèmes marins pourrait être atteint d’ici 2050 si les pressions majeures, y compris le changement climatique, sont atténuées.

7. LES CAPACITÉS DES ÉCLOSERIES MARINES POUR REPEUPLER LES PLATEAUX Leurs utilisations multiples ont été exposées, avec de nombreux exemples (Chapitre 20 ; 5). Toutes s’appliquent aux plateaux 328

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continentaux. Réinstaller les populations préexistantes de coquilles Saint-Jacques et autres pétoncles ou huîtres sauvages est possible, avec le naissain issu des écloseries, partout où le chalutage aura été banni. Ce type de repeuplement, déjà utilisé à très grande échelle en Chine, au Japon, en Italie (Chapitre 20 ; 5) devient applicable sur tous les plateaux continentaux, tant les perspectives s’avèrent colossales ! Il y a capture de carbone, que ce soit dans les coquilles ou les êtres vivants, ce qui contribue à diminuer la pollution et l’acidification des eaux. La culture d’algues sur filière devra parfois avoir recours aux écloseries pour se fournir en boutures de l’espèce choisie. La culture de nouvelles espèces animales, telles les holothuries, prisées en Asie, l’élevage des oursins ou autres, demandera aussi d’y avoir recours ; en synergie avec les autres techniques et la protection des fonds meubles, les écloseries peuvent faire des plateaux continentaux les nouveaux jardins de la mer.

8. LES CULTURES ET ÉLEVAGES OFFSHORE ET LES PLATEFORMES EN MER 8.1 Les plateformes flottantes virtuelles de l’Europe Le projet TROPOS financé par l’Europe (6 millions d’€) devait combiner quatre secteurs sur la même plateforme flottante de service : transport, énergie, aquaculture et activités de loisirs. Ce projet resta théorique et technocratique, un échec total (TROPOS Project Final Report, 2015) ! 8.2 Les implantations réelles L’élevage offshore des poissons en cage constitue déjà une réalité, à la fois pour le grossissement des thons (Mylona et al., 2010, Barnabé & Dewavrin, 2015), des saumons et autres espèces (Vielma & Kankainen, 2013). Les diamètres des cages circulaires 329

Partie 4. Les solutions de l’Océan

vont de 50 à plus de 100 m de diamètre et 30 m de profondeur (Cages Aqualine ou Akva, par exemple). Toute la panoplie des outils techniques, des bateaux de servitude aux ancrages et cages, est commercialisée. L’entreprise Salmar a construit la plateforme Ocean Farm 1 dont le diamètre est de 160 m, la hauteur de 68 m, le volume des cages de 250 000 mètres cubes. Elles sont conçues pour résister à des vagues de 30 m. Au moins 2 500 tonnes de poissons peuvent y être engraissés (https://www.salmar.no/en/offshore-fish-farming-a-newera/). Une vidéo permet d’en faire le tour (Field Visit to Offshore fish Farm, Salmar Group In Norway. https://www.youtube.com/ watch?v=hOY5LV9KBDI). En zones abritées ou en mer ouverte, ces élevages produisent près d’un million et demi de tonnes de poissons par an. Les projets concernent des unités jusqu’à 400 000 m3 (Amérique, Océanie, Europe).

9. AUTRES SERVICES RENDUS PAR LES CULTURES (HORS CLIMAT) – Filtration et éclaircissement des eaux et stabilisation des populations de plancton végétal. C’est aussi le cas de la lutte contre la pollution à New York et à Hong Kong (Chapitre 22 ; 3). – Dépollution des eaux par filtration des bactéries fécales et bioaccumulation des polluants de manière générale. – Passage d’une chaîne planctonique et de pleine eau à une chaîne alimentaire d’espèces de fond (benthique), facilitant les dépôts de sédiments sur le fond. – Fixation d’azote et phosphore, soit la meilleure solution pour réduire l’excès de nutriments des eaux côtières avec une valorisation de plusieurs milliards d’€ pour les algues. – Augmentation du pH. Puisqu’il y a fixation de CO2 par les chaînes alimentaires marines, cette extraction va déplacer les équilibres chimiques dans le sens d’une augmentation du pH des eaux, luttant ainsi contre leur acidification (Chapitre 2 ; 6). 330

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– Puits de carbone : tous les êtres fixés ou vivant sur le fond finiront par périr et seront incorporés plus ou moins vite, avec leur carbone dans ce sédiment, mais il y a mieux :

10. LA FIXATION DE CO2 À GRANDE ÉCHELLE POUR LIMITER LE CHANGEMENT CLIMATIQUE Nous passerons sur les documents de Hoegh-Guldberg et al. (2019) et Dundas et al. (2020) ; bien que dédiés à cette fixation, ils ne pouvaient qu’ignorer les données plus récentes qui bouleversent les perspectives. L’excès de CO2 dans l’atmosphère atteint 42 milliards de tonnes/an. Les puits de CO2 sont constitués par la dizaine de milliards de tonnes fixées par les sols et les forêts et une quantité un peu plus importante séquestrée par le plancton des océans. L’atmosphère accumule l’excès, soit une vingtaine de milliards de tonnes/an (ou Gt de CO2/an) ou 44 % du total (Global Carbon Projet, 2018). Les algues contiennent le quart de leur poids sec de carbone (Duarte et al., 2017). En restant sur les plateaux et avec une fixation prouvée de 10 t de CO2 par hectare de culture d’algues (Chung et al., 2013), soit 1 000 tonnes/km2, on extrapole qu’un million de km2 d’océan peuvent fixer 1 milliard de tonnes de CO2. La fixation théorique sur les plateaux atteint 30 à 40 milliards de tonnes de CO2/an, et il resterait encore plus de 300 millions de km2 de haute mer ! Des allégements fiscaux accordés à la culture de macroalgues pourraient constituer un rabais correspondant à la séquestration du carbone, ou à un système de compensation du carbone émis. Le bétail produit 14 % des gaz à effet de serre et le milliard de vaches élevées contribue pour moitié à ces 14 %, en exhalant, tous les jours, 40 milliards de litres de méthane, soit 25 % des émissions totales ; chacune en émet 110 kg/an ! Or le méthane est un gaz à effet de serre trente fois plus actif que le CO2. Les scientifiques australiens ont montré qu’en mélangeant l’algue rouge tropicale Asparagopsis 331

Partie 4. Les solutions de l’Océan

taxiformis avec du foin dans l’alimentation des bovins, celle-ci réduisait jusqu’à 99 % leurs émissions de méthane (Chapitre 18 ; 1) ! Consommer moins de bœuf et plus d’algues constitue la contribution personnelle de tout un chacun à la diminution des gaz à effet de serre ! La réduction des émissions de méthane serait la plus grande opportunité de ralentir le réchauffement climatique.

11. MARICULTURE, ÉNERGIE, TOURISME ET LOISIRS SUR LES PLATEAUX CONTINENTAUX Bien d’autres activités que la culture des huîtres, moules ou algues peuvent être conduites à partir des bases polyvalentes constituées par les navires sentinelles ancrés en mer : la figure 25-1 représente quelques-unes de ces potentialités. – Le grossissement en cages de poissons près d’un tel navire devient possible, étant donné que ce type d’élevage n’est pas considéré comme polluant en eaux profondes, au large des côtes. – L’énergie à bord des navires est engendrée par l’énergie solaire ou éolienne. – Les DCP rassemblent surtout les grands pélagiques et en installer tout près d’une base d’habitation attirera autant les apnéistes et plongeurs que les observateurs de la vie sauvage. Le potentiel de développement économique reste immense compte tenu de la saturation de tous les sites de plongée réputés : nous avions, par exemple, installé une cage expérimentale d’élevage dans le golfe de Santa-Julia, en Corse, proche d’un village du Club Méditerranée (Barnabé, Christiani,  1980). Les nageurs, apnéistes et plongeurs du club venaient nager tout autour pour observer tous ces loups en cage ; ils n’avaient jamais vu autant de poissons vivants d’aussi près (Figure 25-2) ! – Quant aux loisirs, qu’il s’agisse de proposer un hôtel ou un restaurant en mer, d’une escale pour le nautisme à voile ou à moteur, de baignade dans le bleu, de pêche en bateau ou sous-marine, de 332

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randonnée palmée, de plongée, que rêver de mieux qu’un navire ancré en mer ? – Dans les États côtiers américains du golfe du Mexique, les activités touristiques dominent. Nous avons rapporté l’exemple du Texas (Chapitre 16 ; 3.3), mais loisirs et tourisme concernent les rivages et plateaux du monde entier. En Méditerranée, le golfe du Lion présente toutes les caractéristiques environnementales pour ce type de mise en valeur. – La pêche avec licence, tailles limites et quotas, saisons de capture et contrôles devient possible. Sa modulation sur tous les plateaux permettra la préservation du tourisme, première activité économique et l’expansion des cultures marines, mais aussi la fixation du carbone pour lutter contre le changement climatique et l’acidification des océans. Courant dominant

Bateau hôtel (ferry réhabilité) Balisage zone de loisirs Cages à poissons

Bateau de travail (cargo transformé)

Drone de surveillance

Radeaux de culture de moules ou d’huîtres

Longueur

2 km

Culture d’algues sur filet ou en longue ligne

L’ensemble des élevages et cultures constitue un immense dispositif de concentration de poissons, mais aussi d’aquaculture multitrophique Ancre

Récifs flottants capteurs de larves

Plateau continental (profondeur 100 à 200 m)

Figure 25-1 | Base polyvalente sur un plateau continental.

12. LA DÉCOUVERTE SURPRISE D’EAU PEU SALÉE La plus étonnante ressource est sans doute constituée par les 500 000 km3 d’eau faiblement salée que l’on a décelés sous divers plateaux continentaux, ce qui représente 3 fois le volume des eaux douces du globe (Post et al., 2013) !

333

Partie 4. Les solutions de l’Océan

Figure 25-2 | Plongeur sur une cage biconique immergée (Barnabé, Christiani, 1980).

13. ASPECT ÉCONOMIQUE : TRANSFÉRER LES FINANCEMENTS – Supprimer les subventions à la pêche, estimées entre 14 et 35 milliards de $ (Sumaila et al., 2016 ; Kyger, 2019) permettrait la réalisation d’une large partie des actions proposées. – Les dividendes versés aux actionnaires dans le monde ont été estimés à 1 430 milliards de dollars sur l’ensemble de l’année 2019. Avec le dixième par an, la lutte contre toutes les calamités climatiques et océaniques triompherait. – La Banque européenne d’investissements (BEI) veut financer 1 000 milliards d’euros de projets verts en dix ans, en dirigeant la moitié de ses investissements vers des programmes liés au changement climatique, pour atteindre la neutralité carbone en 2050 (Green deal ou Pacte vert). Toutes nos propositions entrent dans ce cadre et n’impliquent pas de diminution d’activité. 334

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– Malgré ses 21 milliards de $ de budget, la NASA a associé 19 compagnies américaines à 19 projets concernant ses programmes sur la Lune et Mars (Kennedy, 2019). Pourquoi ne pas envisager ce même partenariat pour lutter contre les calamités de l’urgence écologique et climatique ? – La pêche de loisir permet une double valorisation économique : celle des licences et du tourisme engendré et celle de la valeur marchande des prises. – D’autres sources existent, tout aussi énormes, nous les conserverons pour la haute mer ! Constatons simplement qu’elles ne manquent pas.

14. CONCLUSION : UN MANIFESTE CLIMATIQUE, ÉCOLOGIQUE, ÉCONOMIQUE ET SANITAIRE – Révolutionner la réglementation : limiter les captures et les remplacer par des cultures : interdire la pêche au chalut. Limiter la pêche professionnelle artisanale dans les 3 miles côtiers et toute la pêche dans les eaux internationales, pour éviter la surpêche, en créant des aires marines protégées effectives. – Installer des récifs artificiels répartis sur tous les plateaux continentaux, pour fixer le CO2, filtrer la pollution des eaux côtières et créer de nouveaux sites naturels récréatifs et de plongée de loisirs. – Immerger de vieux navires, après dépollution, sur les plateaux continentaux de profondeur supérieure à 30 m. Ces épaves constituent aussi des récifs artificiels. Elles apporteront une importante activité économique supplémentaire dispersée en mer, comme c’est déjà le cas dans les États côtiers des États-Unis. – Cultiver à très grande échelle des filtreurs (moules, huîtres, pétoncles, coquilles Saint-Jacques) sur des filières ou sur le fond, là où les eaux sont saines pour augmenter la disponibilité de protéines pour l’alimentation humaine, fixer le carbone, sans utiliser de surfaces agricoles ou d’engrais. 335

Partie 4. Les solutions de l’Océan

– Cultiver à très grande échelle des macroalgues sur les plateaux continentaux pour absorber le CO2, l’azote, le phosphore et étendre la consommation de ces algues très nutritives en Occident. – Mettre au point des machines capables d’ériger des dispositifs de protection et des habitats artificiels à partir de géotextiles, de filets, ou d’autres dispositifs, en utilisant le sable présent sur les fonds meubles des plateaux. – Inventer des dispositifs de culture pour installer et récolter de façon mécanisée, ou autonome, les productions d’algues, de moules et d’huîtres en mer dans une démarche comparable au machinisme agricole. – Associer la production d’énergie des éoliennes en mer et les cultures, comme c’est déjà le cas en mer du Nord. – Ajouter la dimension spatiale et sanitaire à l’économie et à l’écologie en créant de nouvelles activités qui permettent une dispersion humaine sur ces espaces marins inoccupés, dispersion qui protégera des pandémies actuelles et à venir, tout en intégrant l’homme à la nature. – Transformer les plateaux continentaux en jardins de la mer.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Restaurer les eaux des plateaux continentaux

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Partie 4. Les solutions de l’Océan

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

26 Réhabiliter les grands espaces océaniques

1. LE PLUS VASTE ESPACE DE VIE DE LA PLANÈTE, QUASI DÉSERT Les eaux internationales couvrent 43 % de la surface du globe, soit 220 millions de km2, 61 % de la surface des océans. Dans ces immensités lointaines, les eaux sont souvent stratifiées et pauvres en substances nutritives dans la zone superficielle éclairée, la seule productive (Bristow et al., 2017). Cette stratification des eaux (Chapitre 2 ; 3.3) s’aggraverait depuis 60 ans, selon Yamaguchi et Suga (2019). La compilation de Sallée et al. (2021) montre que de 1970 à 2018, la différence de densité de cette couche superficielle a augmenté et qu’elle est devenue plus épaisse de plusieurs mètres par décennie (généralement 5-10 mètres par décennie, selon la région). Cette stratification et une profondeur plus importante de la couche chaude de surface conduisent à une augmentation de sa stabilité, associée au réchauffement de la surface : l’isolation des eaux de surface s’aggrave au fil des ans. De grandes zones de ces eaux de surface océaniques sont épuisées en azote inorganique, en phosphore ou en fer, ce qui limite la 339

Partie 4. Les solutions de l’Océan

photosynthèse (Figure 26-1) : ces deux tiers des océans contribuent donc peu à la production de matière vivante végétale (Chapitre 8 ; 1) et peuvent être assimilés à des déserts marins. 90°

Chlorophylle a en surface

60° 30° 0° –30° –60° –90° 0.1 μg l–1

1 μg l–1

10 μg l–1

Figure 26-1 | Teneur en chlorophylle a des eaux de surface (en µg par litre). On remarque la faible teneur des 5 grands gyres océaniques indiqués par des flèches courbes. (Adapté de World Ocean Atlas, NOAA, National Centers for Environmental Information, 2013.)

2. LA SUREXPLOITATION IGNORÉE DES EAUX DU LARGE Les captures de thons dans ces deux tiers des océans ne concernent que 80 000 tonnes, à peine plus de 4 % des pêches maritimes annuelles, mais elles se situent très au-dessus de 65 000 tonnes, la limite de surexploitation de la ressource dans ces eaux. Le chalutage destructif profond s’y surajoute.

3. DES PRODUCTIONS NATURELLES FAIBLES, MALGRÉ L’IMMENSITÉ Le phytoplancton absorbe les nutriments en quantité différente lors de la photosynthèse, selon un rapport appelé rapport de Redfield : 340

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Réhabiliter les grands espaces océaniques

106 parts de carbone (C) sont absorbées pour 16 parts d’azote (N), 1 part de phosphore (P) et 0,0075 portion de fer (Fe), et encore moins d’autres métaux (Chapitre 2 ; 5.2). Le carbone qui vient de l’atmosphère ne manque pas, mais il suffit qu’un seul autre élément manque pour limiter la production végétale (loi du minimum de Liebig) et donc la capacité de l’océan à capter le CO2. Ce facteur limitant est souvent le fer : de façon imagée, pour la chercheuse H. Planquette (Campagne Swings, 2021 : https://swings.geotraces. org), il y aurait l’équivalent d’un trombone à papier de fer pour le volume de 30 piscines olympiques en mer !

4. L’IMPORTANCE PLANÉTAIRE DES CARENCES DANS L’OCÉAN ET LE CLIMAT 4.1 Une fixation du CO2 atmosphérique par l’Océan revue à la hausse L’estimation de cette fixation varie : elle serait de l’ordre de la dizaine de milliards de tonnes de CO2, à égalité avec les végétaux terrestres, malgré l’immense surface océanique (Le Quéré et al., 2018) tandis que Buesseler et al. (2020) montrent que le phytoplancton de l’Océan capture en fait deux fois plus de carbone que ce qui était estimé auparavant. 4.2 Le fer et autres éléments clés dans la fixation du CO2 atmosphérique par l’Océan Le rôle déterminant de l’enrichissement en fer sur la production du phytoplancton a été rapporté (Chapitre 19 ; 8). Les carences en fer mises en lumière par les travaux de Martin et al. (1990, 1994) surviennent dans des zones caractérisées par une richesse suffisante en nutriments, mais pauvre en phytoplancton et donc en chlorophylle. Ces régions sont appelées HNLC (hight nutrients, low chlorophyl) ou haute teneur en nutriments et faible en chlorophylle : seul le fer manque. Les données concernant la teneur en fer des océans 341

Partie 4. Les solutions de l’Océan

ont été rapportées par Toulza et al. (2012) et Aumont et al. (2015). Ils montrent que les zones privées de fer couvrent l’océan Austral, de grandes parties du Pacifique nord et de l’Atlantique nord et le sud de l’océan Indien. Elles représentent un peu plus de 40 % des océans, soit environ 150 millions de km2. L’azote et le phosphore n’y sont pas limitants. Une très petite quantité de fer (ratios C/Fe = 100 000/1) suffit pour stimuler une forte réponse du phytoplancton (Yoon et al., 2018) ; il serait nécessaire à la dose de 1 mg/m3 d’eau de mer. Ce n’est donc pas une caractéristique quasi immuable des océans, telle que la profondeur, la salinité ou la température qui limite la production de ces zones, mais une différence infime de composition des eaux, facile à compenser. Ces données récentes et peu médiatisées (car trop banales) expliquent les rôles ignorés que peuvent jouer les océans dans l’urgence climatique. L’effet du fer s’avère spectaculaire : Abraham et al. (2000) ont montré que les enrichissements en fer sur une surface de quelques kilomètres de diamètre engendrent un bloom de phytoplancton étalé sur plus de 150 kilomètres de long ! Le coût économique varierait de 5 $ la tonne à 200 $ la tonne. Ce fer a été ajouté sous forme de sulfate de fer, engrais soluble dans de l’eau acidifiée, rejetée dans le sillage des navires. Le manganèse serait un autre nutriment limitant dans l’océan Austral selon Browning et al. (2021) ainsi que l’aluminium (Zhou et al., 2021). 4.3 Des expériences multiples et démonstratives Yoon et al. (2018) ont inventorié ces dizaines d’expériences, nous ne citerons que les deux plus significatives, car suivies le plus longtemps : 1. L’expérience menée dans le courant circumpolaire antarctique pendant 45 jours par Smetacek et al. (2012) marque un tournant dans la démonstration scientifique de la validité de l’enrichissement en fer : ils ont enregistré une production de 16 g C/m2/jour sur 34 jours (32 g de phytoplancton sec/m2/jour, soit 320 kg/ha/jour et 32 tonnes/km2/ 342

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jour ! Plus de la moitié du fer a été retrouvé dans les diatomées mortes, au-dessous de 1 000 m de profondeur, ce qui démontre le passage du carbone en profondeur, nié auparavant ! Nous retiendrons un fait exceptionnel : le milieu océanique enrichi en fer a été plus productif sur plus d’un mois que la moyenne des cultures d’algues en bassin à terre, souvent enrichies en CO2 (Chapitre 19 ; 4). 2. L’essai le plus démonstratif concerne toute la chaîne alimentaire marine : en 2012, la tribu Haïda, basée en Colombie-Britannique (Canada) a fondé la Haida Salmon Restoration Corporation (https:// en.wikipedia.org/wiki/Haida_Salmon_Restoration_Corporation) pour relancer la pêche au saumon dans une zone de l’océan Pacifique : une éruption volcanique riche en fer, en 2010, s’était traduite par une amélioration des captures de saumons en 2011. En 2012, un navire répandit 120 tonnes de sulfate de fer dans une zone du Pacifique située à 370 kilomètres à l’ouest du golfe de l’Alaska, connue pour la présence du saumon rose. Quelques mois après, des images satellitaires de la NASA montrèrent une forte croissance de phytoplancton composé de diatomées sur 35 000 km2, environ 7 départements français ! Le zooplancton a prospéré et fourni une nourriture abondante aux jeunes saumons. Selon le Alaska Department of Fish and Game, en 2013 (l’année suivant la fertilisation), les captures de saumons dans la pêche commerciale s’élevaient à 272 millions de poissons, 4,5 fois plus que prévus (Zubrin, 2014) ! La prolifération du phytoplancton sur cette immense surface a attiré aussi oiseaux et baleines. Cet essai a parfaitement fonctionné ! Son coût a été évalué à 2,5 millions de dollars ($) et aurait séquestré 80 millions tonnes de CO2 de l’atmosphère. Soulignons d’autres aspects majeurs de l’enrichissement en fer de la tribu Haïda : il a aussi été enregistré par la NASA et l’Alaska Department of Fish and Game, et c’est aussi la seule démonstration portant sur toute une chaîne alimentaire marine étalée sur toute une année en mer ! Gannon et Hulme (2018) ont analysé les multiples aspects de cette réalisation. 343

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Ce succès commercial et environnemental a été très décrié : en pratique, on ne lui pardonne pas d’avoir essayé et réussi une fertilisation océanique à grande échelle, sans s’être soumis aux arcanes des voies officielles et scientifiques, ce qui ne constitue, en fait, qu’un procès d’intention ! Nous avons pourtant vu (Chapitre 15 ; 1) que la conservation a été définie comme une « gestion de l’utilisation par l’homme de la biosphère ». Elle n’est pas synonyme d’intégrité ou du maintien en l’état. Cette démonstration de la validité de l’enrichissement en fer d’une surface marine significative a prouvé la potentialité des océans à régler le problème du réchauffement climatique. Rappelons que les nuages de fumée et de cendres provenant des gigantesques feux de forêts survenus en Australie en 2019-2020 ont déclenché des proliférations d’algues généralisées dans l’océan Austral (Chapitre 19 ; 8) et que la fertilisation des eaux a aussi permis l’accroissement de la population de saumons dans le Great Central Lake canadien (51 km2) dès 1972. Elle se poursuit depuis 1977 sans discontinuer (Chapitre 10 ; 4.7) : une démonstration sur près de 50 années ! L’action photochimique du soleil transforme les sels de fer insolubles des aérosols* de poussière en sels de fer solubles par évaporation de l’eau des gouttelettes d’aérosol, tandis que le chlore fixe le méthane (Ming et al., 2021). Ce fer fertilise l’océan pour fixer le CO2. Ces aérosols diffusés dans l’atmosphère océanique seraient plus efficaces que les dissolutions directes (voir Chapitre 19 ; 8). D’un faible coût (1 $/t), ils pourraient réduire et arrêter le réchauffement climatique ! 4.4 La découverte des sulfures qui piègent le fer en mer Le fer est apporté par la glace fondue, les fleuves et les poussières atmosphériques. Les recherches de Kim et al. (2019) ont démontré que la faible teneur en fer (Fe) qui limite la croissance du phytoplancton dans les régions à haute teneur en nutriments et faible chlorophylle (HNLC) était engendrée par des composés soufrés, dispersés sur les océans par les volcans. Ils précisent qu’un enrichissement en fer de l’Océan ne peut devenir possible que loin de toute source de sulfures volcaniques. Or toutes 344

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les expériences de fertilisation en fer réalisées depuis 1993 ont été menées dans des régions HNLC où les cendres volcaniques riches en composés de soufre ont fixé le fer ! Selon ces auteurs, les teneurs en fer disponible restaient insuffisantes malgré les bons résultats enregistrés ! Ils proposent la fabrication d’un amalgame riche en fer à l’aide d’argiles naturelles enrichies, pour optimiser la disponibilité du fer pour le phytoplancton. Toutes les expérimentations antérieures à ce constat sont donc à reprendre sur de nouvelles bases ! C’est donc le cas de la publication de Lauderdale et al. (2020), une hypothèse basée sur des modèles et qui ignore le rôle des sulfures. N’oublions pas l’aluminium et le manganèse (4.2, ci-dessus). Ce n’est pas tout : les recherches de Hinckley et al. (2020) démontrent que des niveaux élevés de soufre sont ajoutés aux terres cultivées sous forme d’engrais et de pesticides perturbateurs, avec des conséquences similaires sur les eaux en aval. Autrement dit, les effluents soufrés de l’agriculture parvenus en mer avec les pluies se surajoutent à ceux dispersés par les volcans pour séquestrer le fer, engendrant des effets négatifs qui n’ont jamais été étudiés ! 4.5 Des bénéfices multiples On retiendra de l’ensemble de ces expériences, réalisées en conditions sous-optimales, que : – L’addition de fer a toujours augmenté la biomasse de phytoplancton. – Le phytoplancton était constitué de diatomées, car la silice était présente. – Les résultats ont multiplié de 2 à 25 fois la chlorophylle par rapport aux contrôles. – La mortalité de masse des diatomées a engendré des agrégats enchevêtrés qui sombrent vite. – Dans toute une série d’expériences, l’exportation du carbone a été mesurée sous la thermocline, à 100 m de profondeur et jusqu’à 3 000 m, lors du plus long suivi (39 jours). 345

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– La production et le rejet de sulfure de diméthyle ou diméthylsulfure (DMS) qui augmente la taille des nuages ont été enregistrés au cours de toutes les expériences. – Aucun appauvrissement en oxygène des eaux n’a été signalé. – Les surfaces enrichies se chiffrent en dizaines de milliers de kilomètres carrés. – Les expériences n’ont pas assez duré pour contrôler les effets sur la chaîne alimentaire, sauf pour les saumons du Pacifique, le Great Central Lake, et le zooplancton (Batten, Gower, 2014). – La découverte récente du problème des sulfures volcaniques qui séquestrent le fer va permettre d’améliorer encore ces résultats démonstratifs ; les données antérieures deviennent obsolètes. 4.6 Une solution efficace contre CO2 et changement climatique De l’expérience de Smetacek et al. ci-dessus (4.3) et des optimisations proposées par Kim et al. (4.4, ci-dessus), concernant les sulfures, la fertilisation en fer devient la meilleure perspective de capture de CO2 par l’Océan : en culture, la production de 100 tonnes de biomasse algale sèche permet la capture de 183 tonnes de CO2 (Chisti, 2007). Extrapolons pour une fois : les productions mesurées étant de 32 tonnes/km2/jour, l’absorption de CO2 serait de 58,5 tonnes/km2/ jour (58 t CO2/km2/jour). En zone tropicale (les 3/5 de la planète), elle peut être quasi permanente et dure environ 3 mois aux hautes latitudes de chaque hémisphère, soit une durée de production moyenne d’au moins 6 mois pour toutes ces productions. La fixation annuelle serait de 10 556 tonnes de CO2/km2 par an ! Il reste environ 20 milliards de tonnes de CO2 excédentaire à extraire de l’atmosphère par an selon Le Quéré et al. (2018) ; il suffirait de 2 000 000 de km2, 4 fois la surface de la France, le 1/5 de ses eaux territoriales, pour limiter le CO2 à sa teneur actuelle ! Une approche de même type a été proposée par The Foundation for Climate Restoration pour les États insulaires ou côtiers (2019) ; elle suggère une trentaine de zones de cent kilomètres de diamètre, 346

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situées dans les grands gyres, fertilisées en fer et autant de zones en jachère au cours d’un cycle annuel. Chaque surface marine ainsi fertilisée pourrait éliminer environ 200 millions de tonnes de CO2 par année. Avec une dizaine d’États impliqués, les 300 zones proposées pourraient séquestrer 60 milliards de tonnes (60 Gt) de CO2/an, mais concerneraient 9,4 millions de km2 d’océan. Le carbone annuel excédentaire de l’atmosphère, soit 20 milliards de tonnes ou 20 Gt, serait absorbé dès la 1re année, et les autres milliards de tonnes de CO2 accumulés dans l’atmosphère au fil des années suivantes. Pour illustrer cette possibilité, la fondation rappelle que la variole a été éliminée par la vaccination en 21 ans. Le coût annuel est estimé à 1 million de $/unité. Ce type de fertilisation reproduit un processus fondé sur la nature, en œuvre depuis des milliards d’années ; il a déjà été observé sur 35 000 kilomètres carrés des océans enrichis par la Haida Salmon Restoration Corporation (environ 7 départements français). Il s’agit d’une donnée vérifiée, pas de modélisation, de scénario ou de projection : multiplier le nombre de sites suffit. En comparaison, les agriculteurs déversent chaque année 9 000 fois plus d’engrais par unité de surface sur leur culture de maïs ! Disperser des aérosols de sels de fer dans l’atmosphère reproduirait à l’identique les conditions des glaciations passées (Chapitre 19 ; 8) ! 4.7 Les fausses critiques des institutionnels, des activistes et des financiers L’expérience démonstrative de la Haida Salmon Restoration Corporation n’a été ni répétée ni reproduite sous des pressions diverses. Pourtant aucune expérience n’a provoqué un effet délétère mesurable, toutes les critiques demeurent des hypothèses (Position Analysis, 2015). Worstall (2014) a essayé de savoir pourquoi une expérimentation qui a fonctionné, a coûté peu et est capable de résoudre le problème climatique est dénigrée. Elle aurait violé deux résolutions 347

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internationales et introduire du fer dans l’Océan ne serait pas une recherche scientifique légitime ! Qu’est-ce qui peut faire réfléchir les gens de cette manière perverse, questionne l’auteur ? Une autre critique venait de scientifiques affirmant que le CO2 fixé par le plancton ne sombrait pas, mais retournait dans l’atmo­ sphère. Les travaux de Briggs et al. (2020) ont démontré le contraire (Chapitre 5 ; 2), et confirmé les travaux de Smetacek et al. (4.3 ci-dessus). Ces démonstrations demandent une remise en cause totale des données antérieures devenues obsolètes, mais toujours avancées comme argent comptant par leurs auteurs, les médias et les politiciens. Les chercheurs institutionnels occidentaux ne prennent pas de positions susceptibles de déplaire à la hiérarchie ou aux pairs, plan de carrière oblige comme l’a souligné Pauly (Chapitre 10 ; 3.10) ! Pour eux, seule compte la diminution des émissions de CO2 qui ne les implique pas plus que quiconque. Les choses diffèrent en Asie : Yoon et al. (2018) ont programmé une expérimentation sur 5 ans, et l’université Zhejiang, Zhoushan (Shanghai), s’est spécialisée sur ces sujets. Au plan financier, les négociants en carbone se sont opposés dès le début à ce type de fertilisation : l’élimination du carbone pour moins de 10 $ la tonne, lorsque les crédits carbone s’échangent pour environ 50 $ la tonne, avec des envolées jusqu’à 250 $, menaçait de ruiner les revenus du marché du carbone ! L’enrichissement en fer dans les espaces océaniques qui en sont privés constitue donc la solution fondée sur la nature à retenir pour restaurer la capture de CO2 à l’échelle planétaire !

5. LES UPWELLINGS ARTIFICIELS POUR REVITALISER LES GRANDS GYRES OCÉANIQUES 5.1 Des immensités d’eaux superficielles, confinées et pauvres Dans les milieux océaniques tropicaux (entre 30° Nord et 30° Sud), les eaux de surface sont parcourues par les alizés, des vents modérés 348

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qui n’agitent les eaux que jusqu’à quelques dizaines de mètres de profondeur. Ainsi s’isolent deux strates d’eaux bien distinctes au sein des océans (Chapitre 3 ; 6). Les cinq gyres subtropicaux (Figure 26-1 ci-dessus et Chapitre 3 ; 5.2) représentent 40 % de la surface des océans, soit environ 130 millions de km2, 230 fois la France ! Ils constituent les eaux de surface les plus pauvres des océans en nutriments. Ici tout manque : le fer, l’azote, le phosphore, la silice, etc. Le plancton les a épuisés près de la surface (Chapitre 7 ; 3.2 et Figure 7-2). Cette pauvreté ne caractérise pas les eaux situées sous la thermocline. Dans les gyres, elle se rencontre souvent entre 50 et 200 m de profondeur. 5.2 Fertilisations directes autres que le fer La fertilisation des eaux superficielles a donc été envisagée, mais ces engrais doivent être répandus à des concentrations beaucoup plus importantes que celles du fer, soit 50 mg/m3 pour l’azote par exemple. L’azote manque en surface (sauf dans les zones de résurgences) mais pas au-dessous de 90 m dans toutes les eaux à moins de 40° de latitude nord et sud (Bristow et al., 2017). Le prix de l’enrichissement en azote ou en phosphore dans les sites où il est limitant serait de l’ordre de 20 $ la tonne au moins. Clarke (2015) a proposé de répandre sur les océans des flocons flottants fabriqués à partir de résidus qui pourraient revenir à 80 $/tonne et séquestrer le carbone pour environ 10 $ la tonne. 5.3 Remontées d’eau, ou résurgences ou « upwellings » artificiels au large Le mélange des eaux profondes et de surface a été proposé et mis en œuvre pour enrichir ces eaux superficielles, autant au large qu’en eaux plus côtières (Chapitre 21). L’action de ce mélange sur le climat a été prouvée par la capture de CO2 dans les upwellings naturels depuis longtemps (Chapitre 21 ; 5). Les récifs artificiels destinés à créer une remontée d’eau artificielle multiplient par 6 la production 349

Partie 4. Les solutions de l’Océan

(Chapitre 16 ; 3.3 et Figure 16-5). Il existe même des résurgences naturelles d’eaux enrichies en pleine mer : les remontées des sources hydrothermales du fond marin peuvent stimuler des proliférations massives de phytoplancton à la surface de l’Océan (Ardyna et al., 2019) ; ce processus naturel fonctionne déjà, ponctuellement ! Les travaux de thèse de Giraud (2016) visaient à évaluer les impacts potentiels de la décharge d’eau profonde en surface sur le phytoplancton en Martinique : l’ajout de 10 % d’eau profonde à ces eaux pauvres en nitrate et phosphate dans des enceintes closes près de la surface stimule le développement du phytoplancton, des diatomées en particulier. Les chercheurs chinois travaillent activement sur ces programmes (Chapitre 21 ; 5) et l’université de Zhejiang dit avoir surmonté les challenges techniques en calculant et fabriquant un système d’upwelling artificiel robuste et très efficace, testé en lac et en mer (Pan et al., 2015). Bien d’autres travaux sur le sujet sont à l’actif de cette université. Engendrer d’importantes résurgences d’eaux profondes, riches en fertilisants, est une réalité !

6. DE NOUVELLES POTENTIALITÉS POUR LES EAUX DU LARGE Navarrete et al. (2021) ont cultivé du varech ou kelp géant Macrocystis pyrifera en surface dans la journée et en profondeur (80 m) la nuit, avec un dispositif adapté afin qu’il puisse absorber les nitrates et les phosphates dans l’eau plus profonde, près de l’île de Catalina (au large de Los Angeles). Ils constatent que cette alternance produit quatre fois plus de biomasse que les témoins (alors que ces algues produisent déjà 10 à 50 fois plus que les plantes terrestres). Une découverte qui prouve l’efficacité des eaux profondes sur la production d’une autre manière ! Les dispositifs mis en œuvre sur les plateaux continentaux (Chapitre 25) peuvent aussi être employés en haute mer, de l’écloserie embarquée aux cages géantes, des filières aux plateformes offshore, on n’a que l’embarras du choix. Vivre de la mer, sur la mer, ne nécessite aucun progrès 350

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technique : les systèmes de production existent, les navires de tous types sont disponibles à bas prix. Ces perspectives, basées sur des acquis, deviennent si vastes que nous leur consacrerons le prochain chapitre.

7. DES ASPECTS ÉCONOMIQUES, FINANCIERS ET… VITAUX Pour réhabiliter les grands espaces océaniques et lutter contre l’augmentation du CO2 atmosphérique, plusieurs sources de financement ont été identifiées dans le chapitre précédent et peuvent être sollicitées (Chapitre 25 ; 13). Bien d’autres peuvent tout autant être citées, sans épuiser le sujet : – Selon le film documentaire de Crooks (2015), de 21 000 à 32 000 milliards de dollars, soit l’équivalent de 10 à 15 % du patrimoine financier mondial, se trouvent dans les paradis fiscaux. Mettre à contribution une infime partie de ces profits « non pas illégaux, mais immoraux » permettrait de réaliser les investissements nécessaires. Rien n’a pourtant été entrepris par la gouvernance mondiale. – Un dixième des dividendes versés aux actionnaires dans le monde, soit 150 milliards de dollars/an au moins, pourrait être attribué à ces vastes espaces (Chapitre 25 ; 13). – Les soutiens à l’agriculture (qui produit 25 % des gaz à effet de serre) sont évalués à 600 milliards de dollars/an et un faible pourcentage de ces fonds sert à limiter les impacts environnementaux. Searchinger et al. (2020) pour la World Bank demandent que le soutien à l’agriculture soit axé sur le climat. – Larrouturou et Jouzel (2017) ont proposé de sauver le climat comme on a sauvé les banques en 2008 en y mettant 1 000 milliards de $. Ils proposent un Pacte finance-climat européen, pour diviser par quatre les émissions de CO2 et créer 5 millions d’emplois. – De nombreux milliardaires se sont aussi engagés à verser une partie de leur fortune et le Norvégien Kjell Inge Rokke a financé un bateau, le REV Ocean, long de 183 m, pour dépolluer les océans. 351

Partie 4. Les solutions de l’Océan

– Au Forum économique mondial de Davos 2020, les décideurs mondiaux placent l’inaction climatique au 1er plan des dangers pour l’humanité. L’ONG Greenpeace note que dix banques présentes à ce Forum ont financé entre 2015 et 2018 le secteur des énergies fossiles à hauteur de 1 000 milliards de dollars ! – Pour faire face à la pandémie de Covid 19, des centaines de milliards de $ ou d’€ ont été vite trouvés. Les menaces climatiques paraissent plus lointaines, malgré les évidences de l’urgence, et le fait qu’il n’y ait pas de vaccin climatique !

8. CONCLUSIONS : DES SOLUTIONS ÉVIDENTES, ISSUES DE DONNÉES VÉRIFIÉES L’enrichissement en fer réalisé par la Haida Salmon Restoration Corporation, tout comme les fertilisations des eaux de surface océaniques par les eaux profondes, ou les incendies forestiers géants constituent des démonstrations récentes d’importance historique mondiale : elles permettent de capturer efficacement le CO2 excédentaire dans l’atmosphère dans les eaux couvrant 40 % du globe, et d’agir sur le changement climatique par des processus naturels. La diffusion de sels de fer dans l’atmosphère reproduit les processus naturels mis en œuvre par les volcans tel le Pinatubo, en 1991 (Ming et al., 2021). Puisque les décideurs mondiaux ont placé l’inaction climatique au er 1  plan des dangers pour l’homme et que l’enrichissement de l’Océan en constitue la solution naturelle la plus puissante, nous posons, comme Worstall (2014), la question de savoir pourquoi cette expérimentation et d’autres qui ont fonctionné n’ont pas été reproduites sous la pression des lobbies. Le rôle des volcans dans le climat était connu au travers de l’absorption du rayonnement solaire, mais pas dans la séquestration du fer par les sulfures, ce qui oblige à reconsidérer les acquis antérieurs à 2019 ! Les données issues de ces recherches et de celles de 352

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2020 (Buesseler et al. ; Briggs et al.) ou 2021 (Navarrete et al., 2021) bouleversent totalement la fonction climatique des grands espaces océaniques. Les faits triomphent toujours : les fertilisations et les résurgences artificielles constituent les outils de la lutte contre le changement climatique et autres urgences écologiques.

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Réhabiliter les grands espaces océaniques

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27 Des navires sentinelles au large, pour réhabiliter l’Océan

1. UNE PRÉSENCE HUMAINE AU LARGE DÉJÀ BIEN ÉTABLIE Environ 50 millions d’humains vivent et travaillent en mer, sur les bateaux de pêche hauturiers ou les navires-usines, ou sur la cinquantaine de milliers de navires qui acheminent les marchandises de la mondialisation et le pétrole. On compte aussi une vingtaine de milliers de plateformes pétrolières en mer. Les navires de croisière ou les bateaux-appartements sont des hôtels itinérants, pour combler l’attrait irrationnel de l’homme pour la mer (Chapitre 9 ; 1 et 2). Sur le plan économique, si l’Océan était un pays, ses 100 plus grandes entreprises auraient le poids de la 16e économie mondiale (Océan 100, 2021) équivalente au Mexique. La population et l’économie existent déjà dans l’Océan.

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Partie 4. Les solutions de l’Océan

2. S’INSTALLER AU LARGE POUR RÉHABILITER L’OCÉAN 2.1 Des navires sentinelles servant de base sur les plateaux continentaux Pour disposer d’un minimum de possibilités en mer, il faut y être présent, au moins temporairement. Nous proposons d’utiliser des navires neufs ou d’occasion, mais en excellent état de marche, pour la réalisation des objectifs définis dans les deux chapitres précédents, quand une présence humaine permanente s’impose comme sur la plateforme Ocean Farm 1 (Chapitre 25 ; 8.2). Un exemple suffira pour en démontrer les potentialités : un cargo de 180 m de long et 25 m de large (16 500 t), le Labrax fut transformé en écloserie à poissons et amarré par 200 m de fond, en mer ouverte à 2 km de la côte, dans les eaux monégasques (faute d’autorisation dans les eaux françaises), par la société P2M (Pisciculture marine de Monaco) dans les années 1990. Il remplit parfaitement sa fonction en produisant 15 millions d’alevins de loup et daurade par an. Une ancre de 8 tonnes et 2 kilomètres d’une énorme chaîne assuraient l’amarrage. Si l’on a pu installer et faire fonctionner pendant des années une écloserie à poissons, sur un cargo ancré en mer ouverte, il est évident que bien d’autres activités peuvent y être menées, sans compter la surveillance. Dispersés loin des côtes et ancrés sur les plateaux continentaux, des ferries ou des cargos fonctionnels acquis sur le marché des bateaux d’occasion conviennent pour l’habitat, permanent ou provisoire. Des unités embarquées plus petites serviront de relais pour accéder aux alentours ou assurer la police. Un tel navire représente l’unité de départ de toute base. Un cargo ou ferry dont les cales ou garages sont aménagés en fonction des besoins en constitue l’exemple type. Le navire-base servira d’habitat permanent ou saisonnier à l’équipe technique. Un nombre réduit de marins assure l’entretien du navire ancré. Lorsque la localisation lointaine ou la dangerosité de la zone exigera la présence de 358

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forces d’intervention, un commando militaire y sera hébergé, dans le cadre des Sociétés mixtes d’exploitation (SME), avec ses bateaux rapides d’intervention et son hélicoptère (zones de pêches sensibles par exemple). On trouve sur Internet des bateaux d’occasion fonctionnels de toutes tailles (site Yachtworld par exemple : , ou sur le site ). Il faut compter un million d’€ pour une unité de 100 m fonctionnelle. Le choix s’avère aussi vaste que pour le neuf. La mariculture, les problèmes climatiques, l’énergie marine et solaire, tout comme le tourisme, les loisirs, le logement, le nautisme, la surveillance, font partie des activités que peut accueillir ce navire-base sentinelle. Les nombreuses plateformes pétrolières qui arrivent en fin d’exploitation constituent d’autres opportunités déjà installées. En fonction du type de réhabilitation entreprise, des dizaines, voire des centaines de km2 peuvent être couverts avec une petite flotte de bateaux satellites desservant le périmètre d’un seul navire sentinelle ou d’une plateforme. Dans une surface de plus de 10 000 km2 comme le golfe du Lion par exemple, répartir 20 à 25 de ces navires au-delà d’une quinzaine de kilomètres des côtes suffirait : chacun régnerait sur une surface d’environ 400 km2 dont aucun point ne serait distant de plus de 15 km. 2.2 Le problème de la profondeur et de l’amarrage Où et comment s’installer au-delà des plateaux, au grand large, quand les zones situées au-delà de la profondeur moyenne (3 682 m) représentent la majorité (65 à 67 %) de la surface des océans ? Le mouillage d’un navire devant être égal à au moins 3 fois la profondeur, son coût serait prohibitif et sa fiabilité incertaine. Nous avons vu (Chapitre 2 ; 1) que les monts sous-marins appelés aussi guyots ou seamounts sont d’anciens volcans sous-marins qui remontent du fond des océans ; il en existerait plus de 100 000 pour une superficie de 28 millions de km2 ; plus de 50 fois la France. En 359

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1973, dans l’océan Indien, le cargo Muirfield, censé se trouver sur des fonds de 5 000 m, s’échoua sur un guyot à 15 m de profondeur. En 2005, un sous-marin nucléaire américain en heurta un dans le sud de Guam ! Des catalogues existent sur Internet (Seamount catalog), mais ils sont incomplets. Concernant l’ancrage, l’industrie pétrolière offshore a affronté ce problème depuis longtemps et procède à des amarrages sur des fonds qui vont jusqu’à 2 800 m. Des aperçus de fournitures et prestations peuvent être consultés (https://www.offshore-technology.com/medipacks/). Les techniques sont connues et utilisables jusqu’aux grandes profondeurs : le poids des chaînes leur permet de jouer le rôle d’amortisseur de tension (effet caténaire) et elles assurent toujours la partie inférieure des mouillages. On trouve ensuite les câbles et le polyester, le polypropylène ou le nylon (plus élastique) en constituent la partie supérieure. Ici encore il existe un marché de l’occasion. Dans la pratique, un mouillage formé d’ancres, puis de chaînes maintenues en surface par des coffres (bouée métallique de grandes dimensions en forme de cylindre), comme en utilisent les marines militaires ou les pétroliers pour se raccorder aux pipelines en mer ouverte, constitue le point d’ancrage sur un mont sous-marin. Les systèmes de positionnement dynamique permettent de s’installer n’importe où. C’est le cas de la plateforme pétrolière Maersk Viking qui fore à 3 800 m de profondeur ! Des dispositifs dérivants habités peuvent aussi être utilisés. En surface, les cages à saumons et à thons, la plateforme d’aquaculture Ocean Farm 1 sont opérationnelles, tout comme la plateforme d’observation océanographique flottante FLIP de 108 m de haut (700 t), utilisée par la marine américaine depuis 1962, pour des observations en mer, soit à la dérive, soit ancrée. En forme de perche verticale, elle pivote et se remet à plat pour le remorquage (Ship-technology.com, 2016). Les sous-marins nucléaires devenus obsolètes sur le plan militaire, mais dont le réacteur est encore fonctionnel pourraient voir 360

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ce dernier reconverti dans le pompage d’eaux profondes pour l’enrichissement et le refroidissement des eaux de surface (Chapitre 26 ; 5.3). 2.3 Les critères géographiques La localisation géographique détermine les conditions climatiques et les caractéristiques des eaux, ainsi que le statut juridique du site (eaux internationales pour le grand large), donc la possibilité et les conditions d’une installation. Sans nécessiter une mer d’huile, les mers peu agitées sont préférables aux vagues tempétueuses ! L’océan Austral exige une fertilisation en fer, que des navires itinérants et pourquoi pas automatisés peuvent réaliser. 2.4 Les possibilités d’ancrage en haute mer Les cartes des zones affectées par les cyclones ont été produites par la NASA pour tous les océans (NASA Earth Observatory, 2006 et Figure 27.2). Sur ces immenses surfaces, des milliers de guyots connus ou inconnus remontent du fond vers la surface des flots et constituent des sites propices d’implantation (Figure 27.1). Le choix des premières implantations devra donc être déterminé en pondérant plusieurs types de facteurs : humains, géographiques, hydrologiques, écologiques, biologiques, juridiques, etc.

3. LA POLYVALENCE DES NAVIRES SENTINELLES ANCRÉS EN HAUTE MER 3.1 Un rôle multiple : base océane et navire sentinelle L’utilisation de navires sentinelles est indispensable pour la surveillance par des forces armées, car l’Océan est un espace hors la loi faute de contrôles, comme démontré par Urbina (2019) et Weimerskirch et al. (2020). 361

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Figure 27-1 | Distribution globale des monts sous-marins ou guyots (hauteur supérieure à 1 500 mètres au-dessus du fond), prédits par la mesure par satellite de la surface des océans. (Reproduit avec l’aimable autorisation du National Institute of Water and Atmospheric research (NIWA). New Zeland Natural Resources.)

Figure 27-2 | Carte des trajets de tous les cyclones des 150 dernières années jusqu’en 2006. Carte de la NASA. (Reproduit avec l’aimable autorisation du National Hurricane Center, NHC.)

Une Agence globale pour la surveillance de la haute mer (Global high seas enforcement agency ; voir Chapitre 10 ; 3.5) devrait être installée d’urgence. L’utilisation des techniques modernes de détection (radar, GPS, système SMART, drones, robots) complèterait le dispositif. Ces bases peuvent couvrir des surfaces océaniques significatives : un cercle de 250 km de rayon, soit près de 200 000 km2, couvre plus d’un tiers de la France. L’autonomie des navires est à conserver 362

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pour assurer leur sécurité, les réparations, une nouvelle cargaison, une présence uniquement saisonnière, hors des nuits polaires par exemple, etc. Une autre opportunité consiste à fusionner les fonctions d’un navire-base sentinelle avec l’habitat et les activités de ceux qui souhaitent vivre en mer pour d’autres raisons, comme le Seasteading Institute (https://www.seasteading.org/). Les paquebots de croisière à l’arrêt et les plateformes disponibles s’accumulent (Le Marin 29/10/2020, p. 13). D’autres fonctions de ces navires méritent plus de précisions. 3.2 La remontée d’eaux profondes Les grands gyres subtropicaux des principaux océans (Chapitre 26 ; 5 et 6, et Figure 26-1) soit 40 % de la planète représentent les zones cibles pour implanter ces remontées d’eaux artificielles : les aspects des déplacements artificiels d’eau en mer de ces eaux font l’objet du Chapitre 21. Les Académies nationales américaines ont lancé une réflexion sur le sujet (The national Academies, 2021). Les défis dans la conception et la fabrication d’un dispositif de remontée artificielle robuste et capable d’assurer sa longévité ont été en grande partie surmontés (Chapitre 21 ; 5). Un dispositif autonome peut être ancré au voisinage d’un navire-base sur le même mont sous-marin (ou le même plateau continental) et quelques puissantes éoliennes suffisent pour engendrer des remontées d’eaux profondes suffisantes vers des eaux superficielles pauvres (Chapitre 21 ; 5). Des dispositifs techniques variés peuvent être employés, tel un tube de pompage pour constituer la base d’une éolienne en profondeur. Le débit peut être multiplié en multipliant les implantations. D’autres possibilités sont offertes par l’utilisation de petits réacteurs nucléaires modulaires (small modular reactors, ou SMR), tels ceux qu’utilisent brise-glaces et sous-marins nucléaires. Le navire-base pourra assurer plusieurs fonctions : l’analyse des eaux et le pilotage du système de remontée des eaux, le stockage 363

Partie 4. Les solutions de l’Océan

éventuel d’éléments nutritifs complémentaires, une écloserie embarquée pour produire des souches d’espèces d’algues locales ou plus souhaitables par exemple. Les multiples avantages et les essais réalisés ont été rapportés (Chapitre 21). 3.3 Oxygénation des zones marines privées d’oxygène L’oxygénation des nombreuses zones marines privées de ce gaz (anoxiques) relève des mêmes techniques de mise en mouvement des eaux. Ici, l’eau de surface saturée d’oxygène pourra être pompée vers le bas, dans la strate appauvrie, pour l’oxygéner. Le coût pour le traitement de la grande baie de Chesapeake aux États-Unis a été estimé entre 4 et 47 millions de $/an, mais entre 26 et 263 millions de $/an pour le vaste golfe du Mexique qui a de nombreuses zones anoxiques, selon Koweek et al. (2020). 3.4 L’enrichissement des eaux en fer à partir d’un navire-base ancré Une diffusion permanente ou discontinue de fer dissous dans le fil d’un courant peut être assurée sur une largeur de plusieurs centaines de mètres, à partir d’un tanker alimentant des tubes mélangeurs immergés. L’efficience d’un tel épandage peut s’étendre sur des milliers de km2, puisque quelques milliardièmes de fer suffisent (Chapitre 19 ; 8). Le coût le plus bas de cet enrichissement a été estimé à 5 € la tonne. 3.5 L’écloserie de bivalves pour éliminer les plastiques des océans Outre des possibilités identiques aux cultures installées sur les plateaux (Chapitre 25 ; 5), l’installation d’une écloserie de bivalves capables de produire des milliards de larves sur un navire-base permettrait de les ensemencer dans le fil du courant, pour qu’elles se fixent à la fin de leur vie larvaire sur les particules et autres substrats plastiques présents dans les eaux superficielles des grands gyres océaniques. Leur croissance finira par couler ces plastiques, par accroissement du poids apparent. Les moules, les bernacles et les autres 364

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espèces fixées sur les épaves qui ont traversé le Pacifique ont fait leurs preuves (Chapitre 11 ; 2.7). L’extraction généralisée du plastique des eaux océaniques de surface devient possible à très grande échelle avec l’aide de milliards de larves planctoniques qui se fixent en fin de vie larvaire : une solution biologique qui fonctionne déjà en coulant épaves flottantes, bouées et petits objets abandonnés dans les eaux littorales où les moules abondent. 3.6 Culture de macroalgues : écloserie et filières Ici encore, une écloserie embarquée sur le navire-base fournira les milliards de spores qui serviront à ensemencer les filières ou longues lignes ou radeaux de culture (Chapitre 18). Ces radeaux peuvent être disposés autour du navire-base, ou être relâchés à la dérive dans les gyres. Leur localisation par satellite ou balise GPS permettra la collecte ultérieure, tout comme les thoniers localisent leurs dispositifs de concentration de poissons (Chapitre 17 ; 2.2). Par leur seule présence, ces radeaux d’algues dérivants deviendront des dispositifs de concentration de poisson avec toutes leurs potentialités d’attraction (Chapitre 17 ; 2). De longues filières peuvent aussi être abandonnées à leur sort et finiront par couler, par manque de flottabilité, lors de l’augmentation du poids apparent des algues au cours de leur croissance, entraînant le carbone fixé dans les abysses (Cage, 2018). Les dispositifs d’emballage légers constitués de film bulle, de coussins en matériau plastique biodégradable garnis d’air peuvent constituer ces filières très bon marché. Le coût de ces flotteurs est à prendre en compte, mais aussi celui du service écologique rendu (capture naturelle du carbone). Les pêcheurs utilisent des longues lignes qui dépassent la centaine de kilomètres de long. La place ne manque pas ! Le pompage d’eau riche en nutriments sous la thermocline, ou l’immersion de filières d’algues en profondeur permettra de multiplier la vitesse de croissance des algues (Chapitre 26 ; 6). 365

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3.7 Élevages de poissons en cage au large Notons que le pompage d’eaux profondes froides permet l’élevage d’espèces d’eaux froides (saumons, morue, etc.) au sein des eaux superficielles de tous les océans, mais il faudra y acheminer leur nourriture ! 3.8 Les multiples fonctions des navires-bases Elles concernent toutes celles que nous avons rapportées pour les plateaux continentaux (Chapitre 25 ; 11) ou la pleine mer (Chapitre 26 ; 5 et 6). Ces navires peuvent aussi être utilisés pour l’expérimentation de la géoingénierie atmosphérique (Chapitre 23), car toutes ces activités ont besoin d’une base logistique à la surface des eaux. 3.9  Les navires de croisière convertis en stations balnéaires Ces navires très polluants (CO2, soufre) pourraient être convertis en stations balnéaires. Leur ancrage en mer entre + 8 et – 8° de latitude (pas de cyclones, pas de chauffage) permettrait de réduire les dépenses d’énergie de 90 %. Koch (2020) décrit ces transformations et leurs avantages multiples. Les loisirs nautiques, la baignade, la plongée dans ce grand bleu dépassent tout en intensité d’émotion. 3.10 Un exemple de mont sous-marin surpêché et réhabilité Le mont sous-marin Vema est situé en plein Atlantique, à 1 000 km au nord-ouest de l’Afrique du Sud. Il s’élève à 4 600 m au-dessus du fond de la mer, jusqu’à 21 m sous la surface avec un plateau de quelques dizaines de km2. Malgré son éloignement, il a été surpêché (thons et langoustes) ; il est maintenant interdit à la pêche. Visitée et filmée, sa faune s’est reconstituée (Greenpeace, 2019). Cet exemple constitue une démonstration de la capacité de récupération des écosystèmes lorsqu’ils retrouvent leur état naturel. 366

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

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4. DES NAVIRES ITINÉRANTS POUR L’ENRICHISSEMENT DES EAUX EN FER Hors des monts sous-marins, dans les eaux profondes qui recouvrent les plaines abyssales, point de mouillage possible ; les navires-bases polyvalents y seront mobiles, car ces immensités ne peuvent être oubliées. Les bateaux utiliseront les voiles ou l’énergie nucléaire. Toutes les fonctions dévolues aux navires polyvalents ancrés sur les monts sous-marins peuvent y être réalisées, mais ici le fonctionnement du navire requiert un équipage complet, un peu comme dans un navire-usine de pêche. Outre sa fonction de sentinelle des océans à laquelle des Casques bleus de la mer pourvoiront, un tel navire joue le rôle d’observatoire marin itinérant. Il peut accueillir des passagers pour un nouveau tourisme : aller où personne ne va ! L’utilisation de navires-citernes (tankers) permet de transporter le sulfate de fer en solution. L’épandage dans le remous du navire distributeur assurera sa dilution. Lorsque les 3 000 balises Argo qui fournissent des informations sur la température et la salinité pourront transmettre les teneurs en chlorophylle ou en fer aux satellites, ces navires pourront intervenir en fonction des besoins mesurés. Le site Position Analysis (2015), détaille, illustre et commente les aspects de l’épandage de fer, également proposés par : The Foundation for Climate Restoration, (2019) et le Chapitre 26 ; 4.6. Les navires sans équipage baptisés « Armada » lancés par la Cie Ocean Infinity (2020), navires également capables de lancer des robots pilotés à distance jusqu’à 6 000 m de profondeur, pourront être utilisés, tout comme des drones : la Cie Saildrone utilise des drones à voile rigide, de 22 m de long pour la recherche et la cartographie automatique des océans.

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5. ÉVALUATION ÉCONOMIQUE ET FINANCIÈRE DE L’ENRICHISSEMENT EN FER L’ONG The Foundation for Climate Restoration a estimé ces opérations d’épandage à un minimum de 300 millions de $/an pendant 10 ans, pour les 300 zones de 100 km de diamètre qu’elle propose, avec une estimation du retour sur investissement de 20 % par an. Ces 300 millions sont à comparer aux pertes engendrées par le changement climatique qui ont été estimées à 160 milliards de $ pour 2018 par les assureurs et aux 35 milliards de $ de subventions annuelles allouées à la pêche (Chapitre 10 ; 3.4). Pour l’économie mondiale estimée à 80 000 milliards de dollars/ an (World Economic Forum, 2018), le prix de la lutte contre le CO2 constitue une goutte d’eau. Le site (2020) propose un manuel sur la finance des océans pour améliorer leur santé.

6. CONCLUSION : DES SOLUTIONS FONDÉES SUR LA NATURE Puisque réduire à zéro les émissions de CO2 pour stabiliser la température mondiale est d’ores et déjà hors de portée, tant les contraintes sociales, énergétiques et financières rendent les combustibles fossiles indispensables, développer d’autres technologies pour l’élimination du CO2 est devenu incontournable. Les solutions que nous proposons sont à la fois fondées sur la Nature, réversibles et d’efficacité démontrée : – L’épandage de fer reproduit la fertilisation naturelle de l’Océan par le fer des volcans et les retombées des feux de forêts, des processus à l’œuvre depuis plusieurs milliards d’années. Il constitue la meilleure façon de compenser toutes nos émissions de CO2 atmo­ sphérique (Chapitre 26 ; 4). – La remontée d’eaux profondes, riches en nutriments dans les eaux superficielles appauvries, reproduit l’effet productif de la remontée d’eaux profondes engendré par les vents lors d’upwellings (Chapitre 26 ; 5). 368

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Des navires sentinelles au large, pour réhabiliter l’Océan

Ces deux processus permettent de revenir à des teneurs en CO2 atmosphériques considérées comme idéales pour l’homme, estimées entre 300 et 350 ppm, de réduire la température de l’Océan et de l’atmosphère, ainsi que l’acidification des océans. Pour y parvenir, il suffit d’implanter des navires sentinelles polyvalents, dans les eaux des grands océans, loin au large. Leur financement initial correspond à une goutte d’eau au vu des capacités du patrimoine mondial et ils permettraient de capturer tout le CO2 atmosphérique excédentaire. Tout le monde semble avoir oublié que la pollution atmosphérique a causé 8,8 millions de décès prématurés dans le monde en 2015, 19 fois plus que le paludisme, les maladies infectieuses, 17 fois plus que la violence (Münzel et al., 2020). La Covid 19, pourtant moins meurtrière, a fait oublier ces données peu médiatisées et mobilisé bien plus de fonds.

BIBLIOGRAPHIE Cage P (2018). Kelp And Carbon Sequestration: Exporting Terrestrial Ghg Accounting to The Deep Sea. https://ghginstitute.org/2018/09/06/kelpand-carbon-sequestration-exporting-terrestrial-ghg-accounting-tothe-deep-sea/ Friends of ocean action (2020). The Ocean Finance Handbook. Increasing finance for a healthy ocean. http://www3.weforum.org/docs/WEF_ FOA_The_Ocean_Finance_Handbook_April_2020.pdf Greenpeace (2019). Hope for the oceans: Greenpeace divers discover ocean paradise off the coast of Cape Town. https://www.greenpeace.org/africa/ en/press/8435/hope-for-the-oceans-greenpeace-divers-discover-oceanparadise-off-the-coast-of-cape-town/ Green Sea Upwelling (2019). Down-Upwelling. http://www.greenseaupwelling.com/Results.html Koch (2020). Convert Cruise Ships Into Sustainable Seasteads. New Life for the Cruise Ship Industry to Create New Life on the Sea. https://www.seasteading.org/wp-content/ 369

Partie 4. Les solutions de l’Océan

uploads/2020/12/2020-12-22-Convert-Cruise-Ships-Into-SustainableSeasteads.pdf?utm_source Koweek DA, García-Sánchez C, Brodrick P, Gassett P, Caldeira K (2020). Evaluating hypoxia alleviation through induced downwelling. Science of The Total Environment, 137334. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137334. Münzel T, Haines A, Fnais M, Pöschl U, Pozzer A, Lelieveld J (2020). Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors: a worldwide perspective. Cardiovascular Research. DOI: 10.1093/cvr/ cvaa025. NASA Earth Observatory (2006). Images: Historic Tropical Cyclone Tracks; Tracks and intensity of all tropical storms. http://eoimages.gsfc. nasa.gov/images/imagerecords/7000/7079/tropical_cyclone_map_lrg. gif Océan 100 (2021). Un petit groupe d’entreprises domine l’économie océanique. https://www.enerzine.com/ocean-100-un-petit-groupe-d-entreprises-domine-l-economie-oceanique/33398-2021-01#respond Ocean Infinity (2020). Offshore technology. Ocean Infinity unveils fleet of robot exploration vessels. News 5 February 2020. https://www.offshore-technology.com/news/ ocean-infinity-unveils-fleet-of-robot-exploration-vessels/ Position Analysis: ocean fertilisation (2015). The Antarctic Climate & Ecosystems Cooperative Research Centre. http://acecrc.org.au/ wp-content/uploads/2015/11/ACE-CRC-Position-Analysis_OceanFertilisation_2015.pdf Ship-technology.com (2016). FLIP — Research Vessel. www.ship-technology.com/projects/flip-ship. The Foundation for Climate Restoration (2019). Climate Restoration: Solutions to The Greatest Threat Facing Humanity and Nature Today. https://foundationforclimaterestoration.org/wp-ctent/uploads 2019/09/20190916b_f4cr4_white-paper.pdf The national Academies (2021). A Research Strategy for Ocean Carbon Dioxide Removal and Sequestration: Workshop Series, Part 4 https:// www.nationalacademies.org/event/02-25-2021/a-research-strategy-forocean-carbon-dioxide-removal-and-sequestration-workshop-seriespart-4 The Seasteading Institute (2019). Reimagining Civilization with Floating Cities. https://www.seasteading.org

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Des navires sentinelles au large, pour réhabiliter l’Océan

Urbina I (2019). La jungle des océans. Éditions Payot & Rivages, Paris (Pocket, 2021). Weimerskirch H, Collet J, Corbeau A, Pajot A, Hoarau F, et al. (2020). Ocean sentinel albatrosses locate illegal vessels and provide the first estimate of the extent of non-declared fishing. PNAS. https://doi. org/10.1073/pnas.1915499117 World Economic Forum (2018). The world’s $ 80 trillion economy - in one chart. https://www.weforum.org/agenda/2018/10/ the-80-trillion-world-economy-in-one-chart/

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28 La mer, source d’énergie

1. LES ÉNERGIES DE LA MER Le vent, les vagues, le soleil, les courants, l’énergie thermique constituent les différentes sources d’énergie de la mer. Nulle part ailleurs on n’en trouve autant. Le potentiel énergétique de nos mers et océans dépasse nos besoins actuels déclare la Commission européenne. Le bureau d’études ENEA-Consulting a publié (2012) un document de synthèse sur les énergies marines renouvelables. Elles possèdent leur site : https://www.energiesdelamer.eu. Une publication annuelle est proposée (Lannuzel, 2020). Pendant des dizaines de siècles, l’énergie éolienne a permis à la marine à voile la découverte du monde, puis le transport maritime et la pêche ; elle est partout disponible en mer et son utilisation domine encore la marine de plaisance ou de compétition et revient dans certains transports en mer. Les navires sentinelles dont nous proposons l’usage pourraient tous fonctionner aux énergies marines, tout comme les dispositifs de pompage en eau profonde (Chapitre 27). 373

Partie 4. Les solutions de l’Océan

1.1 Énergie photovoltaïque Les océans constituent le plus grand photorécepteur de la planète, mais si des centrales photovoltaïques existent sur des lacs (Ciel et terre, 2020), il n’y en a pas encore en mer. Par contre de nombreux navires, tel l’Energy Observer utilisent les panneaux photovoltaïques pour source d’énergie, tout comme la majorité des plaisanciers pour leurs besoins auxiliaires. 1.2 Énergie éolienne offshore Plus de 25 champs d’éoliennes fonctionnent déjà en Atlantique et mer du Nord. L’Agence Internationale de l’Énergie ou AIE se base sur un rapport intitulé : Offshore Wind Outlook (2019), pour déclarer que les sites pour l’éolien en mer pourraient fournir plus d’électricité que le monde n’en consomme aujourd’hui. Le potentiel estimé représenterait 11 fois la demande mondiale en électricité prévue en 2040 ! Mais que faire quand les vents tombent pour céder la place au calme plat ? La plus grande ferme marine d’éoliennes (projet Dogger Bank) est en construction : la Dogger bank wind farm (https://doggerbank. com) sur le Dogger Bank (30 m de fond) à 148 km à l’est de l’Angleterre (400 turbines sur 796 km2). Avec une puissance de 3,6 gigawatts, elle pourra alimenter 4,5 millions de foyers. 1.3 Énergie des courants Des hydroliennes, c’est-à-dire des turbines de grand diamètre, posées sur le fond ou situées en pleine eau pour intercepter les courants sont en cours de tests et d’installation. Les hydroliennes ont besoin de courants puissants, rapides et réguliers qui ne sont pas très répandus. Leur utilisation dans les passes des lagons tropicaux a été proposée. 1.4 Énergie des vagues De nombreuses propositions ont été faites pour transformer l’énergie des vagues en énergie électrique. Compte tenu des problèmes 374

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La mer, source d’énergie

engendrés par la force des vagues sur les mécanismes, la production d’électricité est moins avancée que dans le cas des éoliennes. 1.5 Énergie thermique des mers (ETM ou OTEC) Également appelée « Ocean thermal energy conversion » ou OTEC, l’énergie thermique des mers a été l’objet de nombreuses expérimentations depuis 1970, dont l’installation d’une centrale pilote de 105 kW par Makai Ocean Engineering, connectée au réseau électrique en août 2015, à Hawaï. Le principe consiste à utiliser la différence de température entre les eaux chaudes de surface (en zone tropicale) et les eaux froides que l’on trouve dans les profondeurs des océans (Chapitre 4, Figure 4-2). L’eau chaude sert à vaporiser un fluide qui entraîne une turbine, puis on le condense à nouveau, avec l’eau froide pompée en profondeur. La différence de température entre les deux fluides doit être d’une vingtaine de degrés au moins. Un projet en Martinique a été abandonné. 1.6 Énergie des marées L’usine marémotrice de la Rance (Bretagne) utilise la dénivellation des marées dans un site spécifique pour engendrer de l’électricité, mais ces sites sont rares.

2. LES INCONVÉNIENTS DES ÉNERGIES SOLAIRES ET ÉOLIENNES Malgré leur intérêt, tous les spécialistes de l’énergie insistent sur leur caractère aléatoire et déplorent le fait que les moyens pilotables restent indispensables pour satisfaire la consommation en l’absence de vent et de soleil. Il semble totalement impossible de se passer des énergies fossiles (qui représentent 85 % de la demande d’énergie) avec le recours aux énergies renouvelables. Même l’Allemagne est confrontée à cette réalité avec ses parcs éoliens et photovoltaïques qui fournissent régulièrement moins de 1 000 mégawatts (MW) de puissance sur le réseau, pour environ 80 000 MW installés (cette 375

Partie 4. Les solutions de l’Océan

puissance totale installée dépasse pourtant celle du parc nucléaire français). Leur intermittence reste pour l’instant insurmontable. Pour beaucoup de spécialistes, le nucléaire peut seul, et sans émission supplémentaire de CO2, assurer à chaque instant l’impérieuse exigence de l’alimentation électrique. Lorsque l’OECD (2010) a analysé le danger réel de l’énergie nucléaire par rapport à d’autres sources, elle a constaté qu’elle causait un nombre de décès de plusieurs ordres de grandeur inférieur à ceux de l’énergie à base de combustibles fossiles. L’électricité permettra la baisse des émissions de CO2, tandis que la reconnaissance du nucléaire comme énergie verte donnant l’accès aux financements du « Green deal » semble acquise, car l’Agence internationale de l’énergie conclut que l’énergie nucléaire est très compétitive en coûts. La Chine prévoit plus d’une centaine de ces centrales (Chapitre 14 ; 7) et l’Académie des sciences recommande la poursuite de son utilisation en France (Académie des sciences, 2021).

3. CONCLUSIONS Les besoins énergétiques des implantations en mer que nous proposons sont compatibles avec les énergies marines disponibles, malgré leur caractère aléatoire, ce qui constitue un atout supplémentaire de nos propositions. Les énergies marines renouvelables sont en pleine révolution : les éoliennes se multiplient partout dans le monde et elles constituent déjà les implantations les plus nombreuses en mer. Leur utilisation par les navires polyvalents en mer en constituerait l’usage le plus rapproché et le plus évident, car la permanence du fonctionnement n’est pas nécessaire. La présence d’énergie facilite la résolution de beaucoup de problèmes.

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

La mer, source d’énergie

BIBLIOGRAPHIE Ciel et terre (2020). Ciel & Terre. Pionnier et leader du marché solaire flottant. https://www.ciel-et-terre.net/fr/ Académie des sciences (2021). Avis. L’apport de l’énergie nucléaire dans la transition énergétique, aujourd’hui et demain. https://www.academiesciences.fr/pdf/rapport/20210614_avis_nucleaire.pdf ENEA-Consulting (2012). Les énergies marines renouvelables, enjeux et solutions techniques. http://www.enea-consulting.com/wp-content/ uploads/2015/05/ENEA-Consulting-Les-Energies-MarinesRenouvelables.pdf. Lannuzel D (2020). Mer Veille Énergie - Annuel n° 1. https://www.energiesdelamer.eu/publications/5491-mer-veille-energie-annuel-n-1 Le monde de l’énergie (2019). Pour l’AIE, l’éolien offshore va devenir le pilier de la transition énergétique mondiale. https://www.lemondedelenergie.com/ aie-eolien-offshore-pilier-transition-energetique-mondiale/2019/11/05/ OECD (2010). Comparing Nuclear Accident Risks with Those from Other Energy Sources. https://www.oecd-nea.org/ndd/reports/2010/nea6861comparing-risks.pdf Offshore Wind Outlook (2019). Offshore Wind Outlook 2019. World Energy Outlook special report. https://www.iea.org/reports/ offshore-wind-outlook-2019

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29 Conclusions : l’Océan, un trésor en péril

Nous avons pu mettre en évidence de multiples corrélations entre des milliers de données scientifiques originales qui aboutissent à cinq constats essentiels : – Le rôle central de l’Océan dans les processus qui déterminent le climat et la vie sur Terre. – La dégradation avancée et méconnue du fonctionnement naturel de cet Océan par l’homme. – Le besoin de protection et de réhabilitation de ces immensités aquatiques. – Les potentiels producteurs et épurateurs limités par les pollutions et les carences en nutriments. – La révolution entraînée par les découvertes récentes et ses conséquences climatiques rendant obsolètes les données antérieures. Bien que les économistes aient évalué le capital représenté par les écosystèmes marins (Chapitre 13), leur valeur est infinie : « Si l’Océan meurt, nous mourrons » puisqu’il fournit aussi notre oxygène et absorbe du CO2. 379

Partie 4. Les solutions de l’Océan

Cela ne signifie pas que l’apocalypse est pour demain : les prophéties émises en 1970 par les premières assises écologistes du « Jour de la Terre » pour l’an 2000 concernaient la pénurie de pétrole, la généralisation des famines et la réduction de l’espérance de vie à 49 ans aux États-Unis, etc. Les limites de la croissance, édictées par le Club de Rome dans ces mêmes années 1970, annonçaient aussi la fin du pétrole et des métaux… En 2008, Al Gore, prix Nobel de la Paix 2007, annonçait la disparition totale de la calotte glacière estivale au pôle Nord dès 2013… Il subsistera toujours des limites fondamentales quant à la capacité des modèles et prévisions à envisager l’ensemble des évolutions à venir. Malgré ces fausses prédictions engendrées par un militantisme forcené et aveugle, ou les modélisations controversées du GIEC (Chapitre 5 ; 7), l’humanité a tant dégradé les continents, les mers et l’atmosphère, que s’interroger sur le bien-fondé d’une intervention pour essayer de les sauver est dépassé. Nous sommes maintenant contraints d’aider la Nature à restaurer son fonctionnement originel, d’autant plus que la majorité de l’économie globale est liée à la Nature. L’adaptation réduira notre vulnérabilté. On peut en retenir quelques conséquences et propositions déterminantes.

1. LES GRANDS ÉQUILIBRES DE LA PLANÈTE PROVIENNENT DE L’OCÉAN L’Océan est à la base de phénomènes planétaires qui rendent la planète habitable pour l’humanité. Les Chapitres 1 à 8 exposent ce rôle central dans les processus qui déterminent le climat : la nature chaotique de ces phénomènes répercute leur cascade de variabilité au travers du climat, de l’Océan et de la vie marine et terrestre : toute prévision climatique au-delà d’une quinzaine de jours en devient aléatoire. L’Océan, le climat, la vie sur notre planète sont imbriqués, mais imprévisibles. 380

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Conclusions : l’Océan, un trésor en péril

2. LE CO2, LES POLLUTIONS, LA SURPÊCHE MENACENT L’OCÉAN, LE CLIMAT, LA BIODIVERSITÉ La surpopulation, la pollution généralisée des terres, les rejets de CO2, de milliers de produits chimiques qui n’ont jamais été évalués et pourraient tuer sans qu’on le sache, la concentration des polluants par les chaînes alimentaires marines, les amas de plastiques dans les océans constituent une réalité terrifiante (Chapitre 11). Ce plastique se fragmente en infimes particules, s’infiltre dans le sol, les eaux océaniques et jusque dans notre sang ! Des risques non évalués s’y surajoutent, tel le soufre issu de l’agriculture (Hinckley et al., 2020) ; aucun groupement international d’experts de la pollution n’a pourtant été mis en place ! Quant à la surpêche, aux pêches illégales ou autres, elles concernent la majorité des stocks de poissons, mais les subventions étatiques continuent à alimenter cette jungle des océans (Chapitre 10 ; 3) ! La pêche industrielle a autant faussé la capture du carbone dans l’Océan que tout le reste du changement climatique anthropique : limiter la pêche devient l’objectif de la lutte contre ce changement (Chapitre 10 ; 3-11). Un peu plus de 15 000 scientifiques ont émis depuis 1992 plusieurs avertissements en déclarant que les problèmes de la surexploitation de la planète avaient empiré (Ripple et al., 2021). Basé sur des faits et non sur des modèles, ces avertissements sont à distinguer des prévisions du GIEC. Pour d’autres encore, les menaces qui pèsent sur la biosphère et toutes ses formes de vie sont si grandes qu’elles sont difficiles à appréhender, même pour des experts bien renseignés ; avec les campagnes de désinformation pour protéger les profits, aucun système politique ou économique ne serait capable de gérer les catastrophes prévues (Bradshaw et al., 2021). Et, tandis que l’Agence internationale de l’énergie appelle à des émissions de CO2 nulles, les projets des producteurs de charbon sont d’augmenter leur capacité de 30 % d’ici 2030, car beaucoup de pays n’ont pas d’autres solutions énergétiques. 381

Partie 4. Les solutions de l’Océan

L’élimination des gaz à effet de serre de l’atmosphère reste la première urgence climatique, mais six ans après la COP de Paris en 2015, les chiffres déclarés des émissions de 119 pays conduisent vers un réchauffement climatique catastrophique d’au moins 2,7 °C et non de 1,5 °C, d’ici la fin du siècle (United Nations Climate Change, 2021). Que faire, sinon nous adapter comme le propose Lomborg (2020) : « Les hommes se sont toujours adaptés depuis des millénaires à la nature et avec davantage de bien-être et de technologie, ce sera encore plus évident dans le futur. » En bref, nous devons nous impliquer dans la restauration de notre planète. Une évidence pourtant récusée par ceux qui prônent l’immobilisme et mêlent dogmatisme politique et écologique, tout en ignorant les réalités scientifiques.

3. DES POTENTIALITÉS RÉVOLUTIONNAIRES, BASÉES SUR DES SOLUTIONS NATURELLES Puisque l’on ne peut arrêter assez vite les émissions de CO2 et autres calamités, nous avons recherché les multiples possibilités d’agir qui existent déjà dans la nature : la fonction des forêts dans la fixation de ce gaz à effet de serre diminue, et les inexorables déforestations à des fins agricoles les transforment en fabriques de CO2 ; c’est notamment le cas en Amazonie (Gatti et al., 2021). La recapture du carbone par la végétation des continents ne peut pas constituer une solution suffisante. Toutes nos propositions sont donc basées sur les capacités insoupçonnées de l’Océan pour fixer ce CO2 à partir des données récentes de la Science (Chapitres 12 et 14). Ces potentialités nous ont permis de retenir les solutions exposées dans les Chapitres 24 à 27 : – Avec quelques milliardièmes de fer répandu dans les grands espaces océaniques, les microalgues ou plancton végétal qui les peuplent (95 % de leur biomasse) engendrent d’énormes proliférations s’étendant tout au long des chaînes alimentaires jusqu’aux poissons, en fixant le CO2 atmosphérique et en diminuant l’acidification des océans. Les potentialités des océans à absorber tout le gaz 382

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Conclusions : l’Océan, un trésor en péril

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carbonique excédentaire de l’atmosphère sont démontrées, ainsi que leurs capacités à régler le problème du réchauffement climatique constaté. Le rôle ignoré des sulfures a rendu obsolètes les données antérieures à 2019 et engendre une révolution (Chapitre 26 ; 4). Ce fer peut aussi être dispersé sous forme d’aérosols de fer dans l’atmosphère, puisque ce processus serait encore plus efficace que la dissolution directe du fer dans l’Océan (Chapitre 26 ; 4-3). Les grands gyres océaniques couvrant 40 % des océans en constituent les déserts. Ils peuvent être revitalisés en amenant en surface les eaux plus profondes et riches, pour engendrer une même prolifération de microalgues fixatrices de CO2 et productrices de vie marine (Chapitres 21 et 26). Les macroalgues marines grossissent 10 à 50 fois plus vite que les plantes terrestres et sont capables de fixer tout le CO2 superflu de l’atmosphère, d’inverser l’acidification des océans et d’absorber azote et phosphore, si l’on se décide à les cultiver en grand. Un pour cent de la surface des océans permettrait aussi de produire une quantité d’algues égale à celle des plantes cultivées sur terre et de nourrir l’humanité (Chapitre 18 et 25). La possibilité nouvelle de reproduire en écloserie de nombreuses espèces marines par milliards transforme les océans en un nouvel et immense espace de culture, comme l’agriculture il y a 10 000 ans. Algues, coquillages, oursins, crustacés, poissons y contribuent, soit des centaines d’espèces (Chapitres 20 et 25). Les plateaux continentaux deviennent les jardins de la mer. Les récifs artificiels proposent des habitats spécifiques à de nombreuses espèces, dont les algues et les filtreurs-épurateurs (moules, huîtres, corail, etc.) des eaux côtières (Chapitre 16). Ils multiplient des centaines de fois la biomasse vivante présente sur ces fonds, protègent la biodiversité autant que les côtes et constituent des sites d’activités humaines (Chapitres 24 et 25). Les dispositifs de concentration de poissons (DCP) pourraient être utilisés pour la restauration des eaux de la haute mer (Chapitre 17). 383

Partie 4. Les solutions de l’Océan

– Les filtreurs constituent des fonds vivants et filtrants, capables d’épurer les immenses volumes d’étangs, de baies, de rades, en quelques jours (Chapitre 22). – Les aires marines protégées exercent de multiples impacts significatifs à la fois sur la conservation et l’expansion de la vie marine (Chapitre 15), mais aussi sur les loisirs en offrant de nouveaux espaces (Chapitre 9). Leur extension à 30 % des océans, prévue pour 2030 par l’ONU, pourrait sauver la pêche. – Disséminés dans tous les océans sur les fonds abyssaux, les dizaines de milliers de monts sous-marins ou guyots offrent des surfaces aussi vastes qu’un continent pour implanter des activités humaines sur des profondeurs facilement accessibles (Chapitre 27). Ce simple inventaire ignore les synergies que leurs mises en œuvre simultanées autorisent : l’auto-organisation et l’auto-épuration des milieux aquatiques s’articulent avec les autres potentialités des microalgues et des macroalgues, celles des filtreurs, de la mise en mouvement des eaux pour s’ajouter aux contributions des écloseries ou des récifs artificiels. Les perspectives de la production de matière vivante dans les océans bouleversent le devenir des urgences climatiques, des pollutions, de la biodiversité, de la pêche…

4. DES MODALITÉS DE MISES EN ŒUVRE D’UN COÛT ACCESSIBLE Les solutions que nous proposons sont à la fois fondées sur la Nature, réversibles et facilement réalisables avec les outils techniques actuels (Chapitres 15 à 22), tandis que ces technologies progressent sans arrêt et permettent toujours plus. Ces interventions permettraient d’assurer la transition énergétique vers un monde décarboné et de diminuer la concentration des gaz atmosphériques à effet de serre. Sur le plan financier, la résolution des urgences écologiques et climatiques menaçant l’humanité est de l’ordre de quelques milliards ou dizaines de milliards de dollars ou d’euros. Transférer des financements existants (Chapitre 25 ; 13) ou accéder aux sources disponibles 384

URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Conclusions : l’Océan, un trésor en péril

(Chapitre 26 ; 7) constitue une possibilité immédiate, bien en deçà des milliers de milliards de dollars que brasse la finance mondiale. Les capitaux sont disponibles, les outils et les bonnes volontés aussi : les appels renouvelés des scientifiques peuvent donc être exaucés. Puisque les connexions entre eux manquent, comme constaté (Chapitre 1 ; 10 et 11), l’approche globale doit devenir le nouveau cadre de pensée. Espérons que tous les témoignages, les démonstrations et les faits que nous rapportons y contribueront ! Le seul plan français de relance post Covid-19 de 500 milliards d’€ veut faire la part belle à la transition écologique ; avec 11 millions de km2 de zones économiques exclusives marines, la place ne manque pas dans les eaux françaises ! Le monde de la mer offre à la France un potentiel d’industrialisation, de création d’emplois qui représente déjà 14 % du PIB de la France, soit près de 40 milliards d’€ dont la moitié pour le tourisme balnéaire. En évoquant les sommes « sans précédent » dépensées lors de la pandémie de la Covid-19, plus de 200 revues scientifiques médicales (BMJ, 2021) appellent à augmenter massivement les financements pour la protection de la planète.

5. LES CONSTATS RÉCENTS REMETTENT EN CAUSE BIEN DES DONNÉES ANTÉRIEURES Ce n’est pas le changement climatique qui est le plus grave, c’est sa rapidité, et nous restons des Homo sapiens, une espèce animale dépendante du climat. En 2015, l’Agenda 2030 de l’ONU (2015) a émis 17 recommandations pour 2030, dont son objectif 14 : conserver et exploiter de manière durable les océans, les mers et les ressources marines aux fins du développement durable. Rien n’a pourtant changé depuis ! Le rôle des volcans dans le climat était connu au travers de l’absorption du rayonnement solaire, mais pas dans leur séquestration du fer par les sulfures, à laquelle l’homme contribue aussi, ce qui oblige à reconsidérer toutes les données antérieures à 2019 (Chapitre 26 ; 8). 385

Partie 4. Les solutions de l’Océan

Les fonctions climatiques et écologiques des grands espaces océaniques en sont totalement bouleversées, réalités encore peu médiatisées (Hinckley et al., 2020 ; Bradshaw et al., 2021, Ming et al., 2021). Les faits s’imposent toujours : les fertilisations et les résurgences artificielles ont démontré leurs capacités ; elles deviennent les stratégies naturelles incontournables de la lutte planétaire contre le changement climatique et autres urgences écologiques dans les eaux internationales. D’autres interventions naturelles concernent le reste des eaux de la planète (Chapitres 24, 25 et 27). Lutter contre ce changement permettrait une lutte indirecte contre la Covid (Beyer et al., 2021) ! Les investissements dans la recherche et le développement pour la décarbonation y contribueront aussi. Créer les outils de gouvernance mondiaux nécessaires pour améliorer les fonctions naturelles des océans, des terres et de l’atmosphère, juste pour la survie de nos descendants, devient l’urgence capitale. Nous ne proposons pas de dominer notre environnement par des moyens techniques, mais une association durable basée sur la Nature, pour des avantages réciproques : une symbiose, donc une réussite. Résoudre les crises climatiques et écologiques exaucera aussi le vœu des Nations unies (UNESCO, 2020) : des océans - propres - sains et résilients*- productifs - prévisibles - sûrs - à la portée de tous inspirants, attrayants et au fonctionnement durable. Nos moyens actuels seront renforcés par les progrès technologiques, « ces germes du futur insensibles aux politiques », pour améliorer, enrichir, perfectionner et harmoniser notre intégration à la Nature. Nous avons trop longtemps oublié que nous lui appartenons.

BIBLIOGRAPHIE Agenda 2030 de l’ONU (2015). Objectif 14. Conserver et exploiter de manière durable les océans, les mers et les ressources marines aux fins du développement durable. https://www.agenda-2030.fr/odd/odd14-conserver-et-exploiter-de-maniere-durable-les-oceans-les-mers-et-les-ressources-marines

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URGENCES CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : LES SOLUTIONS DE L’OCÉAN

Conclusions : l’Océan, un trésor en péril

Beyer R M, Manica A, Mora C (2021). Shifts in global bat diversity suggest a possible role of climate change in the emergence of SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2. Science of The Total Environment, 2021; 145413. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.145413. BMJ 2021; 374. Climate crisis: Over 200 health journals urge world leaders to tackle “catastrophic harm”. DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n2177. Bradshaw CJA, Ehrlich PR, Beattie A, Ceballos G, Crist E, et al. (2021). Underestimating the Challenges of Avoiding a Ghastly Future. Front. Conserv. Sci., 1:615419. DOI: 10.3389/fcosc.2020.615419. Gatti LV, Basso L S, Miller J B, et al. (2021). Amazonia as a carbon source linked to deforestation and climate change. Nature, 595, 388-393. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03629-6 Global Energy Monitor / Oxpeckers Report | (2021). CoalMines_2021_ r4.pdf. https://globalenergymonitor.org/wp-content/uploads/2021/05/ CoalMines_2021_r4.pdf Hinckley ES, Crawford J T, Fakhraei H, et al. (2020). A shift in sulfur-cycle manipulation from atmospheric emissions to agricultural additions. Nat. Geosci. https://doi.org/10.1038/s41561-020-0620-3 Lomborg B (2020). False Alarm: How Climate Change Panic Costs Us Trillions, Hurts the Poor, and Fails to Fix the Planet. Basic Books, New-York. Ming T, de Richter R, Oeste F D, Tulip R, Caillol S (2021). A nature-based negative emissions technology able to remove atmospheric methane and other greenhouse gases, Atmospheric Pollution Research, 12 (5). https:// doi.org/10.1016/j.apr.2021.02.017. (libre accès) Ripple W J, Wolf C, Newsome T M, Gregg J W, Lenton T M, et al. (2021). World Scientists’ Warning of a Climate Emergency 2021, BioScience, biab079, https://doi.org/10.1093/biosci/biab079 (accès libre). UNESCO, 2020. The United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development (2021-2030). https://oceandecade.org/assets/ The_Science_We_Need_For_The_Ocean_We_Want.pdf United Nations Climate Change (2021). L’Accord de Paris et les Contributions déterminées au niveau national (NDC). https://unfccc. int/fr/processus-et-reunions/l-accord-de-paris/nationally-determinedcontributions-ndcs/contributions-determinees-au-niveau-nationalndcsUnited Nations

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aérobie : micro-organismes qui se développent en présence d’oxygène. aérosols : particules en suspension dans l’atmosphère, à l’exception des particules nuageuses. L’atmosphère en contient environ 3,3 Gt dont 90 % sont d’origine naturelle. Les dimensions vont de 0,002 µm à environ 100 µm de diamètre. anaérobie : concerne les micro-organismes qui se développent seulement dans un milieu dépourvu d’oxygène. anoxie : situation d’absence totale d’oxygène. Artémie : petit crustacé vivant dans les lacs salés, les lagunes et les marais salants. Artemia salina est le plus connu. autoécologie : relation d’un organisme particulier avec des facteurs de l’environnement particuliers (synonyme : écophysiologie). autotrophe : être vivant qui peut se développer à partir d’éléments minéraux. avalaison : migration des alevins de salmonidés de la rivière où ils sont nés vers la mer. bactérie : être vivant unicellulaire dépourvu de noyau (procaryote). benthique : localisé sur le fond, qui vit sur le fond. benthos : végétaux ou animaux vivant sur le fond. bioaccumulation : absorption de substances chimiques présentes dans l’environnement et leur concentration dans certains tissus par les organismes vivants.

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biocénose : communauté biologique ; ensemble des organismes vivants qui occupent une même aire géographique caractérisée par des conditions particulières. biodiversité : ensemble des milieux naturels et des formes de vie (plantes, animaux, êtres humains, champignons, bactéries, virus…) ainsi que toutes les relations et les interactions qui existent, d’une part, entre les organismes vivants eux-mêmes, et, d’autre part, entre ces organismes et leurs milieux de vie. Variété et variabilité des êtres vivants et des complexes écologiques dont ils font partie. C’est aussi un ensemble de ressources biologiques et génétiques, c’est notre capital biologique. biofilm : ensemble multicellulaire de micro-organismes (bactéries, microchampignons, microalgues ou protozoaires), adhérant entre eux et à une surface et sécrétant une matrice adhésive et protectrice. bioindicateur : organisme ou ensemble d’organismes qui « par référence à des variables biochimiques, cytologiques, physiologiques, éthologiques et écologiques permettent de façon pratique et sûre de caractériser l’état d’un écosystème et de mettre en évidence, aussi précisément que possible, leurs modifications, naturelles ou provoquées » (Blandin P., 1986). biomasse : masse totale de matière vivante animale et végétale présente dans un endroit donné, à un moment donné. Elle est le plus souvent exprimée en poids de matière sèche. blanchiment des coraux : décoloration due à l’expulsion des algues symbiotiques (température élevée, acidité), se traduisant par un dépérissement. bloom : prolifération importante et rapide d’algues ou de bactéries planctoniques. Ce terme anglais est synonyme d’efflorescence planctonique. bouchots : alignement de pieux de bois enfoncés dans le fond meuble, sur l’estran, pour l’élevage des moules. byssus : filaments sécrétés par une glande du pied, assurant la fixation de certains mollusques lamellibranches. chaîne alimentaire : suite de relations alimentaires existant entre les êtres vivants : chaque être vivant mange celui qui le précède. chaos déterministe : propriété de nombreux systèmes physiques qui, bien que régis par des lois d’évolution déterministes, deviennent imprévisibles au bout d’un temps relativement court (Larousse).

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ciguatera (ou « gratte ») : maladie humaine provoquée par l’absorption d’animaux marins (poissons surtout) qui concentrent les toxines issues de végétaux unicellulaires. Elle provoque des démangeaisons, des vomissements et des diarrhées. cilié : protozoaire unicellulaire caractérisé par la présence de cils vibratiles à sa surface. claire : bassin d’affinage et de verdissement des huîtres dans la zone ostréicole de Marennes-Oléron. coccolithophores : algues unicellulaires microscopiques recouvertes d’infimes plaques de calcite : les coccolithes. C organique ou carbone organique : carbone entrant dans la constitution des êtres vivants ; la matière sèche contient 40 à 50 % de carbone organique ; 1 kg de carbone (C) = 3,664 kg de dioxyde de carbone (CO2). CO2 : dioxyde de carbone ou gaz carbonique. commensalisme : association de deux individus d’espèce différente, sans nuisance pour le sujet hôte, et sans profits mutuels (symbiose). connectivité : désigne ce qu’une entité offre comme connexion à d’autres entités de son environnement. conservation : la conservation des ressources vivantes au service du développement durable a été définie en 1980 par l’Alliance mondiale pour la nature comme : « la gestion de l’utilisation par l’homme de la bio­sphère, de manière à ce que les générations actuelles tirent le maximum d’avantages des ressources vivantes tout en assurant leur pérennité pour pouvoir satisfaire aux besoins et aux aspirations des générations futures ». Cet organisme ajoute que l’objectif peut être atteint en maintenant les processus écologiques essentiels, en préservant la diversité génétique et en veillant à l’utilisation durable des espèces et des écosystèmes. convection : mouvement vertical complexe des eaux (ascension et descente des eaux). copépode : crustacés du plancton d’eau douce et de mer (20 µm à 6 mm) servant de nourriture à de nombreuses espèces et animaux les plus abondants de la planète. couche mélangée ou couche de mélange : couche superficielle des eaux marines, brassée par les vagues et les courants de surface. courant : en océanographie, déplacement de l’eau de mer caractérisé par une direction, une vitesse et un débit précis. cryptique (faune cryptique) : faune vivante cachée.

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daphnie : petit crustacé mesurant de un à quatre millimètres, du genre Daphnia, vivant dans les eaux douces et stagnantes. démersal : qui vit au-dessus, mais au voisinage du fond, ou en vue du fond. développement durable ou développement écologiquement durable : selon l’OCDE, c’est l’ensemble des activités et processus permettant d’assurer aujourd’hui les besoins de l’Homme et des autres espèces en préservant la biosphère pour qu’elle puisse demain répondre et pourvoir aux besoins raisonnablement prévisibles de l’Homme et de toutes les autres espèces. dinoflagellés ou péridiniens : catégorie d’êtres unicellulaires aquatiques (marins ou dulçaquicoles). disque de Secchi : dispositif permettant de mesurer la transparence d’une étendue d’eau. Il est constitué d’un disque d’une vingtaine de centimètres, partagé en quarts alternés noirs et blancs. Fixé au bout d’une corde et lesté, on le laisse descendre jusqu’à disparition, puis on note la longueur de la corde. Cette mesure est liée à la turbidité de l’eau. diversité biologique ou génétique : voir biodiversité. eaux rouges : coloration due à la densité très élevée de dinoflagellés ou de bactéries autotrophes dans l’eau. écologie : étude scientifique des interrelations des êtres vivants avec leur environnement ; étendue à l’étude des mécanismes et des processus qui expliquent la distribution et l’abondance des organismes. écosystème : ensemble d’espèces en interaction les unes avec les autres et avec leur milieu naturel. Un écosystème comprend un milieu naturel, les êtres vivants (animaux et végétaux) qui le composent, ainsi que toutes les relations qui existent au sein de ce système. écosystémique : écologique. écotone : zone intermédiaire entre deux écosystèmes. embryon : organisme en voie de développement ; c’est le stade de développement qui s’achève à l’éclosion de l’œuf chez les animaux marins. environnement : ensemble des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques dans lesquelles vit un organisme ; ce terme désigne aussi le cadre de vie de l’homme et ses interactions avec la nature. épibenthique : être fixé au fond, mais vivant en surélévation au-dessus du fond. épizootie : maladie épidémique qui frappe un grand nombre d’animaux.

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équivalent habitant : estimation de la quantité moyenne de polluants ou d’eau potable ou usée émise par un citadin. estran : espace littoral compris entre les plus hautes et les plus basses eaux. estuaire : masse d’eau côtière semi-fermée, reliée librement à la haute mer et dans laquelle l’eau de mer est mélangée à une quantité mesurable d’eau douce provenant du drainage continental. euphotique : couche superficielle des eaux recevant la lumière solaire où a lieu la photosynthèse. eutrophe : eau riche en matières nutritives. eutrophie : enrichissement naturel d’une eau en matières organiques en raison de la prolifération et de la dégradation des végétaux aquatiques. Se traduit par une tendance à l’anoxie. eutrophisation : accumulation des nutriments dans un milieu ou un habitat (terrestre ou aquatique). Concerne surtout azote et phosphore. fetch : longueur de la course du vent sur la mer. filière ou longue-ligne : installation d’élevage de mollusques ou d’algues caractérisée par un support linéaire longitudinal maintenu sur le fond, en surface ou en pleine eau par des amarrages, auquel sont attachées les structures d’élevage (capteurs, paniers, cordes, etc.). flagelle : filament mobile, organe locomoteur de protozoaires et du spermatozoïde. floculât : précipité sous forme de flocons ou flocs dans l’eau. forçage radiatif : changement du bilan radiatif (différence entre le rayonnement solaire entrant et le rayonnement infrarouge sortant de l’atmo­ sphère), dû à un changement d’un des facteurs d’évolution du climat tel que la concentration des gaz à effet de serre. S’exprime en W/m2. front : limite entre deux courants de direction différente. frustule : coque siliceuse en forme de boîte (couvercle et fond) des diatomées. guyot : mont sous-marin : ancien volcan sous-marin éteint. gyre : gigantesque tourbillon océanique. habitat : désigne l’ensemble des êtres vivants et de leurs interactions, et l’ensemble des éléments physiques ou chimiques (biotope). halieutique : science de la pêche.

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hétérotrophe : désigne un organisme incapable d’utiliser directement les éléments minéraux simples, ayant recours à la consommation de la matière organique pour ses besoins énergétiques. IFREMER : Institut français pour l’exploitation de la mer. inoculum : culture d’un organisme (algue, Rotifère) servant de point de départ à une autre culture. intertidal : qualifie l’espace côtier entre les limites extrêmes de la marée. kelp : diverses algues marines de grande taille. krill : crevettes pélagiques des eaux marines froides (4 à 5 cm de long). lagune : pièce d’eau salée ou saumâtre, reliée à la mer par des chenaux étroits ou graus, qui traversent le cordon littoral. larve : ce terme couvre le développement des animaux marins depuis l’éclosion de l’œuf jusqu’à la métamorphose en un juvénile semblable à l’adulte. longue-ligne : voir filière. lux : éclairement d’une surface recevant 1 lumen/mètre carré. L’éclairement d’un lieu public, d’une salle de lecture va de 300 à 600 lux ; en plein soleil, il dépasse 60 000 lux. M ou Molarité (mole/litre de solution) : une mole ou molécule-gramme d’eau (H2O) renferme 6,02.1023 molécules et « pèse » 18 g (poids moléculaire de l’oxygène 16, poids moléculaire de l’hydrogène 1), la mole de chlorure de sodium NaCl renferme 6,02.1023 ions Cl- et 6,02.1023 ions Na et « pèse » 58,5 g ; une solution molaire (1M) de NaCl contient donc 58,5 g de NaCl par litre. m (milli = millième) ; mg = milligramme, ml = millilitre, mm = millimètre, mM = millimole. µ (micro = millionième) ; µg = microgramme, µl = microlitre, µm = micromètre ou micron. macroalgues : algues visibles à l’œil nu. macrophyte : macroalgue. mangrove : étendue d’eau plus ou moins salée, caractérisée par la présence de palétuviers. mariculture : culture ou élevage d’organismes marins : aquaculture marine.

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marnage : amplitude de la marée. matière sèche : on admet que 8 à 10 g de matière vivante correspondent à 2,5 g de matière sèche. Celle-ci contient 40 % de carbone organique. matières en suspension (MES) : matières solides sous forme de particules de taille microscopique en suspension dans l’eau mésocosme : enceinte de volume supérieur à 10 m3 dans laquelle on reconstitue un écosystème ou une portion d’écosystème. métabolisme : ensemble des réactions chimiques de l’organisme. microalgues : algues de taille microscopique, invisibles à l’œil nu. multitrophique : se dit d’une aquaculture où les déchets d’un élevage sont utilisés par d’autres organismes pour leur croissance. Les aliments donnés aux poissons génèrent par exemple des déchets organiques et inorganiques qui seront utilisés par les mollusques et les plantes marines pour croître. naissain : juvéniles de mollusques bivalves entrés dans leur phase de vie fixée sur le fond. NAO : North Atlantic Oscillation ou Oscillation Nord Atlantique (ONA) : phénomène touchant le système climatique du nord de l’océan Atlantique. L’ONA décrit les variations du régime océan-atmosphère sur la région et se mesure comme la différence de pression atmosphérique entre l’anticyclone des Açores (mesurée à Lisbonne) et la dépression d’Islande (à Reykjavik). Ce cycle long de 20 à 25 ans a un effet systématique sur le climat. necton : animaux macroscopiques capables de déplacements importants dans les eaux. niche écologique : place occupée par une espèce au sein d’un écosystème, définie par son mode de nutrition et ses relations avec d’autres espèces. nutriment : corps simple pouvant être assimilé par un organisme sans qu’il y ait transformation digestive ; synonyme : sel nutritif et nutrient (en anglais). OCDE : Organisation de coopération et de développement économiques (2 Rue André Pascal, 75775 Paris Cedex 16, France). oligophotique : zone crépusculaire de l’océan (200 à 600 m de profondeur). oligotrophe : se dit d’un milieu aquatique dont les eaux contiennent peu de matières nutritives dissoutes (nutriments).

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organochlorés : composé de synthèse incluant du chlore ; utilisé comme solvant, pesticide (PCB et dioxines), insecticide, fongicide ou réfrigérant. pacage marin ou sea ranching : utilisation de la mer ouverte pour le repeuplement en juvéniles d’espèces animales utiles à l’homme. paradigme : cadre de pensée, point de vue. pélagique : qui vit en pleine eau (par opposition à benthique). piège écologique : habitat anormalement attractif, par rapport à sa valeur pour la survie et la reproduction, d’une espèce ou d’une communauté d’espèces. Il en résulte une « préférence contrainte » pour un habitat inadéquat, mais rendu faussement et artificiellement attrayant par l’homme (ex. : DCP). photosynthèse : ensemble des processus physiologiques qui permettent aux cellules chlorophylliennes de produire des molécules organiques glucidiques à partir de molécules de gaz carbonique et d’eau, sous l’effet de l’énergie lumineuse. phylum : ensemble biologique formé des individus d’une espèce ainsi que de ses ancêtres et de ses descendants. phytoplancton : plancton végétal ou microalgues. phytoplanctonophage : qui se nourrit de plancton végétal (microalgues ou phytoplancton). plancton : ensemble des organismes animaux ou végétaux peu mobiles (par opposition au necton), vivant en peine eau. planctonophage : qui se nourrit de plancton. planctonte : être vivant appartenant au plancton. poids humide : équivalent au poids à l’état frais ; 1 g de poids humide de matière organique représente 1 kcal environ en équivalent énergétique. poïkilotherme : animal dont la température interne suit celle du milieu dans lequel il se trouve. pollution marine (définition de l’Organisation des Nations unies) : introduction par l’homme dans le milieu marin ou dulçaquicole, directement ou indirectement, de substances ou d’énergie, ce qui entraîne des effets délétères tels que : dommage aux ressources biologiques, danger pour la santé humaine, entrave aux activités y compris la pêche, diminution de la qualité de l’eau du point de vue de son utilisation, et réduction des possibilités offertes dans le domaine des loisirs. ppb : partie par milliard ou 1×10–9.

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ppm : partie par million ou 1×10–6 (souvent comparable, mais non équivalent au milligramme par litre : mg/l). procaryote : organisme unicellulaire (bactérie, cyanophycée) qui ne possède pas de noyau. L’ADN est circulaire, généralement unique et regroupé dans un nucléoïde. Cette région contient le matériel génétique, mais n’est pas séparée du reste de la cellule. production : quantité de matière organique élaborée par une population ou un écosystème pendant une période donnée. productivité : capacité de production par unité de temps (souvent par an ou par jour). protiste : être vivant unicellulaire pourvu d’un noyau (e.g. eucaryote). pycnocline : strate de forte variation de la densité de la mer en fonction de la profondeur. En général, elle coïncide avec la thermocline. C’est une couche de grande stabilité, qui limite les mélanges verticaux et les échanges entre les couches profondes et la couche de mélange. recrutement : en halieutique, concerne l’effectif de chaque cohorte qui réussit à franchir avec succès les différents stades, œuf, larve juvénile, pour atteindre finalement la phase exploitée par la pêche et contribuer au renouvellement du stock ; cette fraction la plus jeune de la population s’intègre pour la première fois à l’ensemble des poissons accessibles à l’exploitation. réserve : zone marine au sein de laquelle la faune et la flore marine sont protégées. résilience : capacité de récupération ou de régénération d’un organisme ou d’une population. Aptitude d’un écosystème à se remettre plus ou moins vite d’une perturbation. Exemple : la reconstitution d’une forêt après un incendie. résurgence : mouvement ascendant des eaux de mer engendré par des phénomènes climatiques (terme anglais synonyme : upwelling). Rotifère : élément du plancton, élevé en écloserie pour nourrir les larves de poissons. sessile : animal benthique fixé au fond (contraire de vagile). seston : ensemble des organismes vivants et des particules en suspension dans l’eau ; le seston inclut donc le plancton.

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stratification : formation de couches horizontales distinctes au sein d’une masse d’eau. Sverdrup : unité de débit utilisée en océanographie : 1 Sv = 106 m3 s−1 (10 millions de mètres cubes par seconde). Tamback : bassins de terre, aménagés et gérés pour l’engraissement des poissons marins (Sud-Est asiatique). taux de transformation ou de conversion : quantité en kg d’aliment à distribuer pour obtenir un gain de poids de 1 kg. T 90 : désigne le temps au bout duquel 90 % des bactéries ont disparu dans un milieu donné. télémédiateur : substance chimique émise par une espèce dans l’eau et susceptible d’agir à distance sur le développement d’autres espèces. test ELISA : examen de laboratoire utilisé en immunologie pour détecter la présence d’un anticorps ou d’un antigène dans un échantillon. thermocline : strate de transition (d’épaisseur limitée) entre deux couches d’eau de température différente. thermohalin : qui concerne la salinité et la température de l’eau. thygmotactisme : déplacement d’un organisme vivant pour venir en contact avec un élément de son environnement et y rester longtemps (attirance du poisson pour les objets stationnaires dans leur environnement). touriste : selon l’Organisation mondiale du tourisme, on entend par touriste un visiteur temporaire qui passe au moins 24 heures dans une région visitée, soit à des fins de loisir, soit pour le travail. trophique : alimentaire. Unesco : United Nations Educational Scientific and Cultural Organization (7 place de Fontenoy, 75700 Paris). upwelling : voir résurgence. valli : étang du domaine privé, aménagé et géré pour l’engraissement extensif des poissons marins (le mot est italien, car ce type d’élevage est spécifique à l’Italie). valliculture : culture extensive des poissons dans les lagunes italiennes appelées vallis. vide de maille : dimension du côté du carré de la maille d’un filet de pêche ou d’un filet à plancton.

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viscosité : résistance d’un liquide à l’écoulement uniforme et sans turbulence. vitellus : réserves énergétiques utilisées par les embryons durant le développement embryonnaire. Il est produit par l’organisme maternel et s’accumule dans l’ovocyte au cours de l’ovogenèse. zone côtière : espace dans lequel l’environnement terrestre influence l’environnement marin ou lacustre et vice-versa (selon Carte, 1989). zone humide : terrains, exploités ou non, habituellement inondés ou gorgés d’eau douce, salée ou saumâtre, de façon permanente ou temporaire. zooplancton : plancton animal. zooplanctonophage : qui se nourrit de zooplancton.

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MOUVEMENTS DES EAUX ET STRATIFICATION

Figure 1 | Cette reconstitution des méandres et tourbillons du Gulf Stream est destinée « à utiliser le flux de données océaniques pour créer une simple expérience viscérale. » (Reproduit avec l’aimable autorisation du NASA Scientific Visualization Studio. Perpetual Ocean. Visualizations by Greg Shirah August 15, 2011.http://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/ details.cgi?aid=3827)

Figure 2 | Visualisation de la stratification des eaux : l’eau douce et tempérée d’une résurgence se déverse dans un étang salé aux eaux froides et turbides. L’eau douce surmonte l’eau salée et la différence de turbidité rend visible leur stratification. Source de Fondame à Salses, près de Perpignan.

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PLANCTON

Figure 3 | Le planctonte Emiliania huxleyi est recouvert de plaques calcaires (coccolithes). Diamètre 3 à 5 μm. Ils forment des blooms colorés sur des milliers de kilomètres carrés. Les coccolithes fossiles constituent la craie. (A R. Taylor. University of North Carolina Wilmington Microscopy Facility). © 2011 Taylor.PLoS Biol 9(6): ev09.i06. doi: 10.1371/ image.p- bio.v09.i06. Published: June 28, 2011.

Figure 4 | La cyanobactérie océanique Prochlorococcus observée par microscopie électronique en transmission (MET) ; diamètre ≈ 0,6 μm. Ces minuscules organismes fixent les 2⁄3 du carbone entrant dans les océans. Une goutte d’eau en contient des millions. Ils fournissent 1/5 de l’oxygène que nous respirons ! (W. K. Li, F. Partensky, Bedford Institute of Oceanography. Reproduit avec l’aimable autorisation de Chisholm S., Massachusetts Institute of Technology.)

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Figure 7 | Krill. Crevette planctonique d’une longueur de quatre à six centimètres. Constitue des essaims gigantesques dans les mers froides. (Reproduit avec l’aimable autorisation de C. Sardet / Chroniques du plancton)

Figure 5 | Diatomées en chaîne. Elles forment de longs filaments d’une trentaine de microns (μm) de diamètre. (Reproduit avec l’aimable autorisation de C. Sardet / Chroniques du plancton)

Figure 6 | Copépode vu de profil. La longueur des copépodes va de 0,5 à 5 mm environ. Leur abondance dans l’océan en fait les animaux les plus nombreux. (Reproduit avec l’aimable autorisation de C. Sardet / Chroniques du plancton)

Figure 8 | L’escargot planctonique ou ptéropode Atlanta (taille 2 cm) possède une coquille transparente. Son pied se déforme en deux ailes grâce auxquelles l’animal se déplace dans l’eau. Dans les eaux froides, les ptéropodes forment un maillon essentiel de la chaîne alimentaire (densité de quelques centaines de milliers d’individus par mètre cube). (Reproduit avec l’aimable autorisation de C. Sardet / Chroniques du plancton)

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BIODIVERSITÉ DES FONDS DURS

Figure 9 | Même dans les eaux abritées, les substrats meubles sont rarement propices à la vie marine : sur ce fond du lagon de Nouméa (Nouvelle-Calédonie), c’est une boîte de bière jetée là, à demi enfouie dans le sable, qui sert de support à ces pétoncles. Leur coquille est à son tour colonisée : la « crise du logement » est manifeste.

COMPÉTITION ENTRE ESPÈCES FIXÉES

Figure 10 | Cette bouée de 50 centimètres de diamètre, immergée en mer au mois de mai à cinq mètres de profondeur, a été colonisée par un naissain d’huîtres plates, au début du mois de juillet. Zone conchylicole de Sète-Marseillan, cliché réalisé en août.

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Figure 11 | La même bouée 10 mois plus tard : des larves de moules se sont fixées et ont grandi. Les huîtres sont étouffées dans cette lutte pour l’accès à la pleine eau ; les espèces se succèdent dans le temps et sont en compétition pour le substrat.

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AQUACULTURE

Figure 12 | Cage d’élevage de loup des Caraïbes en Martinique. Des chaînes servent de lest pour assurer la mise en forme de la cage. Le rassemblement de poissons sauvages est habituel sous les cages d‘aquaculture (Le Carbet, Martinique ; profondeur 12 m).

Figure 13 | Larve de dorade obtenue en écloserie, encore transparente à 16 millimètres de long. Le corps est beaucoup plus allongé que celui de l’adulte.

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RÉCIFS ARTIFICIELS

Figure 14 | Ponte de calmar à l’intérieur d’une buse immergée.

Figure 15 | Le homard Homarus vulgaris utilise aussi ce refuge (Marseillan, profondeur treize mètres).

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Figure 16 | L’abondance de poissons sur les récifs artificiels est parfois impressionnante, mais discrète. La vue n’est que partielle sur les milliers de sardes grises (Lutjanus griseus) qui encerclent ce récif artificiel constitué de blocs de roches en Martinique. Les apercevoir dans cette eau troublée est impossible en scaphandre, elles fuient le moindre bruit. L’utilisation de l’apnée s’impose pour déceler leur présence (Martinique, profondeur 8 m).

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DISPOSITIFS DE CONCENTRATION DE POISSONS (DCP)

Figure 17 | Les méduses constituent un DCP naturel pour les juvéniles de poissons (Méditerranée).

Figure 18 | DCP ancré sur un fond de 2 000 m au large de la Martinique. Noter la transparence de l’eau bleue du large.

Figure 19 | En eau côtière plus turbide l’amarrage s’est couvert d’algues et d’invertébrés. Cette structure rassemble aussi les poissons. Côte Caraïbe de la Martinique, profondeur 3 m.

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LES MERVEILLES DE LA MER

Figure 20 | Les thonidés se déplacent en banc, ce qui facilite leur capture. Ici la pélamide Sarda sarda, aussi appelée bonite à dos rayé, en Méditerranée (Tunisie).

Figure 21 | Surpêché et rare, toujours utilisé en bijouterie, le corail rouge Corallium rubrum étale les bras de ses polypes blancs pour filtrer le plancton nourricier. Sur d’autres branches, les polypes rétractés dévoilent le squelette. Côte vermeille (profondeur > 60 mètres).

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