L’accumulation de microplastiques dans les milieux aquatiques suscite une préoccupation mondiale. À travers une étude menée par des scientifiques argentins, l’impact des courants et des vents sur le déplacement des microplastiques dans l’estuaire du Río de la Plata a été mis en évidence. La modélisation de la dispersion de ces polluants contribue à une meilleure compréhension de leur dynamique, essentielle pour élaborer des mesures visant à réduire leur présence dans les écosystèmes aquatiques.
Par Laurie Henry
Un estuaire anthropisé comme cas d’étude
Les microplastiques, particules inférieures à 5 mm issues de la fragmentation des plastiques, représentent une menace environnementale majeure, infiltrant les écosystèmes aquatiques et terrestres à l’échelle planétaire. Leur présence omniprésente, soulève des inquiétudes quant aux conséquences écologiques et sanitaires, notamment en raison de leur capacité à absorber et transporter des substances toxiques.
Zone d’étude. © A. E. Schicchi et al., 2023
Parmi les zones particulièrement affectées, l’estuaire du Río de la Plata se distingue. Situé à la frontière entre l’Argentine et l’Uruguay, cet estuaire est l’un des plus grands d’Amérique du Sud et joue un rôle crucial tant sur le plan écologique qu’économique. Caractérisé par une forte activité humaine le long de ses rives, il est particulièrement vulnérable à la pollution par les microplastiques. Dans ce contexte, l’estuaire du Río de la Plata devient un terrain d’étude privilégié pour comprendre les mécanismes de transport et de dispersion de ce fléau.
Modélisation numérique du transport des microplastiques
Publiée dans le Journal of Marine Science and Engineering, une étude scientifique menée par Alejandra Elisei Schicchi du National Institute of Industrial Technology (Buenos Aires) examine comment les courants de l’estuaire, les vents et les propriétés morphologiques des microplastiques influencent leur trajet.
L’équipe a mis au point des modèles de simulation numérique avancés pour cartographier le parcours des microplastiques (MPs) dans cette zone critique. Ces simulations, une première pour la région, ont intégré des données hydrodynamiques précises telles que les courants et les marées, ainsi que des variables atmosphériques, notamment la direction et la force des vents.
L’analyse A. E. Schicchi et al., 2023 a révélé que les courants de l’estuaire, influencés par sa topographie unique et les apports fluviaux, jouent un rôle prépondérant dans la dispersion des MPs. Le flux moyen de l’estuaire est estimé à 23 200 m³/s avec des pics pouvant atteindre 90 000 m³/s, ce qui montre l’importance des fleuves et des rivières dans le transport des particules. Les simulations ont montré que les variations dans la taille des MPs affectent significativement leur trajectoire, les particules plus petites étant plus susceptibles d’être emportées par les courants de surface, tandis que les plus grandes peuvent s’enfoncer et suivre des parcours différents.
Trajectoires des MP : (a) débit continental ; (b) débit continental + marées ; (c) débit continental + marées + vents ; (d) débit + marées + vents + vagues. Le « x » indique l’emplacement de libération et le point rouge indique la position finale. © A. E. Schicchi et al., 2023
Le vent s’est avéré être un facteur déterminant, capable de modifier la direction et la vitesse de déplacement des MPs. Les résultats ont indiqué que les vents dominants, pouvant changer rapidement de direction et d’intensité dans la région, ont un impact direct sur la dispersion des MPs, les poussant vers des zones qui ne seraient pas affectées uniquement par les courants d’eau.
Interactions complexes entre les conditions environnementales et MPs
Ces découvertes soulignent l’interaction complexe entre les propriétés physiques des MPs, comme leur flottabilité et leur taille, et les dynamiques environnementales de l’estuaire. Les simulations numériques ont démontré que, contrairement à la morphologie des MPs (leur forme), c’est la taille des particules qui influence le plus leur trajectoire à travers l’estuaire.
(a) Mouvement vertical pour MP en longitude, (b) en latitude. Tous deux avec une morphologie de sphère de 150 μm (bleu), de sphère de 10 μm (vert), de cylindre de 150 à 3 000 μm (jaune) et de cylindre de 10 à 200 μm (rouge), flottant (cyan). © A. E. Schicchi et al., 2023
En d’autres termes, que les MPs soient ronds, allongés, ou de toute autre forme, c’est leur taille qui détermine principalement leur trajet dans l’estuaire. Cela s’explique par le fait que les courants d’eau et le vent ont moins d’effet sur les particules plus grandes, qui sont donc moins susceptibles d’être entraînées loin de leur point d’origine. En conséquence, ces particules plus grandes ont tendance à s’accumuler dans des zones spécifiques de l’estuaire où les conditions de mouvement de l’eau et de l’air les affectent moins. Les particules de moins de 1 mm de diamètre ont montré une dispersion nettement plus large.
Cela signifie que dans l’estuaire, il pourrait y avoir des « points chauds » où les microplastiques plus grands s’accumulent, potentiellement en raison de la présence de courants plus faibles, de zones abritées du vent, ou d’autres caractéristiques hydrodynamiques spécifiques à ces régions.
Défis et perspectives futures pour les microplastiques
Les résultats obtenus par l’équipe de recherche marquent un tournant dans notre compréhension de la manière dont ces particules se déplacent et s’accumulent dans des zones spécifiques. En identifiant les facteurs clés qui influencent la trajectoire des microplastiques tels que les courants, le vent et les caractéristiques physiques des particules, les chercheurs ont jeté les bases pour développer des stratégies plus efficaces de gestion de cette pollution.
Ces stratégies pourraient inclure la mise en place de barrières physiques dans des zones stratégiques pour intercepter les microplastiques avant qu’ils n’atteignent des habitats sensibles, ou encore l’adaptation des pratiques de gestion des déchets pour réduire les sources de pollution à la base. De plus, ces connaissances permettent d’envisager des campagnes de sensibilisation ciblées, visant à réduire l’utilisation des plastiques et à promouvoir des alternatives durables auprès des communautés riveraines et des industries concernées.
Cependant, cette étude souligne également l’importance de continuer les recherches dans ce domaine. L’affinement des modèles de simulation existants et l’intégration de nouvelles données environnementales et sur les microplastiques eux-mêmes sont cruciaux pour améliorer la précision des prédictions sur la dispersion des microplastiques.
Cela comprend la prise en compte de facteurs tels que les variations saisonnières des courants et des vents, les différents types de microplastiques et leur degré de biodégradation, ainsi que les interactions avec la faune marine. En améliorant notre compréhension de ces dynamiques complexes, il sera possible de concevoir des interventions plus ciblées et efficaces, capables de réduire significativement l’impact des microplastiques sur les écosystèmes marins.