Patrick Deixonne et son équipage sont partis à la recherche du continent de plastique dans l’océan Pacifique. Au printemps 2009, alors qu’il traverse l’Atlantique à la rame et en solitaire, l’explorateur Patrick Deixonne croise, au milieu de l’océan, des dizaines de déchets plastiques flottants. Une rencontre marquante pour ce navigateur chevronné passionné des milieux marins. « J ’ai vu tout ces morceaux de plastiques et je me suis demandé où tout cela allait ? » explique-t-il. Après pas mal de recherches, le Guyanais découvre que ces résidus de produits de consommation courants se concentrent dans les zones subtropicales des océans.

« Aller sur place pour témoigner »

Deixonne murit alors l’idée de l’expédition 7e Continent, afin d’ « aller sur place et de témoigner de ce drame écologique méconnu. » Si les scientifiques connaissent le phénomène, peu de données existent, et encore moins les témoignages ou les images qui pourraient alerter l’opinion publique. Pourtant, sur les quelques 300 millions de tonnes de plastique produites chaque année sur la planète, on estime que 10 % finissent dans les océans…
Dans les régions subtropicales, les courants circulent en cercle en formant des gyres océaniques. Ces tourbillons agissent comme de véritables aspirateurs entraînant peu à peu les déchets dans leur centre sous l’effet de la rotation de la terre. Dans le Pacifique nord, cette manifestation semble être la plus importante, à tel point qu’elle a été surnommée le 7e Continent, notamment parce que sa taille est estimée à 6 fois la France, sans aucune certitude. De rares expéditions américaines ont documenté le phénomène, mais les données manquent et rendent son impact invisible aux yeux de la planète.

Viser le coeur du vortex

Deixonne monte alors son projet par le biais de l’association Ocean scientific logistic (OSL) qu’il dirige : il veut donner l’alerte et attirer l’attention du grand public mais aussi des scientifiques encore peu nombreux à travailler sur la question.
Et pour être crédible, l’explorateur décide de se rendre sur place afin d’être les « yeux des citoyens ». L’objectif est donc de viser le cœur du gyre du nord-est Pacifique pour espérer mettre la main sur ces déchets. Pas facile, car dans le milieu océanique, les plastiques sont dégradés par le rayonnement solaire et les vagues ; arrivés au centre du vortex, la plupart ne mesurent plus que quelques millimètres, et sont invisibles car ils flottent sous la surface de l’eau. à ce jour, les satellites sont encore incapables de les localiser. En 2012, la première expédition avorte, victime de la malédiction du plastique : son navire est victime d’avaries après une rencontre avec des déchets flottants. La deuxième tentative sera la bonne.
Avec l’aide de ses partenaires – le Centre national d’études spatiales (Cnes), MyOcean et Mercator Océan, le centre français d’analyse et de prévision océaniques – Deixonne va se faire « tracer la route » vers cette pollution quasi-invisble. à partir des modèles de Mercator, le CNES caractérise les zones de fortes concentrations de plastiques, localisées par les expéditions passées de l’association américaine Algalita. L’étude montre que ces zones se distinguent, entre autres, par des courants convergents et une variation de hauteur de mer positive, correspondant à une « bosse ». La route est ainsi dessinée.
Avec un microbudget, l’équipe affrète un voilier de 12 mètres auprès du Yacht Club d’Oceanside (Californie) et se rend sur place, guidé par des satellites notamment opéré par le Cnes. à bord, des manipulations scientifiques accompagnent cette exploration. Car si on connaît relativement bien les impacts directs des plastiques sur le milieu marin – comme les captures accidentelles ou l’obstruction du système digestif de certains animaux – on connaît moins les impacts indirects, liés à leurs propriétés chimiques.

Des outils pour caractériser la pollution

Un certain nombre de polluants, comme le bisphénol A, rentrent dans la composition du plastique et ce dernier a aussi la propriété d’adsorber les polluants organiques (hydrocarbures, phtalates ; DDT et ses dérivés…) présents, par exemple, dans un milieu côtier pollué. Une fois au large, au fur et à mesure de leur dégradation, les plastiques vont relarguer ces toxines, amenant une pollution nouvelle dans des milieux jusqu’ici préservés. En outre, ils peuvent être consommés par des animaux marins et relarguer leurs polluants dans ces organismes, ce qui peut donner lieu à des intoxications au fil de la chaîne alimentaire.
C’est sur cette problématique, encore très peu documentée, que la mission 7e Continent a concentré ses efforts. Lors du trajet aller en direction du cœur du gyre, au mois de mai, un filet à plancton (appelé filet Manta en référence à ses deux ailes de « raie » lui assurant un maintien optimal à la surface de l’océan) a été mis à l’eau pour échantillonner le microplastique présent. Les échantillons prélevés sont aujourd’hui analysés par les écoles partenaires du projet accompagnées d’un biologiste : type de plastique et de plancton, taille, densité, poids… tout sera passé au crible. L’équipe a également utilisé les capteurs de polluants du laboratoire des IMRCP de l’Université de Toulouse. Baptisés « bobis » (les petits Bob l’éponge), qui agissent comme des petites éponges en concentrant les polluants organiques. L’équipé a aussi utilisé ces capteurs pour concentrer les toxines présentes dans la chair des poissons capturés durant l’expédition en mer. Depuis le retour des explorateurs, les capteurs ont été envoyés à leur laboratoire d’origine où ils sont analysés par spectrométrie de masse.

Ce n’est qu’après 8 jours d’une navigation éprouvante dans le Pacifique que l’équipe du 7e Continent découvre, enfin ( !), dans ses prélèvement ces fameux microplastiques. Discrets, sous la surface de l’océan, des concentration de microdéchets sous forme de soupe apparaissent dans les mains de Patrick Deixonne. Les macrodéchets (morceau de plastique de plus de 30 cm), eux aussi, apparaissent ça et là : des chaussures, des bouées de pêcheurs, etc… La Pollution est bien au rendez-vous du centre du gyre. Le but est atteint, le gyre, et sa route d’accès est parfaitement localisée, la pollution caractérisée et, plus encore, l’opinion publique sensibilisée tant l’équipe a su bénéficier d’une médiatisation importante.
Rien n’est terminé, toutefois. Sur sa route, l’équipe a déposé des bouées dérivantes de la NOAA, l’organisme public de recherche marine américain, afin d’étudier les courants dans ce gyre. La bouée Gyroplastic, développée par des élevés ingénieurs de l’ICAM dans le cadre du volet ArgoTechno, d’ARGONAUTICA, aurait dû permettre d’évaluer la quantité de plastique entre la surface et 30 m de profondeur et la concentration relative entre le plastique et le plancton.. Elle n’a malheureusement pas fonctionné. L’expérience accumulée reste déterminante, toutefois, pour les prochaines expéditions. Non content de son succès, Patrick Deixonne compte bien remettre le couvert, dans le Nord de l’Atlantique, cette fois, où le même phénomène se produit.

Texte par la rédaction de Une saison en Guyane
Journal de bord par Claire Pusineri , Soizic Lardeux et Patrick Deixonne
Photos de Soïzic Lardeux
Illustration Joub

 

Parcours de l'expé

 

Carnet de bord

Mardi 21 mai, 15h.
Enfin, après plusieurs jours de préparation, nous quittons le port d’Oceanside, au sud-ouest de la Californie. Malheureusement la fenêtre météo est mauvaise et nous nous arrêtons à l’île de Catalina, pour ne reprendre notre route que le 23 mai au matin.

Dimanche 26 mai.
4 jours que nous avons quitté Catalina ; 4 jours de mauvais temps ! L’ambiance à bord reste bonne malgré les conditions difficiles et les quarts de nuit dans les embruns. Aujourd’hui nous avons largués une nouvelle bouée dérivante de la NOAA qui permettra d’améliorer la connaissance des courants avant l’anticyclone du gyre. Demain, nous nous trouverons aux portes du 7e Continent.

Lundi 27 mai au matin.
Petite accalmie météo et première station de prélèvements témoins avant notre entrée dans le gyre. Nous larguons aussi une bouée de la NOAA et, à une vitesse à 2 nœuds, plongeons les « bobis » dans l’eau. C’est ensuite au tour de la bouée Gyroplastic et du filet Manta : une belle guirlande traine derrière le bateau ! Aucun microplastique. Aucun macrodéchet.

Mercredi 29 mai.
Nous sommes dans le courant du gyre, enfin et larguons une bouée dérivante ainsi que notre matériel de prélèvement. Résultat ? Lorsque nous dévissons le bouchon du filet, l’équipe s’exclame : « Du plastique ! » Joie du chercheur, mais triste réalité  : si on ne peut pas marcher sur le 7e Continent, la pollution est bien là, insidieuse. Dans le gyre, les macrodéchets sont eux aussi bien présents : en 3h, 3 bouées, un bout, une bouteille en plastique et plusieurs petits morceaux de polystyrène sont observés. Des photos satellites sont prises au-dessus de notre bateau. Nous apprenons le soir qu’un signal inconnu y a été détecté. Peut-être est-il lié à la pollution plastique ? Nous ne le saurons que dans quelques mois lorsque les données seront analysées, mais en attendant, nous avons rempli un de nos objectifs : attiser la curiosité des scientifiques !

Jeudi 30 mai.
Le voyage touche à sa fin, nous sommes à la latitude 30° N et à la longitude 134° W. Depuis cette nuit l’atmosphère est étrange dans ce lieu proche du centre du gyre : peu de vent à la direction variable et du brouillard. Nous apprenons par le CNES que la bouée Gyroplastic n’a pas émis de signal la veille. Impossible de la réparer sur place. Nous effectuerons la station sans elle, hélas. Pas de surprise, le filet est rempli de microplastiques. Le chemin du retour s’annonce. Mission réussie, mais la consternation est grande.

 

Modéliser l’océan, pourquoi faire? 

L’océanographie opérationnelle permet de décrire et prévoir l’océan en temps réel, sur tout le globe et à toutes les profondeurs. L’information disponible, via des cartes ou produits numériques, comprend divers paramètres : salinité, température, direction et vitesse des courants, hauteur de mer, vitesse verticale, etc. Les domaines d’applications sont variés : compréhension du climat, pollution marine, qualité de l’eau, offshore, routage maritime, environnement, protection des côtes, énergies renouvelables…
Le système opérationnel d’analyses et de prévisions océaniques développé à Mercator Océan est basé sur un modèle d’océan, c‘est-à-dire une représentation simplifiée de l’ensemble des processus physiques et biogéochimiques de l’océan et de ses interfaces avec l’atmosphère et les continents. Ce modèle repose sur des lois physiques de la mécanique des fluides discrétisées en équations informatiques. Pour cela, l’océan est découpé en milliers de « boîtes », de la surface au fond, et chaque boîte représente un certain volume dans lequel les équations sont calculées. Partant d’un état initial, les valeurs de chaque boite sont calculées toutes les 6 minutes. Ainsi, plus la grille est fine plus le nombre de calculs à effectuer à chaque pas de temps est élevé. De tels calculs nécessitent l’usage de supercalculateurs. En outre, l’assimilation de données permet de « contraindre » le modèle par des observations océaniques spatiales et in-situ (bouées, flotteurs…).
La modélisation océanique opérationnelle, opérée à Mercator Océan, a donc pour objectif de proposer la meilleure approximation de la réalité de l’océan et de mieux le comprendre avec des simulations sur des séries temporelles passées et des prévisions.
Dans le cadre de l’expédition 7e continent, Mercator Océan a élaboré notamment des cartes de courants de surface issues du modèle global réactualisé quotidiennement. Ces cartes ont permis au routeur du CNES de repérer et d’indiquer à l’équipage les tourbillons correspondant à des zones de convergence des courants susceptibles de concentrer les déchets en suspension.
Texte de Cécile Thomas-Courcoux,
Mercator Océan

 

Des données satellites pourvoir le 7e Continent ?

Bien qu’on lise habituellement que l’on ne peut visualiser l’étendue des plaques de déchets du GPGP (Great Pacific Garbage Patch) depuis l’espace, nous avons décidé de le vérifier à l’occasion de l’Expédition 7e Continent. Cette décision a été conforté par une discussion avec l’astronaute Jean-François Clervoy qui déclare « avoir vu [depuis l’ISS1] de grandes zones plus sombres qui pourraient correspondre aux plaques de déchets ».
Grâce à une collaboration avec une équipe de l’Institute of Environmental Engineering de Zürich (qui s’intéresse également à la problématique du GPGP et souhaitait profiter des observations réalisées au sol par l’Expédition 7e Continent), il a été possible d’obtenir des images radars du satellite allemand TerraSAR-X, en plus des images de Pléiades, le satellite d’observation du CNES.
Les radars d’imagerie SAR2 sont des instruments actifs, qui émettent une onde et mesurent le signal rétrodiffusé vers le radar par la cible. Ils sont utilisés pour acquérir des grandes images à haute résolution de la surface terrestre. Les applications sont nombreuses (la géologie, les glaces, les océans…). Ces capteurs ont l’avantage de pouvoir fonctionner de jour comme de nuit et dans quasiment toutes les situations météorologiques à la différence des capteurs optiques, comme ceux de Pléiades, qui fonctionnent dans le visible et sont affectés par une couverture nuageuse éventuelle.
Ces 2 types d’images sont donc complémentaires et pourraient permettre de vérifier si les zones dans lesquelles l’expédition a observé une accumulation de déchets, correspondent aux formes visibles sur les images, des structures régulières quasi-circulaires ou elliptiques, d’une dimension de 10 à 80 km.
Les images sont actuellement en cours d’interprétation. On espère qu’elles pourront révéler si ces structures sont liées ou non à des modifications de la topographie des océans, générées par des tourbillons qui auraient piégé des déchets plastiques…
Texte de De Staerke Danielle – CNES

1ISS : International Space Station (station spatiale internationale)
2SAR : Synthetic Aperture Radar (radar à synthèse d’ouverture)