Un modèle mathématique pour prédire le mouvement des microplastiques dans l’océan

Selon un rapport de la fondation Ellen MacArthur, bien que 80 % des fuites de plastiques dans l’environnement viennent d’Asie faute de systèmes de collecte efficaces, l’Europe et les États-Unis laissent échapper 170 000 tonnes par an de plastique dans les océans, malgré des systèmes de collecte avancés. Réduire de manière drastique les fuites de plastiques vers les systèmes naturels est ainsi un enjeu mondial majeur.

Un mouvement oscillatoire

Si des études ont déjà démontré par le passé que l’encrassement biologique (biofouling) des particules microplastiques par des algues provoquait un déplacement par oscillations sous la surface des océans, cette étude est la première à identifier les processus fondamentaux qui gouvernent les trajectoires.

D’après les travaux publiés en open access dans le journal Limnology And Oceanography, en faisant varier quatre paramètres, les chercheurs ont pu mettre en évidence les principaux facteurs influençant la dynamique du système.

Ils ont ainsi découvert que les propriétés des particules plastiques sont le facteur déterminant la période et les caractéristiques du profil d’oscillation et que la dynamique des populations d’algues détermine la profondeur maximum atteinte.

Par ailleurs, les particules les plus petites semblent être extrêmement sensibles à l’adhérence et à la croissance de cellules alguaires, probablement parce qu’elles sont toujours submergées à des profondeurs qui reçoivent suffisamment de lumière pour que la photosynthèse ait lieu.

Les modèles mathématiques pour mieux comprendre la pollution marine

Les équipes de chercheurs de l’Université de Newcastle n’en sont pas à leur coup d’essai. En 2018, Alethea Mountford, alors étudiante en doctorat, présentait les résultats d’un autre modèle, fonctionnant à partir de la connaissance des principales sources de pollution plastique dans le monde, de leur aptitude à flotter et des courants océaniques.

Les résultats obtenus suggéraient alors l’existence de zones concentrant de grandes quantités de plastiques dans les couches océaniques profondes ainsi que la présence probable d’une plaque de déchets flottant dans le golfe de Guinée. Pire encore, ce modèle donnait alors un chiffre édifiant : 99,99 % du plastique des océans est caché sous la surface et 36 millions de tonnes sont déposées chaque année dans le fond des océans, sous forme de sédiments.

Alors que 90 % des débris plastiques présents en surface sont des microplastiques (taille inférieure à 5 mm), cette nouvelle étude vient donc éclairer un peu plus notre compréhension de ce phénomène extrêmement inquiétant.