Comment des « avalanches » sous‑marines transportent les plastiques jusqu’aux abysses
Les déchets plastiques sont omniprésents dans l’environnement marin, avec des impacts écologiques et sanitaires préoccupants. Cette problématique est de plus en plus médiatisée : les images de continents flottants de plastiques sur les océans du globe, obtenues lors de campagnes océanographiques associées à des actions de dissémination scientifique de grande ampleur (la mission Tara Microplastiques ou l’expédition Septième Continent, par exemple), ont marqué les esprits..
Les plastiques flottant à la surface des océans ne représentent qu’une infime partie de la pollution plastique totale. La majorité des déchets plastiques, injectés par les rivières, les zones côtières ou les navires, disparaissent de la surface. Leur devenir était jusqu’ici mal compris. Une partie de ces plastiques est transportée vers les fonds marins par des mécanismes encore peu étudiés, comme les courants sous-marins. Cette masse manquante soulève des questions sur leur impact écologique et leur répartition dans les écosystèmes marins et terrestres. Les chercheurs Yvan Dossmann et Mario Humbert, respectivement enseignant-chercheur et doctorant en mécanique des fluides à l’Université de Lorraine, explorent ce phénomène à travers des études sur les écoulements sous-marins.
Dans les zones côtières, notamment près des estuaires, se produisent des courants de turbidité, des écoulements sédimentaires comparables à des avalanches sous-marines. Ces courants, pouvant atteindre 20 km/h, transportent des masses de matière mille fois plus denses que l’air et s’étendent sur des centaines de kilomètres. Ils sont déclenchés par des perturbations comme des glissements de terrain ou des crues de rivières. Leur rôle est double : ils creusent des canyons sous-marins et déposent des couches sédimentaires appelées turbidites. Ces courants jouent aussi un rôle écologique en convoyant oxygène et nutriments vers les profondeurs océaniques. Leur étude en laboratoire et par simulations numériques permet de mieux comprendre leur dynamique et leurs impacts.
Les courants de turbidité agissent comme des autoroutes pour les microplastiques, transportant ces particules jusqu’à des profondeurs dépassant 3 000 mètres. Une étude menée en 2025 dans le canyon de Whittard, à 300 km des côtes britanniques, a confirmé ce phénomène. Les prélèvements ont révélé que ces courants trient naturellement les microplastiques selon leur forme : les fibres textiles allongées sont piégées à des profondeurs différentes des particules rigides. Cette découverte remet en cause l’hypothèse selon laquelle les plastiques couleraient verticalement après un transport en surface. Les zones enrichies en microplastiques coïncident souvent avec les routes principales des courants profonds.
Pour étudier le transport des microplastiques par les courants de turbidité, des expériences ont été menées au Laboratoire énergies et mécanique théorique et appliquée (LEMTA) de l’Université de Lorraine et au Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon. Ces expériences visent à suivre les trajectoires de particules plastiques dans un courant de turbidité modèle. Les résultats montrent que la dynamique tourbillonnaire de l’écoulement influence fortement le déplacement des particules. Ces travaux aident à comprendre comment les microplastiques s’accumulent dans des zones riches en biodiversité, exposant ces écosystèmes à une pollution accrue. Les courants de turbidité transportent aussi des nutriments essentiels aux grands fonds, ce qui complexifie leur rôle écologique.
Les grands fonds marins, longtemps considérés comme isolés, sont aujourd’hui reconnus comme des réceptacles majeurs de la pollution plastique. Les microplastiques transportés par les courants de turbidité s’accumulent dans des zones riches en biodiversité, augmentant leur exposition à cette pollution. Ce mécanisme pourrait faciliter le transfert des microplastiques le long de la *chaîne alimentaire*, jusqu’aux espèces consommées par l’homme. Cependant, les répercussions sanitaires de cette exposition restent encore mal connues. Comprendre la physique de ces courants est devenu essentiel pour anticiper le devenir des plastiques dans l’océan et protéger ces écosystèmes encore largement inexplorés. Des techniques récentes permettent enfin de cartographier ces fonds marins, révélant l’ampleur de cette pollution.
