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Les algues bleues se développent principalement par beau temps
Le lac de retenue au cœur du parc naturel de la Haute-Sûre sert non seulement de réservoir d’eau potable et à la production d’énergie électrique, mais aussi à la baignade. Depuis quelques années, le plaisir de la baignade y est pourtant de plus en plus souvent contrarié par des tapis d’algues bleues qui y prolifèrent. Si la concentration en cyanobactéries à la couleur vert vif y est trop élevée, la baignade dans le lac devient alors interdite. Une équipe du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) surveille en continu le développement des algues bleues dans le milieu aquatique. Le microbiologiste Christian Penny est l’un de ces chercheurs.
Christian, tu consacres ta recherche aux algues bleues et à leur propagation croissante dans les milieux aquatiques. En quoi cette évolution est-elle problématique ?
En fait, ce qui est assez insolite, c’est que sans les algues bleues, nous n’existerions pas. Ce sont en effet elles qui, il y a plusieurs milliards d’années, ont initié la production d’oxygène sur la planète. Ce furent les premiers organismes photosynthétiques. Sans elles, il n’y aurait en fait pas d’organismes vivants de grande taille. Aujourd’hui, nous devons faire face partout dans le monde à la problématique de l’accélération de leur prolifération et au fait que ces cyanobactéries produisent des cyanotoxines dangereuses pour l’être humain et aussi pour les animaux comme les chiens et les chats. Il s’agit par exemple de la microcystine ou de la cylindrospermopsine.
Pourquoi ces cyanotoxines sont-elles si dangereuses ?
Le contact avec les algues bleues peut provoquer des éruptions cutanées sévères. Il peut aussi s’accompagner de crampes gastro-intestinales et de diarrhées. Lorsque l’on est exposé à une très forte dose ou de façon chronique à une certaine dose de ces toxines, celles-ci peuvent, selon leur composition, nuire au foie, au cerveau ou aux reins. Il existe des centaines d’algues bleues différentes. Au Luxembourg, nous avons malheureusement de plus en plus souvent affaire à des algues bleues produisant des taux de toxines particulièrement élevés.
Comment explique-t-on la présence et la prolifération des algues bleues ?
Les algues bleues se développent principalement par beau temps, donc lorsque le soleil brille beaucoup, qu’il y a peu de précipitations et que la température de l’eau est élevée. Le pH en milieu aquatique grimpe alors, ce qui favorise le développement des algues bleues. Et cela peut aller très vite. Lorsque l’eau est riche en phosphore et en azote, leur prolifération est énorme et des tapis d’algues se forment sur les 30 premiers centimètres à la surface de l’eau.
D’où proviennent le phosphore et l’azote ?
Ces nutriments sont précipités principalement dans les eaux. Il faut aussi savoir que les algues bleues absorbent l’azote dans l’atmosphère. C’est pourquoi notre levier d’action doit se concentrer principalement sur le contrôle de l’apport en phosphore. Ceci reste néanmoins délicat en présence de sites industriels ou agricoles dans le bassin versant. L’épandage de fumier et de lisier dans les champs représente bien évidemment une source de phosphore. En ce qui concerne le lac de retenue de la Haute-Sûre s’ajoute le fait que le bassin versant est sur un terrain schisteux à faible effet filtrant, ce qui explique le déversement relativement rapide du phosphore dans les eaux du lac.
Le problème n’existait-il pas auparavant déjà ?
Si. La présence d’algues bleues au niveau du barrage d’Esch-sur-Sûre a déjà été enregistrée dans les années 1970. Cependant, nous faisons face aujourd’hui au réchauffement climatique avec des étés de plus en plus secs et ensoleillés, ce qui n’est pas sans conséquences : le problème des algues bleues ne se présentait voici huit ou neuf encore qu’à la fin du mois de septembre, voire au début du mois d’octobre. Or, il y a trois ans, le seuil critique a été atteint dès le 31 août, puis il y a deux ans le 15 août et l’an dernier le 26 juillet.
D’année en année, le problème survient donc plus tôt, ce qui nous préoccupe bien évidemment. D’autant plus que des tapis d’algues se sont également formés l’an dernier dans la Moselle. Ceci nous a tout d’abord surpris puisqu’il s’agit d’un cours d’eau, mais le phénomène s’explique par la présence de barrages sur la Moselle. Ainsi, lorsque le niveau et la vitesse d’écoulement de l’eau baissent, la Moselle s’assimile par endroits à un grand lac.
Christian Penny surveille en continu le développement des algues bleues dans le milieu aquatique
Comment y faire face ?
Nous assurons une surveillance, laquelle comprend désormais l’utilisation de drones. Nous sommes ainsi capables de surveiller dans un laps de temps très court une grande superficie, des renseignements que nous croisons ensuite avec des données recueillies par des sondes montées sur des bouées. Nous disposons de la sorte de données quasiment en temps réel, ce qui nous permet de réagir très rapidement. Un plan d’urgence a été mis en place avec l’Administration de la gestion de l’eau et le Ministère de la Santé et des communiqués sont publiés dès qu’un problème survient.
Notre surveillance ne porte pas uniquement sur le lac de retenue puisque nous observons également les eaux de baignade des deux autres sites officiels des étangs de Remerschen et du lac de Weiswampach, sans oublier la Moselle. Cela nous brise bien évidemment le cœur lorsque nous sommes contraints d’y interdire la baignade. Il existe par ailleurs une directive européenne qui nous oblige à engager les mesures correspondantes dès qu’une anomalie est relevée.
À partir de quel stade peut-on détecter les algues bleues au moyen de drones ?
Les drones sont équipés de caméras spéciales pour la prise de vues à partir d’une certaine longueur d’ondes. Ces images sont ensuite traitées par des algorithmes spécifiquement étudiés pour les algues bleues. Nous pouvons alors savoir si quelque chose se prépare. Mais il reste essentiel de déterminer en marge le pH, la température, l’incidence de la lumière, la météo et l’oxygène à l’aide de multisondes. Nous mesurons également les toxines. En effet, nous sommes parfois en présence d’algues bleues qui ne posent pas de problèmes en termes de toxicité. L’inverse est également vrai : lorsque les algues bleues meurent, la biomasse n’est plus visuellement perceptible, les taux de toxines libérées en sont néanmoins d’autant plus élevés.
Les algues bleues sont-elles présentes tout au long de l’année ou bien seulement lorsque nous les voyons apparaître ?
Elles sont présentes toute l’année, mais elles partagent aussi le milieu aquatique avec d’autres organismes et ne prédominent que lorsque les conditions leur sont propices. Je ne qualifierais pas les algues bleues d’« intelligentes », mais on peut dire qu’elles font tout de même preuve d’une grande adaptabilité. Elles parviennent à la surface de l’eau en pompant de l’air dans leurs vacuoles, ce qui leur permet de nager. De la même façon, elles sont capables d’expulser à nouveau l’air pour ensuite descendre vers les sédiments et ainsi s’enrichir en nutriments avant de faire à nouveau surface. Dans le lac de barrage aux bas fonds pouvant atteindre de 20 à 40 mètres, les algues accomplissent cette ascension de façon assez rapide, si bien que des tapis d’algues peuvent se constituer en l’espace de quelques heures seulement. En hiver, elles redescendent à nouveau sommeiller dans les sédiments.
Peut-on lutter de façon ciblée contre les algues bleues ?
C’est difficile. Dans certains cas, elles sont isolées. Dans les milieux aquatiques de faible étendue, on essaie également de les combattre par les ultrasons, à savoir que l’on n’en connaît pas les incidences sur l’ensemble du biotope. Dans certains cas, le traitement peut être de nature chimique, ce qui n’est évidemment pas possible pour un réservoir d’eau potable.
La prévention, sur laquelle nous planchons actuellement dans le cadre des nouvelles directives concernant la protection des eaux, est donc essentielle. Nous devons ainsi être très vigilants quant à l’activité dans le bassin versant de ces eaux, par exemple en surveillant l’apport de nutriments lié aux pratiques agricoles. Il faut cependant être conscient du fait que les réserves en nutriments en milieu aquatique sont déjà si élevées que cela prendra du temps avant que le problème ne soit résolu. Le mieux serait de créer une zone tampon autour du lac avec d’autres végétaux qui pourraient absorber la majeure partie des nutriments avant qu’ils ne soient déversés dans le lac. Malheureusement, la couche de terre y est relativement fine et la vallée est escarpée.
La présence récurrente de tapis d’algues bleues a-t-elle une incidence sur l’alimentation en eau potable ?
Non. Le prélèvement d’eau potabilisable dans le lac de barrage est si efficace qu’aucun problème n’est à déplorer. Il faut dire aussi que les algues bleues prolifèrent à la surface de l’eau tandis que l’eau potable est puisée à des profondeurs de plus de 20 mètres.
Depuis quelques années, le plaisir de la baignade au lac de retenue de la Haute-Sûre est pourtant de plus en plus souvent contrarié par des tapis d’algues bleues qui y prolifèrent
Qu’en est-il de la consommation de poissons provenant des eaux impactées par les algues ?
C’est toute la question qui est aujourd’hui largement débattue. Différentes études ont été menées et les avis divergent sur la question de savoir si les organes internes des poissons se chargent en toxines. Si la concentration en algues nous contraint à interdire les activités de loisirs aux abords du lac de retenue, il faut savoir que les poissons, eux, restent quoi qu’il arrive dans l’eau. Nous sommes donc dans un processus dynamique permanent qui nous amène à examiner la pertinence des études menées et nous communiquons ensuite sur le sujet avec l’Administration de la gestion de l’eau et le Ministère de la Santé.
L’équilibre biologique du lac risque-t-il à un certain moment d’être rompu à cause des algues ?
Mon impression est plutôt qu’au regard de ces conditions climatiques changeantes et du réchauffement de l’eau, l’équilibre entre le phytoplancton, le zooplancton et les poissons se voit dans son ensemble perturbé. Nous remarquons toutefois aussi à partir de ces données que le développement dans le lac des algues bleues s’accompagne par moments d’une réduction la teneur en nitrates. Les nitrates ne disparaissent pas complètement, mais les algues bleues contribuent en retour aussi partiellement à leur libération.
Peut-on utiliser les algues bleues d’une façon ou d’une autre, par exemple sous forme de biomasse ?
C’est une piste qui mérite d’être suivie. Mais qui aura la volonté de manipuler des algues bleues toxiques sous forme hautement concentrée ? Comment parvenir à les extraire de l’eau ? Comment les exploiter dans des centrales au biogaz ? Quels pourraient en être les potentiels effets secondaires ? Ce sont autant de questions sur lesquelles il faut se pencher. Mais, sur le principe, ce serait une option tout à fait envisageable car la biomasse des algues bleues représente un volume énorme.
Interview : Uwe Hentschel
Photos : LIST, Uwe Hentschel
