Utiliser la technologie de la NASA pour détecter les plastiques marins
PAR JANGIRA LEWIS | EARTH.ORG | 10 SEPTEMBRE 2021 | 3 MIN
Utiliser la technologie de la NASA pour détecter les plastiques marins
En 2021, des chercheurs ont montré comment les données des satellites CYGNSS de la NASA pouvaient aider à estimer les concentrations de microplastiques marins. La méthode compare la rugosité de la surface aux données de vent et aux modèles. Elle mesure un signal indirect, pas les particules elles-mêmes, et complète les prélèvements en mer.
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La mission CYGNSS a été lancée en 2016 ; l’application aux microplastiques présentée ici a été décrite en 2021. Ces fragments, approximativement de la taille d’une graine de sésame, sont les débris les plus fréquents à la surface des océans. Ils affectent la croissance des végétaux, atteignent des écosystèmes éloignés et peuvent même se trouver dans l’air que nous respirons. Leurs effets sur la faune peuvent être dévastateurs : ingérés, ils peuvent obstruer le tube digestif ou provoquer une fausse sensation de satiété et la mort par faim. Même des organismes aussi petits que le zooplancton sont concernés.
Cette nouvelle utilisation pourrait contribuer à la protection de la vie marine, aux recherches sur les effets des microplastiques et au travail de nettoyage des organisations privées et sans but lucratif.
Comment fonctionne la méthode satellitaire
Chris Ruf, professeur Frederick Bartman de sciences du climat et de l’espace, et Madeline Evans, assistante de recherche à l’Université du Michigan, ont développé cette utilisation du Cyclone Global Navigation Satellite System de la NASA, ou CYGNSS. Les débris plastiques représentant environ 80 à 85 % des déchets marins, cette méthode pourrait être importante pour suivre et gérer leur pollution.
CYGNSS est un réseau de huit microsatellites aidant les scientifiques à prévoir les ouragans en analysant les vents tropicaux. Conçu pour mesurer la rugosité de la surface sous l’effet du vent, il peut aussi servir à repérer les concentrations de microplastiques : plus la surface est lisse, plus une forte concentration est probable.
« En combinant toutes les mesures des satellites CYGNSS autour du globe, nous pouvons créer des images mondiales montrant l’évolution des concentrations », explique Ruf. « Nos images identifient facilement la grande zone de déchets du Pacifique et d’autres régions de forte concentration dans l’Atlantique Nord et les océans australs. »
Les satellites se sont montrés particulièrement efficaces pour suivre les points d’entrée, les déplacements et les accumulations. Dans un article publié en juin 2021, Ruf décrit plusieurs tendances, dont une saisonnalité : les concentrations sont particulièrement élevées dans l’hémisphère Nord en juin et juillet, et dans l’hémisphère Sud en janvier et février. L’étude a aussi identifié deux sources majeures aux embouchures chinoises du Qiantang et du Yangtsé, qui déversent des microplastiques dans la mer de Chine orientale.
Ce que les observations permettent de conclure
Les satellites offrent une couverture répétée, tandis que les prélèvements d’eau apportent les mesures directes nécessaires à l’interprétation et à la validation des estimations. Leur couverture limitée ne les rend pas intrinsèquement peu fiables. La méthode présentée en 2021 complète les prélèvements en mer sans les remplacer.
Des organisations comme Clewat, entreprise finlandaise spécialisée dans les technologies propres, peuvent également utiliser ces données pour aider les navires à collecter, recycler et éliminer les déchets marins. D’autres, comme The Ocean Cleanup, y trouvent un outil pour leurs missions de nettoyage.
D’autres variables doivent toutefois être prises en compte. La rugosité observée peut être influencée par des tensioactifs présents avec les microplastiques. Ces composés chimiques liquides, courants dans les détergents, se déplacent de manière semblable. Ruf explique que des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre l’origine des zones lisses et déterminer si les tensioactifs en sont indirectement responsables, afin de mieux relier leurs mécanismes de transport à ceux des microplastiques.
Janice Brahney, du département des sciences des bassins versants de l’Université d’État de l’Utah, a publié en avril 2021 une étude sur les effets et les causes des microplastiques. Elle souligne le besoin de travaux supplémentaires pour comprendre l’influence de différents environnements : climats humides ou secs, régions montagneuses ou plaines. La production et l’utilisation du plastique n’ayant pas ralenti, ces questions deviennent plus urgentes chaque année.
Image principale : Joerg Blessing
Cet article a été publié initialement sur Earth.Org et est reproduit ici dans le cadre d’un accord éditorial.
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Questions et réponses
Ces satellites peuvent-ils voir des particules de microplastique individuelles ?
Non. La méthode CYGNSS présentée ici utilise des signaux radio réfléchis pour mesurer la rugosité de la surface de la mer. Les chercheurs croisent ces informations avec des données sur le vent et des modèles pour estimer les concentrations de microplastiques. Il s’agit d’une mesure indirecte, pas d’une photographie des particules.
Lien vers cette réponseLes estimations satellitaires remplacent-elles les prélèvements en mer ?
Non. Les satellites révèlent des tendances à grande échelle, tandis que les prélèvements renseignent sur les particules réellement présentes dans l’eau échantillonnée. Les deux méthodes se complètent. Plusieurs facteurs peuvent modifier l’état de la surface : un signal satellitaire ne suffit donc pas à déterminer la quantité ou le type de plastique à un endroit donné.
Lien vers cette réponseSources et lectures complémentaires: NASA: Mapping Marine Microplastics, 03.12.2021 · Lindeque et al., Environmental Pollution, 2020 · NASA: Scientists Use NASA Satellite Data…, 25.06.2021
