Les microplastiques étouffent les plantes
| Par Lise Barnéoud
Omniprésents dans notre environnement, les minuscules débris de plastique perturbent la photosynthèse des végétaux. Pour la première fois, des chercheurs ont tenté d’estimer leur impact sur nos récoltes. Et celui-ci est loin d’être anodin.
On le savait déjà : les matières plastiques s’érodent, se fragmentent et laissent derrière elles une myriade d’éclats colorés dans notre environnement. Si on s’inquiète depuis plusieurs années de leur impact sur les océans, on découvre aujourd’hui avec stupéfaction que ces microplastiques – d’une taille inférieure à 5 millimètres (mm) – pourraient également compromettre nos récoltes.
Concernant les milieux aquatiques, pratiquement chaque coup de filet, jeté dans les océans ou les fleuves, en remonte. Dans la Méditerranée, l’une des mers les plus polluées au monde, les scientifiques estiment à 650 milliards le nombre de particules plastiques flottant ici ou là, l’équivalent de 660 tonnes. Sans compter celles qui coulent dans les profondeurs.
« 80 % de cette pollution vient du continent », précise Jean-François Ghiglione, du laboratoire d’océanologie microbienne de Banyuls-sur-Mer (Pyrénées-Orientales), qui dirige la mission Tara Microplastiques. En avril ont été publiés les résultats d’une vaste campagne d’échantillonnage des fleuves européens : eux aussi sont massivement pollués.
« En moyenne, on trouve trois “grands” microplastiques [entre 0,5 et 5 mm – ndlr] par mètre cube », révélait Alexandra Ter Halle, physico-chimiste au CNRS, lors de la présentation des résultats. Mais ce n’est que la partie émergée de l’iceberg, car il y a mille fois plus de « petits » microplastiques, ceux inférieurs à 0,5 mm, en nombre comme en masse…
Une partie de la mission consistait également à inspecter, avec l’aide de 12 000 élèves de collèges et lycées, les berges des rivières et du littoral. Bilan : les plastiques sont les débris les plus fréquemment ramassés. Et un quart d’entre eux ne sont pas des déchets mais… des granulés industriels, aussi appelés « larmes de sirènes », qui servent de matériaux de base à la fabrication des plastiques. « C’est donc une pollution directe de ceux qui produisent le plastique », commente Alexandra Ter Halle.
Et maintenant, l’absorption par les plantes…
Bizarrement, la question de la pollution des sols a mis beaucoup plus de temps à se poser. Pourtant, les masses de plastiques y seraient 4 à 23 fois plus élevées que dans les océans, explique Marie-France Dignac, chercheuse à l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae). « Je ne m’explique pas vraiment ce délai, si ce n’est qu’il est plus difficile d’échantillonner un sol : impossible de le filtrer comme on le fait en mer. D’ailleurs, il n’y a toujours aucune méthodologie normalisée pour les sols. »
En décembre 2024, l’Agence de la transition écologique (Ademe) a publié une première étudemenée sur 33 sites répartis en France métropolitaine (grandes cultures, prairies, forêts, vignes et vergers). Résultat : 25 d’entre eux (76 %) sont contaminés par des microplastiques, avec en moyenne 15 particules par kilogramme de sol sec.
« Et ça s’accumule dans le temps », insiste Marie-France Dignac, qui a étudié ce phénomène dans les sols agricoles où sont épandus différents types de compost : « Vingt ans d’épandage de compost issu des ordures ménagères non triées à la source conduit à l’accumulation de 400 kilos par hectare de microplastiques, soit l’équivalent en masse de 1 400 bouteilles d’eau de 500 centilitres ! »À lire aussiLes vers, infatigables et mystérieux fécondateurs des sols
Il n’y a pas si longtemps encore, on pensait que les plantes ne pouvaient pas absorber ces microplastiques « en raison de leurs parois cellulaires complexes et de leurs mécanismes d’absorption sélectifs », peut-on lire dans un article de synthèse publié en 2024.
Raté. Probablement aucune paroi biologique n’est réellement étanche. D’autant moins lorsqu’on considère des particules de tailles microscopiques, voire nanoscopiques. Elles savent trouver leur chemin à l’intérieur des plantes, soit par les racines, en se faufilant dans les minuscules fissures ou par des phénomènes de transport actif des cellules végétales, soit par les feuilles, via les ouvertures stomatiques qui permettent les échanges gazeux.
Une fois dans l’organisme de la plante, ces microplastiques voyagent à l’intérieur du xylème, l’équivalent de notre système sanguin, et peuvent s’accumuler dans les différents organes : racine, tige, feuille, fruit… Ce phénomène a été observé aussi bien sur la plante de référence Arabidopsis thaliana (l’arabette des dames) que dans le blé, le maïs, l’orge, le concombre ou encore la carotte.
Perturbation interne et externe
En réalité, les microplastiques n’ont même pas besoin d’entrer à l’intérieur des plantes pour les perturber. « Rien qu’en modifiant l’environnement local des racines, le cheminement de l’eau, la disponibilité en azote, les microplastiques peuvent impacter la croissance des plantes, poursuit la spécialiste. Et je ne parle même pas des additifs chimiques ajoutés aux plastiques, dont on ne connaît pas encore les effets sur les végétaux. »
Les microplastiques causent la perte de 110 à 360 millions de tonnes par an pour les productions mondiales de riz, de blé et de maïs.
Car les matières plastiques ne sont pas seulement une combinaison de carbone obtenue à partir du pétrole : ils contiennent aussi des additifs, qui leur donnent les caractéristiques attendues (souplesse, résistance…). Plus de 16 000 substances chimiques sont répertoriées dans les plastiques, dont 25 % sont classées comme toxiques.
Autre effet méconnu de cette pollution : les microplastiques sont de véritables convoyeurs de micro-organismes. Y compris de microbes pathogènes. Selon une étude menée au Kenya, ils constituent notamment « une niche écologique propice à divers organismes fongiques, dont d’importants pathogènes animaux et végétaux ».
Les récoltes impactées
Pas étonnant donc que ces bouts épars de plastique puissent nuire aux végétaux. En particulier, à leur activité photosynthétique et donc à leur croissance. Après avoir passé en revue 157 publications (dont 57 portent sur les plantes terrestres), une équipe chinoise a récemment estimé que la teneur en chlorophylles – les pigments qui interviennent dans la photosynthèse pour récupérer l’énergie lumineuse – diminuait en moyenne de 12 % chez les plantes exposées aux microplastiques.
Les scientifiques ont ensuite fait tourner des modèles informatiques permettant de relier l’efficacité photosynthétique à la production végétale. « Ce sont des modèles très solides, déjà utilisés dans le cadre des impacts du réchauffement climatique », note Marie-France Dignac, qui n’a pas participé à l’étude. Et les résultats font froid dans le dos : ils annoncent une perte d’environ 110 à 360 millions de tonnes par an pour les productions mondiales de riz, de blé et de maïs. Soit l’équivalent de 4 à 13 % des récoltes mondiales pour ces trois cultures.
Une vingtaine de pays veulent que le traité soit uniquement focalisé sur le traitement des déchets plastiques et refusent qu’on y parle de diminution de production.
Marie-France Dignac, chercheuse à l’Inrae
En s’appuyant sur les données disponibles de la contamination en plastique des sols du monde entier, l’étude permet même de préciser les régions où ces effets sont les plus importants. Et c’est l’Asie qui arrive en tête, avec des pertes estimées jusqu’à 89 % pour la production de riz, uniquement à cause de la présence de microplastiques !
Suite logique : les auteurs s’attendent à une « augmentation nette estimée à plusieurs centaines de millions de personnes menacées de famine dans le monde ». Quant aux conséquences d’une consommation de ces plantes, d’autres études montrent des impacts négatifs sur les ruminants, les escargots, les insectes mais aussi… les humains. Une publication dans Nature datée de février révèle des concentrations significatives dans le cerveau, le foie et les reins.
Plusieurs experts ont émis des critiques sur ces estimations. En particulier, les effets des microplastiques varient selon les sols et les espèces végétales, selon la nature du plastique, la forme et la taille des débris, selon qu’ils sont absorbés par la plante ou uniquement présents dans le sol. Autant de nuances qui n’ont pas été prises en compte dans l’étude.
« Les données actuelles proviennent principalement de conditions contrôlées en laboratoire plutôt que d’études de terrain, reconnaît Huan Zhong, l’un des auteurs de l’article, de l’université de Nanjing. Lorsque davantage de données expérimentales seront disponibles, une relation plus solide sera établie. »
« Bien sûr qu’il va falloir affiner ces données, mais leur approche est très intéressante », juge Marie-France Dignac, qui note que les pertes moyennes de production liées à l’exposition aux microplastiques sont du même ordre de grandeur que celles liées au réchauffement climatique.
Réchauffement et microplastiques, même combat ?
Les parallèles entre ces deux types de pollution – gaz à effet de serre et microplastiques – ne s’arrêtent d’ailleurs pas là. La spécialiste de l’Inrae fait partie d’un groupe de scientifiquesimpliqués dans l’élaboration d’un traité international contre la pollution plastique. Contrairement au Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), cette coalition est encore informelle. Mais l’objectif est le même : « Transmettre nos connaissances aux négociateurs, peser sur les décisions. »
Autre similitude : « Il n’y a aucun moyen d’enlever ces microplastiques des sols, ils sont incorporés jusqu’à un mètre de profondeur ! Le seul moyen de gérer cette pollution, c’est d’intervenir à la source, donc diminuer la production de plastique », affirme Marie-France Dignac.
Une approche qui ne plaît pas aux pays producteurs de plastique, qui sont bien souvent les mêmes que ceux qui produisent du pétrole. « Une vingtaine de pays veulent que le traité soit uniquement focalisé sur le traitement des déchets plastiques et refusent qu’on y parle de diminution de production », rapporte la chercheuse qui prend sur son temps libre pour participer aux négociations.À lire aussiQuand les arbres sèment des « graines de nuages »
Selon la présidente de l’ONG Beyond Plastics, Judith Enck, le plastique est devenu le plan B de l’industrie fossile. Et cette dernière adopte la même stratégie que l’industrie du tabac, qui présentait la cigarette électronique comme une solution alternative, insiste cette ex-administratrice de l’Agence de protection de l’environnement des États-Unis. Ici, c’est le recyclage du plastique – en particulier le recyclage dit chimique – qui fait office de solution alternative.
Après l’échec des négociations en décembre, un nouveau round de discussions est prévu cet été à Genève (Suisse). La position des États-Unis, jusqu’ici favorable au traité, est l’une des grandes inconnues. « Les pays ont deux semaines, au lieu d’une lors des précédentes sessions, pour parvenir à un consensus », tente de se rassurer Marie-France Dignac.
Dans le cas du réchauffement climatique, il a fallu vingt-six ans de négociations avant que les Conférences des Parties (COP) ne mentionnent la « diminution des combustibles fossiles » dans le texte. Ici, les discussions ont démarré en 2022. Ce serait fantastique qu’avec le plastique, tout aille plus vite…
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