Introduction

1Les différents chapitres de cet ouvrage permettent de saisir à la fois le caractère unique de la mer Méditerranée, mais aussi sa vulnérabilité face à de nombreuses menaces. Il est urgent de trouver des solutions aux problématiques rencontrées dans cette région en s’appuyant sur de solides connaissances scientifiques.

2Pure Ocean est un fonds de dotation basé à Marseille et Lorient. Sa mission est de soutenir des projets de recherche appliquée, à la pointe de l’innovation et partout dans le monde, afin d’accroître les connaissances sur l’océan et contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique tout en préservant la biodiversité et les écosystèmes marins fragiles. Parmi les programmes de recherche financés par le fonds figurent plusieurs projets situés dans la région méditerranéenne. De la mer Égée grecque aux îles Medes en Espagne, en voici trois illustrant différentes formes d’innovation : technologique, sociale et écologique.

Protéger le trésor caché de la Méditerranée en mer Égée

Le coralligène, un habitat-clé menacé

3Les habitats coralligènes sont considérés comme l’un des trésors de la mer Méditerranée. À l’image des récifs coralliens tropicaux, ce sont des structures naturelles complexes résultant à la fois de l’agrégation d’organismes vivants, principalement des algues calcaires et des animaux bioconstructeurs (bryozoaires, polychètes), et de l’action d’érosion d’autres espèces (étoiles de mer, oursins, mollusques, et certaines éponges). Ils constituent ainsi un substrat idéal pour de nombreuses espèces fixées comme les colonies de corail rouge et de gorgones. Abritant au total plus de 1 600 espèces, ils représentent, après les herbiers de Posidonie, le deuxième écosystème benthique clé de Méditerranée en termes de biodiversité1. Outre leur fonction essentielle d’habitat et de refuge, les assemblages coralligènes rendent de précieux services écosystémiques dont la provision de nourriture (chapon, langouste, homard), de décorations/bijoux (corail rouge), et d’opportunités récréatives et de tourisme (plongée). Atteignant pour certains récifs l’âge de 7 000 ans, et grâce à leur communauté d’organismes producteurs de carbonates, ils pourraient également agir comme puits de carbone.

4Malgré leur immense valeur de conservation et leur grande beauté, jusqu’à présent les récifs coralligènes ont été très peu étudiés sur l’ensemble de la Méditerranée, en partie à cause de leur large répartition bathymétrique (de 20 à 120 mètres de profondeur). La grande majorité des informations actuellement disponibles sur ces habitats, leur composition et leur fonctionnement, proviennent du nord-ouest de la Méditerranée (France, Espagne et Italie), alors qu’ils semblent être communément présents sur toutes les côtes méditerranéennes. La principale lacune dans notre connaissance du coralligène est donc sa répartition géographique à plus petite échelle, celle qui permettrait de mettre en place des mesures de gestion et de protection efficaces. Si la règlementation européenne interdit les pratiques de pêche à fort impact environnemental (comme la drague et le chalut de fond) sur les récifs coralligènes2 elle n’est en pratique pas appliquée sur une grande partie de la Méditerranée à cause du manque de données sur l’exacte localisation de ces habitats fragiles. À cette pression de pêche s’ajoute l’influence des diverses formes de pollution de l’eau, de certaines espèces invasives, mais aussi celle du réchauffement climatique. Une étude récente sur des assemblages coralligènes français3 révèle que les vagues de chaleur entraînent la disparition des espèces architectes responsables de la complexité structurale de ces récifs à la croissance très lente (moins de 1 mm/an). Face à ces différentes pressions naturelles et anthropiques, la préservation des habitats coralligènes en Méditerranée nécessite donc un effort de recherche important pour appuyer les mesures de gestion existantes et à venir.

« Protecting Aegean Coralligene », cartographier pour mieux protéger

5L’Institut de Conservation Marine Archipelagos est une ONG grecque combinant plusieurs domaines de recherche scientifique et de conservation avec la participation active des communautés locales depuis 1998. Elle a pour mission de mieux comprendre et de préserver la biodiversité des mers et des îles grecques, et s’intéresse donc de près aux récifs coralligènes présents mais encore largement méconnus en mer Egée. Sélectionné par Pure Ocean pour être financé en 2021, leur projet « Protecting Aegean Coralligene » vise précisément à combler les principales lacunes scientifiques sur les habitats coralligènes dans la région de l’île de Fourni : leur exacte localisation, leur étendue, leur composition, leur état de santé et leur vulnérabilité aux diverses pressions précédemment évoquées.

6Dans le cadre d’une expédition dédiée, une cartographie des communautés coralligènes locales sera réalisée à l’aide d’un sondeur multifaisceaux. L’étroite collaboration avec les pêcheurs locaux permettra notamment d’identifier les zones d’intérêt plus rapidement. Un véhicule sous-marin téléguidé sera utilisé pour capturer des vidéos inédites de ces récifs inexplorés, et ainsi déterminer leur composition en termes de biodiversité et de taxonomie. L’abondance de poissons sera estimée à l’aide d’un scanneur de biomasse. Les paramètres environnementaux (température, oxygène, salinité, acidité, nutriments) seront mesurés à l’aide de sondes et permettront d’appréhender les impacts du réchauffement climatique sur les assemblages coralligènes. Enfin, l’intensité de pêche sera surveillée et analysée sur le long-terme grâce aux données du Système d’Identification Automatique (AIS). Les vidéos réalisées permettront également de quantifier les marques de chalut sur le coralligène et d’estimer l’impact de cette pratique de pêche. Le projet sera conduit en partenariat avec le Centre d’Activités Régionales des Aires Spécialement Protégées (SPA/RAC) et le département de biologie de l’université d’Essex en Angleterre.

7L’objectif final étant une véritable protection des habitats coralligènes, les résultats de cette étude seront mis en forme et communiqués d’une part au grand public pour alerter et sensibiliser à cette problématique environnementale dans les médias classiques et sur les réseaux sociaux (i), d’autre part aux autorités locales, régionales, nationales, et européennes pour faire appliquer l’interdiction de chalutage sur ces écosystèmes fragiles et assurer leur conservation à l’échelle de la Méditerranée(ii) ; et bien sûr à la communauté scientifique pour contribuer à leur meilleure connaissance et compréhension (iii). Les nouvelles méthodes développées dans ce projet compléteront notamment les standards produits et recommandés par le SPA/RAC.

Innovation et impacts

8Ce projet cible l’une des plus grandes faiblesses en conservation marine : l’application de la réglementation en vigueur. Dans bien des cas, celle-ci existe mais n’est pas respectée à cause de sa faible acceptabilité sociale, de l’ignorance de la loi par les usagers, des contrôles insuffisants, ou encore ici, de l’absence de connaissances requises pour faire respecter l’interdiction de chalutage sur des habitats fragiles. Or ces défauts résultent souvent d’une exclusion des communautés locales du processus de décision concernant l’usage des ressources marines d’un lieu donné4. Ici, l’institut Archipelagos s’appuie sur ses 20 ans de collaboration et de confiance avec la communauté de pêcheurs des îles égéennes pour assurer la protection efficace des habitats coralligènes locaux. En plus de leur meilleure adhésion à la stratégie de conservation de ces écosystèmes clés dont ils dépendent pour leur activité, leur intégration dans le processus de recherche permet de valoriser leur connaissance empirique concernant la localisation des récifs. Pourtant encore largement sous-estimé, ce savoir local s’avère régulièrement très précieux et étonnamment précis. Enfin, développer une approche scientifique novatrice, à moindre coût et facilement réplicable pour étudier ces habitats coralligènes peu accessibles pourrait potentiellement faire de ce projet un futur cas d’école qui servira d’exemple pour être conduit ailleurs en Méditerranée.

Les éponges de mer, nos alliées pour lutter contre la pollution plastique ?

Micro-déchets plastiques et organismes filtreurs

9Phénomène alarmant observé au niveau mondial, la pollution des eaux par les microplastiques (déchets plastiques de taille inférieure ou égale à 5 mm) constitue l’une des problématiques environnementales majeures dans les écosystèmes marins. Leur fragmentation progressive en minuscules particules les rend d’autant plus susceptibles d’être ingérés par des organismes5 et de s’accumuler à travers les chaînes alimentaires6. Une étude révèle que les humains ingéreraient entre 0.1 et 5 g de microplastiques chaque semaine7. De plus, il a récemment été démontré que les déchets plastiques libèrent du carbone organique dissous (DOC, Dissolved Organic Carbon) : des composés organiques qui, en grande quantité, affectent le cycle du carbone et le réseau trophique microbien8. Ainsi, les plastiques présents dans l’eau de mer sont impactants en tant que particules mais également à travers ce DOC libéré. Or, la production de plastiques croît de manière exponentielle et devrait représenter 20 % de la consommation mondiale de pétrole à l’horizon 2050. Sept à dix-huit millions de tonnes de plastique auraient rejoint les océans pour la seule année 2015.

10En termes de pollution plastique, la mer Méditerranée est l’une des zones les plus affectées au monde, probablement à cause de sa configuration géographique et des nombreuses activités humaines dans les pays qui la bordent. Les études menées dans le bassin méditerranéen ont estimé jusqu’à 1,25 million de fragments plastiques par km², la majorité d’entre eux étant des microplastiques9. Les plus petites particules approchent alors la taille d’aliments naturellement présents en suspension et habituellement ingérés par la faune marine benthique dite « suspensivore », comme les éponges. Ces animaux sessiles, fixés sur un substrat, filtrent de larges volumes d’eau10 pour se nourrir de bactéries, microalgues, larves, et débris de matière organique inférieurs à 50 µm11. Mais les éponges sont-elles capables de les différencier des microplastiques ? Que devient le microplastique ingéré ? Peut-il être digéré, dégradé ? Les éponges abritent une grande diversité de symbiotes microbiens12, représentant parfois jusqu’à 40 % du poids de l’éponge. Ce sont également les seuls organismes benthiques suspensivores capables d’utiliser le DOC en grande quantité, rendant ainsi disponible cette ressource carbonée pour les autres organismes13.

« SPO-PLASTIC », décrypter le rôle des éponges dans la mitigation de la pollution plastique

11L’Institut des Sciences de la Mer (ICM, Institut de Ciències del Mar) à Barcelone est le premier centre de recherche espagnol dans le domaine. Il conduit et promeut la recherche sur l’océan et ses interactions avec le climat, la conservation et l’utilisation durable des ressources marines, et vise à réduire l’impact des aléas naturels et anthropiques. Pure Ocean soutient depuis 2019 leur projet « SPO-PLASTIC » qui vise à dévoiler le devenir des microplastiques filtrés par les éponges de mer, ainsi que la capacité des éponges à utiliser le DOC libéré par les microplastiques. Le projet est basé sur l’observation et la collecte d’éponges sur la côte du Montgri, près de l’Estartit, Gérone (Catalogne).

12Tout d’abord, la capacité des éponges de mer à extraire les microplastiques de l’eau est étudiée grâce à une technique spécialement développée par une équipe de chercheurs de l’ICM et nommée VacuSip14 : ce système permet de collecter in situ et simultanément l’eau entrant et sortant d’une éponge de manière précise et réaliste. Les échantillons d’eau sont ensuite filtrés, leurs microplastiques quantifiés par microscopie et identifiés par micro-spectroscopie. Une prochaine étape du projet sera de déterminer ce qu’il advient de ces microplastiques extraits de l’eau par les éponges. La technique VacuSip est utilisée pour étudier l’assimilation du DOC par les éponges, et en particulier celui libéré par les microplastiques. L’étude de ce processus implique plusieurs étapes : i) mesure de l’assimilation de DOC par les éponges en milieu naturel, où la concentration de DOC est toujours moindre qu’en laboratoire, ii) approche expérimentale en laboratoire, en incubant différentes espèces d’éponges avec trois types de plastiques : du polyéthylène à haute densité (HDPE, un polymère à base de pétrole), du KRAFT (à base de cellulose) et du PLA (acide polylactique, un polymère d’origine végétale, biodégradable dans des conditions industrielles). Enfin, la communauté microbienne associée aux éponges méditerranéennes sera analysée pour identifier d’éventuelles espèces capables de dégrader les microplastiques, en se basant sur leur ressemblance génétique avec des microbes connus possédant cette faculté.

13Pour déterminer ce que deviennent les microplastiques effectivement extraits de l’eau de mer, les déjections et les tissus des éponges seront analysés pour identifier et quantifier les microplastiques présents, en fonction de la taille de l’éponge.

14Éduquer et impliquer les communautés sur la pollution plastique fait partie intégrante de ce projet, afin de susciter une prise de conscience collective sur la gravité de ce phénomène et souligner l’importance de ce type de recherche. L’équipe porteuse du projet entend diffuser et échanger sur les résultats de cette étude auprès des gestionnaires et des acteurs économiques du littoral (centres de plongée, hôtels) à travers des conférences et des expositions. Le grand public sera également visé lors de programmes scolaires, de festivals et autres événements publics.

Innovations et impacts

15Si la meilleure façon de réduire la pollution marine par les plastiques reste d’en diminuer drastiquement la production et la consommation, aucune piste ne devrait être écartée pour contribuer à diminuer leur impact sur les écosystèmes, en particulier dans la Méditerranée où l’ampleur du phénomène est préoccupante. Les différentes biotechnologies en cours de développement pour traiter et valoriser les déchets plastiques sont malheureusement encore très coûteuses, et nécessitent un processus de collecte et de tri rigoureux. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les plastiques dits « biodégradables » ne sont pas non plus exempts d’effets physiques ou chimiques sur l’environnement marin, et ne sont en réalité que dégradables dans des conditions bien précises, parfois introuvables dans la nature. Dans ce contexte socio-technico-économique complexe, étudier le potentiel des communautés naturelles à supporter voire atténuer cette pollution plastique est à la fois pertinent et bénéfique pour leur conservation, puisque cette démarche permet de mettre en lumière de nouveaux services écosystémiques. Le projet SPO-PLASTIC se distingue ainsi par son approche centrée sur l’interaction éponges-plastiques et entend fournir aux décideurs politiques, aux gestionnaires du littoral et autres parties prenantes, les résultats de cette étude pour appuyer la conservation de ces espèces filtreuses indispensables.

Biomimétisme et mouillage écologique : une bouée-récif pour préserver la biodiversité locale méditerranéenne

Des systèmes de mouillage écologiques pour préserver la posidonie

16La Méditerranée figure parmi les destinations favorites pour le tourisme de plaisance avec plus de 400 000 mouillages et une demande toujours croissante. Chaque été, elle accueille notamment plus de la moitié des super-yachts du monde, ces luxueux navires de 40 à plus de 180 mètres de long. Cela signifie que de plus en plus de bateaux se retrouvent chaque année dans des zones littorales sensibles, et y apportent malheureusement leur lot de pollution, de bruit, et de dommages physiques sur les fonds marins. L’action ayant le plus fort impact reste l’ancrage : lorsqu’elles sont manipulées, l’ancre et la chaîne endommagent le substrat et les formes de vie benthiques par frottements, voire arrachage. Ce phénomène de ragage a fortement contribué à la perte de plus du tiers des herbiers de posidonie (Posidonia oceanica) en Méditerranée sur les cinquante dernières années, des habitats considérés comme les plus importants en termes de biodiversité et de captation de CO₂. Les systèmes d’amarrage classiques - constitués d’un corps mort (bloc en béton posé au fond), d’une chaîne et d’une bouée de surface - occasionnent également du ragage à cause de la chaîne traînant sur les fonds à marée basse.

17En réponse à cette problématique, depuis une quinzaine d’années, des systèmes d’amarrage dits « écologiques » ont été conçus et déployés sur les côtes méditerranéennes, en particulier dans les aires marines protégées. Ceux-ci reprennent le concept du mouillage classique, mais en y ajoutant une bouée intermédiaire de subsurface pour empêcher le ragage de la chaîne et mieux réduire les à-coups provoqués par la houle et le ressac dans tous les organes d’amarrage. Les chaînes sont également remplacées par des aussières en textile. Néanmoins l’impact environnemental pourrait encore être réduit car les matériaux utilisés dans ces systèmes de mouillage sont très peu durables. En effet, les bouées sont issues de l’industrie pétrochimique (polyéthylène haute densité le plus souvent, mousse polyuréthane ou polystyrène expansé) et nécessitent un traitement chimique anti-UV et anti-fouling pour conserver leur fonctionnalité. Elles ont, en outre, une durée de vie limitée requérant un entretien régulier (hivernage) avec une logistique associée contraignante.

« Floating Reef », une bouée-récif inspirée d’une éponge

18Tangram Architectes est une agence d’architecture, d’urbanisme et de paysage, fondée en 2009 et basée à Marseille. Depuis 2013, l’agence intègre dans sa structure une unité de recherche et innovation appelée Tangram Lab. Engagé dans le biomimétisme, ce laboratoire explore les relations émergentes entre architecture, biologie et informatique pour concevoir et produire des systèmes hybrides plus durables. Pure Ocean soutient en 2021 leur projet Floating Reef, porté par le GIS Posidonie (groupement d’intérêt scientifique) en partenariat avec Tangram Lab. Le GIS Posidonie est un groupe de recherche appliquée, qui développe la connaissance sur la faune et la flore marines et des outils de surveillance et de gestion des écosystèmes méditerranéens. Parmi les partenaires scientifiques du projet figure également le MIO (Institut Méditerranéen d’Océanologie), dont fait partie le personnel permanent du GIS Posidonie. Le projet commun Floating Reef a pour but de concevoir une bouée de subsurface biomimétique durable pour être intégrée dans les systèmes d’amarrage écologiques.

19L’idée est de proposer une solution simple de récif artificiel flottant offrant un maximum de surfaces d’accroche de façon à créer divers habitats et refuges pour la faune et la flore marines locales, et ceci en utilisant un minimum de matière. Avec une forme inspirée d’une éponge de mer, le récif sera imprimé en 3D dans un matériau biogène qui facilite l’accroche du vivant, un béton ultra haute performance issu à plus de 80 % d’agrégats recyclés. Celui-ci présente de nombreux avantages techniques : il est très peu dégradable dans l’eau de mer, a une durée de vie de plusieurs décennies sans aucun entretien ni traitement chimique, possède un impact carbone réduit et est modelable à souhait. Une maquette numérique paramétrable sera mise au point pour adapter la forme du récif au contexte local, notamment aux espèces à préserver en priorité. Plusieurs prototypes imprimés à échelle réduite seront produits, ainsi qu’un prototype imprimé à échelle réelle. Idéalement, les prototypes développés incluront différents capteurs de mesures en continu afin d’assurer un suivi scientifique pertinent de l’efficacité des récifs sur le long terme.

20Si le concept s’avère être un succès technologique et écologique, plusieurs de ces bouées pourront être déployées dans une même zone de façon à créer un sentier sous-marin éducatif. Le projet et ses résultats seront communiqués à un large public, aussi bien des investisseurs, décideurs et gestionnaires, mais aussi à des fins de sensibilisation lors de congrès, expositions et conférences grand public.

Innovation et impacts

21Tout objet durablement immergé a un potentiel effet sur l’environnement marin local. Aujourd’hui, il est possible d’orienter la conception d’un objet de manière à réduire son impact environnemental, mais aussi le pourvoir d’une ou plusieurs fonctions écologiques qui bénéficieront à la biodiversité environnante. Ainsi, avec les bonnes formes et la bonne rugosité, ainsi que des conditions environnementales favorables, un simple bloc de béton peut servir de substrat, de nurserie, d’habitat nécessaires à la réalisation du cycle de vie de multiples espèces locales. De plus en plus d’aménagements maritimes intègrent cette nouvelle dimension écologique dans leur conception en s’inspirant directement de la nature : on parle alors de biomimétisme. Cette démarche consiste à reproduire les structures et formes d’organisation présentes dans les écosystèmes naturels, d’une part pour répondre efficacement aux besoins des espèces, d’autre part pour assurer une intégration harmonieuse dans l’environnement et le paysage local.

22Floating Reef est un projet original et novateur, aussi bien sur le matériau utilisé que sur les nouvelles fonctionnalités permises par le biomimétisme. L’aspect paramétrable de la conception numérique est également remarquable, par opposition à un produit souvent figé et qui n’est adapté qu’à l’environnement dans lequel il a été conçu. Aujourd’hui largement répandue dans le monde, l’impression 3D permet d’assurer une production en local, ce qui réduit considérablement son impact carbone. L’innovation de ce projet réside également dans la transdisciplinarité de son équipe, combinant expertise écologique marine et expertise architecturale et d’impression 3D. De telles collaborations sont essentielles pour espérer faire émerger des solutions responsables permettant de concilier activités humaines et biodiversité marine.

Conclusion

23Les diverses pressions auxquelles fait face la mer Méditerranée sont aujourd’hui connues. Il est également avéré que les deux crises majeures de notre ère, réchauffement climatique et érosion de la biodiversité, l’affectent déjà grandement. Alors que faire ? Continuer comme avant, et devoir ensuite affronter les conséquences de ces crises, ce qui demanderait une adaptation colossale, avec un coût écologique et socio-économique très élevé pour les générations futures. Agir dès maintenant pour réduire les pressions exercées sur la Méditerranée et leurs impacts est bien sûr loin d’être l’option la plus aisée, mais c’est surtout la seule viable sur le long terme. Les solutions évoquées dans les différents chapitres de cet ouvrage et les projets présentés plus haut sont autant de pistes d’action pour tendre vers cet objectif, et permettent d’entrevoir la diversité et la complexité des moyens, des acteurs et des échelles impliqués. À nous tous – scientifiques, gestionnaires, juristes, gouvernements, entreprises, ONG, citoyens – incombe désormais la tâche difficile mais nécessaire de tenir ce cap et de tout mettre en œuvre pour maintenir notre belle mer Méditerranée en bon état de santé écologique, et ce pour encore de nombreuses années.