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La pollution de la Méditerranée : état et perspectives à l'horizon 2030

21 juin 2011 : La pollution de la Méditerranée : état et perspectives à l'horizon 2030 ( rapport de l'opecst )
2. Les contaminants chimiques traditionnels

Avant d'analyser le résultat des efforts de recensement de l'état des pollutions chimiques en Méditerranée, il n'est pas inutile de rappeler certains faits sur la portée de ces contaminations.

En premier lieu, une partie des produits concernés, les métaux et metalloïdes, sont des éléments naturels inscrits au tableau de Mendeleïev et dont seul l'excès est toxique dans l'environnement.

Par ailleurs, et s'agissant des molécules, la toxicité de certaines d'entre elles est avérée à des doses très faibles. Par exemple, le tributylétain, employé dans la composition de la peinture antifouling protégeant les coques des navires est mortel pour les huîtres à une dose de 20 ng/l et pour le naissain à une dose de 2 ng/l.

De plus, ces molécules, et en particulier les polluants organiques persistants, sont lipophiles, bioaccumulables et s'amoncellent au fur et à mesure que l'on remonte la chaîne trophique. Par exemple, on a pu mesurer sur le merlu des concentrations de PCB jusqu'à un million de fois plus fortes que celles des eaux de prise.

Il faut aussi relever que, si le principal apport de contaminants chimiques est lié aux déversements des réseaux hydrographiques, les effets de la pollution atmosphérique beaucoup plus diffuse et moins contrôlable, ne sont pas négligeables.

C'est le cas pour le mercure qui est volatil (cf. infra), mais c'est également le cas pour les PCB dont la migration a été constatée de l'Europe du nord à la Méditerranée :

Une autre illustration de ces transmissions atmosphériques est la forte présence de PCB, DDT et HCB dans les sédiments proches (- de 10 km des côtes) des grandes villes méditerranéennes :

Limites de concentrations de PCBs, DDTs et HCB dans les sédiments (< 10 Km)
proche des principaux centres urbains méditerranéens (> 100 000 habitants)

Source : MED POL BBN

Enfin, toute une série de facteurs propres au milieu marin rendent la surveillance de sa contamination beaucoup plus complexe que celle du milieu terrestre :

- les techniques applicables en eau douce ne sont pas toujours utilisables ;

- les concentrations en mer sont plus faibles ;

- la sensibilité des espèces marines est dix fois moins forte que celles des eaux continentales ;

les capacités de migration de certaines de ces espèces ne permettent pas de caractériser de façon incontestable les expositions aux contaminants ;

- les dynamiques des milieux marins sont moins explorées et très variables ;

Par exemple, l'interface (air-mer des échanges de PCB (évaporation, dépôt pluviométrique ou aérologique)) peut être positive ou négative suivant les régions :

- la biodisponibilité des contaminants est liée au cycle de la matière organique.

Cet exemple montre que la concentration d'un métabolite du mercure dans la colonne d'eau, d'août à novembre 2007, varie très fortement suivant la profondeur de l'eau et est corrélée avec la présence de matière organique véhiculée dans la colonne.

- enfin, les flux diffus (atmosphère, effet de l'urbanisation des côtes) sont difficiles à mesurer de façon systématique.

*

* *

Ces restrictions posées, les réseaux de surveillance de la contamination du milieu marin par les contaminants chimiques traditionnels existent, même si dans certains cas, ils ont mis du temps à se constituer.

a) Les réseaux de surveillance
(1) Les eaux continentales

Les eaux continentales sont le premier véhicule de la pollution du milieu marin.

La prise de conscience des dangers que représentaient pour la santé et pour l'environnement certains métaux lourds et certaines molécules chimiques a abouti à des restrictions d'usage (plomb dans les peintures, mercure26(*) dans les thermomètres) ou à des interdictions (PCB en 1987, certains polluants organiques persistants et hydrocarbures aromatiques interdits par l'annexe I de la convention de Stockholm), ainsi qu'à la constitution de réseaux d'observation de la présence de ces produits dans les milieux naturels, en particulier aquatiques.

Les milieux aquatiques continentaux font l'objet d'une surveillance particulièrement étroite soit en vertu de la réglementation sur la potabilité de l'eau (par exemple, pour les pesticides la limite de potabilité est de 0,1 ìg/l pour chaque molécule et de 0,5 ìg/l pour l'ensemble des molécules), soit en application de la directive cadre sur l'eau (Union européenne) de 2006.

Cette directive implique le contrôle de paramètres chimiques et biologiques (ces derniers visant à assurer « une bonne qualité écologique de l'eau en 2015 »), et ceci jusqu'à un mille marin des côtes (sauf pour certains paramètres chimiques venant en appui aux paramètres biologiques qui peuvent être analysés dans la limite des 12 milles).

L'application de ce texte est assurée en France par les agences de bassin avec le concours de l'IFREMER pour la partie côtière de son dispositif. Plus précisément s'agissant de la Méditerranée, c'est l'Agence Rhône-Méditerranée-Corse (dont le système de surveillance apparaît pertinent) qui prend en charge cette tâche.

(2) Les milieux marins

En 2005, la Commission européenne a lancé une initiative « Horizon 2020 », dont l'ambition est de réduire les sources de pollution les plus significatives du Bassin : émissions industrielles, déchets urbains et eaux usées urbaines, responsables de 80 % de la pollution de la mer Méditerranée. Ceci en s'appuyant sur le budget recherche de la Commission et la mise en oeuvre de mesures de renforcement des capacités des pays limitrophes27(*).

La directive-cadre « stratégie pour le milieu marin » (DCSMM) 2008/56/CE du 17 juin 2008 établit un cadre d'action communautaire dans le domaine de la politique pour le milieu marin. Elle a été publiée le 25 juin 2008.

L'objectif de cette directive est de prendre toutes les mesures nécessaires pour réaliser ou maintenir un bon état écologique du milieu marin au plus tard en 2020, en appliquant à la gestion des activités humaines une approche fondée notamment sur la notion d'écosystème.

Il s'agit également de prévenir le déclin de la biodiversité. En France, la directive s'applique aux eaux marines métropolitaines, depuis les lignes de base jusqu'à la limite de nos eaux sous juridiction (200 milles marins), y compris le sol et le sous-sol.

Ce dispositif repose sur la mise au point de 11 descriptifs du bon état écologique de ce milieu :

Source : IFREMER

Mais sa mise en place, compte tenu de l'ampleur de la tâche à accomplir ne pourra être que progressive un véritable programme de mesure n'est pas attendu avant 2016 :

Source : IFREMER

Mais en attendant la mise en oeuvre de la Directive qui, en tout état de cause, ne s'applique qu'aux milieux marins des Etats membres de l'Union européenne, le contrôle des contaminations de ces milieux repose sur trois types de réseaux :

Les réseaux nationaux comme ceux gérés, en totalité ou en coopération, par l'IFREMER.

Pour cette surveillance, l'Institut utilise les moules comme organes sentinelles.

L'utilité de ce support de mesure de la pollution est multiple :

- celle-ci se concentre dans les tissus et permet de refléter un état chronique de contamination du milieu ;

- le facteur de concentration dans les tissus par rapport à celui de l'eau peut être de 1 000 à 100 000 fois plus fort sans être létal ;

- les tissus accumulent à la fois la pollution dissoute et la pollution parcellaire ;

- la surveillance peut être passive ou active (déplacement des paniers d'observation en fonction des besoins du contrôle).

Sur cette base, l'IFREMER gère :

- le RNO (réseau national d'observation des milieux marins) qui date de 1976 et déploie une cinquantaine de stations d'observation côtières (dont huit en Méditerranée) ;

- le RINBIO (réseau intégration biologique) qui a été créé en 1996. Par exemple en 2000, le RINBIO a mis en oeuvre 97 stations d'observations sur la façade méditerranéenne française ;

- le programme MYTILOS qui a étendu ce type d'observations de 2004 à 2008 aux côtes italiennes, espagnoles et maghrébines, puis en 2009 aux côtes égyptiennes et libyennes ;

- le programme MYTIMED lancé en 2007 en collaboration avec l'Institut hellénique de recherches marines et l'IRCAM italien qui s'applique aux côtes italiennes et grecques.

De plus, dans les milieux spécifiques que sont les lagunes et les étangs, une surveillance des phytoplanctons toxiques est organisée. Le réseau correspondant, le REPHY, complété par des bureaux régionaux d'observation, stocke des informations depuis 1987.

Cet ensemble de données constitue un historique qui permet de mesurer l'évolution des pollutions chimiques traditionnelles.

Les réseaux de la Commission internationale pour l'exploration scientifique de la mer Méditerranée (CIESM) qui est située à Monaco et regroupe 23 Etats, sur la base d'un accord international qui date de 1910.

Sur la même base méthodologique que les réseaux de l'IFREMER (utilisation des bivalves), la CIESM a déployé, principalement sur la rive Nord, des points d'observations dédiés aux métaux lourds et à certains polluants émergents (retardateurs de feu comme le brome).

Les réseaux gérés par le Plan d'action pour la Méditerranée (PAM) qui est le « bras armé » de la Convention de Barcelone.

Le PAM gère plusieurs unités spécifiques dont le MEDPOL, situé à Athènes (programme d'évaluation et de maîtrise de la pollution dans la région méditerranéenne).

Les programmes d'évaluation du MEDPOL qui regroupent des données issues d'actions de surveillance nationale ou régionale, surveillent principalement les métaux lourds et les polluants chimiques les plus dangereux, en application du protocole de la Convention de Barcelone sur les pollutions telluriques (conclu en 1980 et amendé en 1996).

Les deux premiers programmes MEDPOL I et II (1975-1980 et 1981-1995) ont été consacrés à la constitution d'une capacité d'analyse des sources, des tendances et des effets des polluants en Méditerranée.

La phase MEDPOL III a été centrée sur le contrôle et la mise en place de programmes et de procédures unifiées dans chacun des pays partie à la convention.

Les objectifs de MEDPOL IV (2006-2013) sont :

- de faciliter la mise en oeuvre de la convention de Barcelone et de ses protocoles,

- d'évaluer de façon précise la source et l'échelle des pollutions qui atteignent la Méditerranée,

- d'évaluer la qualité et l'évolution de la qualité de l'environnement marin,

- d'assister les signataires dans la mise en oeuvre d'actions d'élimination de la pollution,

- et d'évaluer l'efficacité des mesures de surveillance et de lutte contre la pollution.

S'agissant de l'action du MEDPOL, deux observations s'imposent qui résument une partie des difficultés de la lutte contre la pollution en Méditerranée.

D'une part, il existe une très grande latence entre la conclusion d'un protocole international et sa mise en place effective. Dans le cas du MEDPOL - dont les premiers résultats effectifs ont été obtenus en 2005 - cette latence a été de plus de 25 ans.

D'autre part, l'action du MEDPOL se situe à une intersection qui distingue les Etats riverains disposant à la fois d'un droit unifié dont la méconnaissance peut être sanctionnée par les tribunaux et de possibilités d'analyses (en matériel et en personnel) et les autres.

En conséquence, les données de contrôle synthétisées par le MEDPOL sont très hétérogènes.

Ceci aussi bien en ce qui concerne :

- le nombre d'analyses :

Nombre de relevés par pays, 2003

Source : MED POL BBN

- que la fiabilité de ces analyses en dépit des efforts entrepris par le MEDPOL pour unifier les protocoles et former les personnels des pays des rives Sud et Est.

L'appoint des observations satellitaires

L'action de ces réseaux statiques peut être complétée par les données de l'observation satellitaire qui offre de nombreuses possibilités, comme en témoigne les images suivantes sur les matières inorganiques en suspension dans le Golfe du Lion provenant du panache de l'estuaire du Rhône :

Malheureusement, ces programmes satellitaires ne sont pas toujours intégrés aux réseaux d'informations statiques.

*

* *

La dispersion des initiatives, leur caractère incomplet expliquent que les données qui suivent sur les métaux lourds et les polluants chimiques aient un caractère disparate et qu'elles ne concernent principalement que le littoral.

Mais ces dernières peuvent cependant donner des indications de tendances précieuses.

b) Les métaux

En dépit de la mise en oeuvre de technologies limitant leur emploi et de mesures de recyclages des métaux et plus particulièrement des métaux lourds28(*), leur présence dans les rejets fluviaux est effective.

Le rapport du « Plan Bleu » sur « l'état de l'environnement et du développement en Méditerranée » (2009) recense les principales sources d'émissions industrielles de métaux.

« Le secteur de la transformation des métaux représente la principale source d'émissions de métaux, et en particulier l'émission dans l'air de cadmium, plomb ou chrome, et les rejets dans l'eau de cadmium, nickel et zinc.

La production d'engrais représente la majorité des rejets dans l'eau de plomb et de mercure, tandis que l'essentiel des émissions dans l'air de mercure sont produites par les secteurs du ciment, de l'énergie et de la transformation des métaux.

Le chrome dans l'eau est principalement rejeté par le secteur du raffinage du pétrole, suivi du secteur des engrais et de celui du tannage. Enfin, les émissions atmosphériques de nickel sont majoritairement issues du secteur de l'énergie.

Ainsi, l'industrie de transformation des métaux, la production d'engrais, la production d'énergie, le raffinage du pétrole et le secteur du ciment constituent d'importantes sources de métaux. »

Mesuré par l'Agence de bassin Rhône-Rhin-Méditerranée à Arles et sur les flux particulaires (suivant les métaux, de 2 % à 15 % sont dissous dans l'eau), on aboutit à des quantités totales dépassant le millier de tonnes :

- chrome :

707 t

- cadmium :

4,5 t

- cuivre :

330 t

- nickel :

388 t

- plomb :

350 t

- zinc :

1 292 t

- césium :

71 t

- mercure

3,1 t

On doit cependant souligner qu'une partie de cet apport est un écho d'usages anciens, les métaux déposés sur les sédiments pouvant être relargués en fonction de la localisation et de l'importance des crues.

Il convient également de rappeler que le tellurisme volcanique des fonds du bassin génère de façon chronique ou accidentelle29(*) des apports de métaux lourds.

Mais, au total, les teneurs en métaux lourds des sédiments de la Méditerranée ne sont pas notablement différentes de celles d'autres régions du monde :

Source : Axel Romana

En l'état, les principales données fournies par les réseaux de surveillance des métaux lourds sont les suivantes :

(1) Le césium 137

Le césium a 90 isotopes, mais un seul isotope naturel stable, le césium 133.

Le césium 137 qui est l'un des produits de fission de l'uranium a été suivi par le programme « Mussel Watch » de la CIESM.

La présence de cet isotope dans le bassin méditerranéen est corrélée au parcours des vents après l'incident de Tchernobyl et à la distance des lieux de prélèvement au site :

(2) Le plomb

Le CIESM a mené, en 2008, une campagne sur la présence de plomb en Adriatique qui a dénoté de fortes teneurs sur l'ensemble de la côte Est :

(3) Le mercure

Le mercure dont la volatilité fait qu'il est transporté non seulement par les réseaux hydrographiques mais aussi par l'atmosphère (il se redépose par pluviosité) se métabolise en methylmercure.

Ce métabolite, dont la température élevée de l'eau en Méditerranée favorise la formation, s'accumule dans la chaîne alimentaire.

Les études effectuées par l'IFREMER montrent que les teneurs en mercure relevées dans certains poissons sont très supérieures à la norme (0,1 ìg/g de poids sec - base rouge en ordonnées sur l'histogramme qui suit) et, quelquefois comparables à celles constatées sur l'aymara, poisson guyanais30(*) :

L'étude précitée de l'Agence européenne de l'environnement relève que, pour la majorité des habitants des zones côtières méditerranéennes, l'apport de mercure avoisine la dose de référence américaine (0,7 ug/kg de poids corporel/semaine). Chez certaines communautés de pêcheurs, elle atteindrait 10 fois cette dose.

(4) Le cadmium

La campagne MYTILOS précitée engagée sur les exercices 2004-2005-2006 par l'IFREMER sur la France, l'Espagne, l'Italie et l' Algérie a permis de retracer des taux de cadmium inférieurs à la norme (2,5 ìg/g poids sec) :

(5) Les études ciblées

Le Centre de formation et de recherche sur les milieux marins (CEFREM), unité du CNRS, a mené des recherches plus ciblées sur la nature anthropique ou non de la présence de métaux dans les milieux côtiers et sur le comportement des métaux aux interfaces de ces milieux.

Le facteur anthropique

En fonction de la présence naturelle des métaux dans les milieux naturels des bassins hydrographiques, le CEFREM a défini pour chacun d'entre eux un facteur d'enrichissement (1,5) au-delà duquel il est possible d'affirmer que la pollution est d'origine anthropique et non naturelle.

Ainsi, pour le nickel, le cuivre et le chrome, on ne dénote pratiquement pas d'origine anthropique (sauf pour le cuivre aux embouchures des fleuves).

En revanche, pour le cadmium et le plomb, on relève un effet anthropique indéniable :

Le comportement des métaux aux interfaces des milieux côtiers

En fonction de leur densité et de leur type de liaison avec les milieux particulaires, les métaux ont des comportements différents.

Par exemple, le cadmium qui s'associe au matériau le plus grossier (minéraux lourds) va s'accumuler près du littoral, alors que le nickel et le cuivre en liaison avec des particules plus fines sont présents de façon croissante vers le large :

Les transferts vers les fonds marins

Une récente étude du CEFREM a porté sur les entrées de plomb, mesurées tous les quinze jours, dans deux canyons du Golfe du Lion.

Elle montre, qu'en moyenne, une colonne d'eau charriant des particules de sédimentation fournit un flux de plomb important à des profondeurs respectives de 300 m et 500 m mais que, sauf exceptions, cet apport est beaucoup plus faible à des profondeurs de 1 500 m et 1 900 m.

c) Les contaminants chimiques
(1) Le poids de la réglementation européenne

Pour les pays membres de l'Union européenne, la surveillance des contaminants chimiques est étroitement gouvernée par la mise en application de la directive « substances dangereuses » qui date de 1976 et de la directive cadre sur l'eau qui date de 2000.

Ce texte qui s'applique aux eaux continentales définit 41 substances dangereuses (37 molécules et 4 métaux - le mercure, le cadmium, le plomb et le nickel - qu'il convient soit d'éliminer, soit de réduire fortement pour répondre aux normes de qualité de l'eau (NQE).

(2) L'héritage du passé

La plupart des molécules recherchées appartiennent aux trois groupes identifiés comme toxiques que sont les PCB, les POP et les HAP31(*).

Or, comme cela a déjà été souligné, la plupart de ces substances ont deux caractéristiques :

- une très forte rémanence dans l'environnement due à leur faible biodisponibilité (par exemple, la durée de demi-vie dans l'environnement des 209 congénères des PCB varie de 94 jours à 2700 ans ; la durée de demi-vie dans l'organisme humain du DDT qui est un polluant organique persistant est de 10 ans) ;

- une importante faculté de bioaccumulation due à leur solubilité dans les graisses, ce qui explique qu'on les retrouve souvent au sommet de la chaîne alimentaire.

Cet héritage explique que, quoique ces produits aient été interdits ou leur usage très limité, ils sont encore présents dans l'environnement marin.

Ceci d'autant plus que, comme les métaux lourds, ils peuvent être relargués par la circulation atmosphérique ou charriés par les crues des fleuves qui brassent les sédiments du fond des cours.

(3) Les données disponibles

Les points critiques recensés par le MEDPOL

Le MEDPOL a regroupé les informations disponibles sur les PCB et les polluants organiques persistants dans le Bassin Méditerranéen dans une étude datant de 2007. Cette étude relève que des concentrations élevées de ces substances se retrouvent principalement dans les sédiments situés à l'embouchure des grands fleuves et dans les lagunes :

Points critiques de pollution liés à de fortes concentrations en PCB, DDT, HCB dans la couche superficielle de sédiments, 2007

Source : MEDPOL

Les études menées par l'IFREMER

En 1994, l'IFREMER a mené une étude sur la contamination du littoral français par les PCB (interdits en 1987) :

Cette étude a montré que les eaux de la Méditerranée étaient moins polluées que celles de la Manche et de l'Atlantique.

Plus récemment, une étude de 2007 conduite sur la Méditerranée occidentale a confirmé les résultats de l'étude du MEDPOL concernant les sept des principaux congénères des PCB.

Les études portant sur l'accumulation de contaminants dans la chaîne alimentaire

L'IFREMER a mené une recherche sur la bioaccumulation du CB153 (congénère des PCB) dans le merlu.

Cette étude conduite sur l'aire du Golfe du Lion a montré qu'à compter d'un certain âge (au-delà d'une taille de 25 cm), les mâles de l'espèce ont des taux de PCB élevés et plus importants qu'en Atlantique (un des facteurs d'explication serait que les proies de ces merlus sont situées plus près des côtes (et donc plus contaminées) qu'en Atlantique).

Cette accumulation dans le haut de la chaîne alimentaire est confirmée par une étude comparative menée en 2000 sur le même CB153 et le chrysène (composant naturel du goudron) qui a mis en évidence que ce dernier disparait progressivement alors que les taux de CB153 augmentent fortement dès que l'on s'élève dans la chaîne trophique.

A l'opposé, une étude menée sur les dauphins en Méditerranée occidentale (Aguila et Borell - 2004) confirme l'efficacité des mesures d'interdiction des PCB et du DDT qui sont en voie de diminution, mais confirme aussi la rémanence de ces produits plusieurs décennies après leur interdiction.

Les études sur le transfert des contaminants dans les milieux marins

Une étude conduite en Crète par le Centre hellénique de recherche marine (HRM) a montré que les PCB transportés par l'atmosphère et redéposés dans le milieu marin, restaient largement (pour 87 %) cantonnés à des profondeurs inférieures à 250 m qui sont aussi les zones où la vie marine est la plus riche.


* 26 Quoique, sur ce point, la situation des ampoules à basse consommation ne semble pas clarifiée.

* 27 La Banque européenne d'investissement (BEI) est, principalement mais pas exclusivement, chargée de la mise en oeuvre de ce programme qui fait aussi appel à d'autres ressources communautaires (cf. infra III).

* 28 Il n'y a pas de définition juridique des métaux lourds. Certains estiment que ce terme vise les métaux du tableau de Mendeleïev compris entre le cuivre et le plomb (ce qui exclurait le fer et le chrome).

* 29 A titre d'illustration, des scientifiques tunisiens ont pu démontrer qu'un stock de mercure présent dans la baie de Carthage y avait été apporté par l'explosion du volcan Santorin (vers 1450-1490 av. J.C.) à près de 1 500 km.

* 30 Du fait de l'exploitation aurifère, mais aussi de sa géologie, la Guyane est une des terres d'élection de la présence de mercure dans les cours d'eaux et dans les eaux littorales.

* 31 PCB : polychlorobiphényles.

POP : polluants organiques persistants.

HAP : hydrocarbures aromatiques polycycliques.