Active and passive biomonitoring tools for microplastics assessment in two highly polluted aquatic environments : case study of the Seine estuary and the Lebanese coast

La biosurveillance active et passive pour l’étude des microplastiques dans deux environnements aquatiques pollués : l’estuaire de la Seine et le littoral libanais Thèse présentée La production de plastique est en augmentation continue pour répondre à la forte demande mondiale. Cette production massive est la source d'importantes quantités de plastiques que l'on retrouve dans les milieux aquatiques. Parmi ces plastiques, les microplastiques (MP) (particules microscopiques d’une taille < 5 mm) se retrouvent dans l’eau, les sédiments et sont susceptibles d’être ingérés par divers organismes marins. Cette thèse se focalise sur (1) l’évaluation des sources et des apports de microplastiques au milieu aquatique et de leur présence dans les organismes, et (2) de tester la faisabilité d’utiliser des organismes vivants pour la surveillance de la pollution de l’environnement par les microplastiques. Deux zones côtières affectées par des pressions anthropogéniques ont été étudiées : Le Havre et le littoral libanais. Dans le premier cas, le rôle d’une station de traitement des eaux usées (STEP) et d’une décharge côtière dans l’introduction des microplastiques dans l’environnement a été étudié. Les MPs ont d’abord été analysés dans l'influent, la boue et l’effluent de la STEP. Leur devenir a été suivi selon un gradient de distance de la STEP au niveau de trois matrices : eau de surface, sédiments et moules sauvages (Mytilus spp.). Les MPs ont été trouvés au niveau de toutes les matrices avec une concentration qui diminue en s’éloignant de l’effluent. Des taux de microplastiques élevés (plus élevés que ceux trouvés à côté de la STEP) ont été observés à proximité de la décharge côtière, suggérant son rôle important comme voie d’entrée des MPs dans les eaux côtières. Le long de la côte libanaise, nous avons évalué pour la première fois la pollution par les MPs dans l'eau de mer, les sédiments et dans deux espèces marines importantes en terme de consommation humaine (un poisson pélagique: Engraulis encrasicolus et un bivalve: Spondylus spinosus). Les résultats ont montré différents patterns de concentration des MPs dans les matrices analysées. La présence de MPs dans les organismes était élevée (83.4% et 86.3% dans les anchois et les huîtres, respectivement). Ces résultats ont mis en évidence la pollution élevée liée aux MPs au niveau du bassin Levantin par rapport aux autres régions de la Méditerranée occidentale. De plus, les résultats obtenus indiquent une contribution potentielle des décharges côtières à cette pollution. Le plus souvent, les études sur les microplastiques impliquent l'échantillonnage d’organismes indigènes. Au cours de cette thèse, nous avons testé la faisabilité d'utiliser des organismes transplantés (encagement) pour évaluer la pollution par les microplastiques dans l'environnement marin côtier. Nous avons mis au point des expériences d'encagement avec des juvéniles de flets, Platichthys flesus, en estuaires et des moules bleues, Mytilus edulis, en zone côtière. Pour chaque espèce, l'abondance et les caractéristiques (forme, taille, couleur et type de polymères) des MPs ingérés par les individus encagés ont été comparées avec les MPs ingérés par des individus sauvages capturés sur le même site et avec ceux trouvés dans leur environnement (eaux de surface et sédiments). Nos résultats suggèrent que la technique d'encagement d'organismes peut constituer un outil prometteur pour la biosurveillance des MPs la rendant plus fiable et permettant une étude précise des effets biologiques des MPs sur une période d'exposition prédéterminée.