Universités :

• Université de Mons
• Université de Toliara

Membres du jury :

• Président du jury : Guillaume CAULIER 
• Examinateurs : Samira BENALI et Gilles LEPOINT
• Promoteur : Igor EECKHAUT
• Co-Promoteurs: Thierry LAVITRA et Gildas TODINANAHARY
• Directeur de thèse : Carla BITTENCOURT

Résumé :

La pollution plastique est une préoccupation majeure dans le monde, affectant l’environnement et les organismes vivants.

Madagascar, bien que riche en biodiversité marine,reste peu documenté sur l’ampleur de cette pollution.

Afin de contribuer à la réduction de la pollution marine à Madagascar, la présente étude évalue la pollution plastique (micro- etmacroplastique) en milieu marin dans le sud-ouest de Madagascar vis-à-vis de la pêche artisanale (« small-scale fisheries », SSF) et de l’aquaculture villageoise (« community-based aquaculture », CBA).

L’étude implique (i) l’évaluation de l’importance des débris marins anthropogéniques (« anthropogenic marine debris », AMD) relative à ces activités marines (pêche et aquaculture) ;

ii) l’analyse de la contamination microplastique (MPs <5 mm) dans les sédiments et dans l’eau ainsi que l’identification des sources des principaux types de MPs relatives à ces activités ; (iii) la

caractérisation de l’ingestion des MPs chez les espèces marines de différent groupe trophique ; (iv) le développement d’une méthode rapide de différenciation des microfilaments plastiques d’origine

pétrolière via l’analyse SEM-EDX pour estimer l’erreur faite sur la quantification des microplastiques par les expérimentateurs.

Les campagnes d’échantillonnages ont été menées sur trois sites (Andrevo, Toliara et Sarodrano) du sud-ouest de Madagascar, entre août 2021 et mars 2022. Les AMD (>25 mm) ont été collectés au niveau des mangroves et des plages de chaque site.

Tous les débris ont été triés puis comptés selon leurs catégories et leur usage.

Les débris plastiques collectés ont été triés davantage selon leurs sous-catégories (souple, fil/ficelle, rigide).

Les MPs, ils ont été extraits des sédiments de mangrove, de plage et des herbiers, dans l’eau de mer et dans des organismes marins (bivalve, concombre de mer et poisson).

Ils ont été caractérisés et comptés selon leur forme, leur couleur et leur taille.

La séparation par densité avec une solution saturée en sel (NaCl) a été utilisée pour l’extraction des MPs des sédiments alors que la digestion (avec H2O2 ou KOH) a été utilisée pour l’extraction dans l’eau et chez les organismes. La détermination des sources des MPs a été faite via leur identification sur base d’une bibliothèque de spectres infrarouges (IR) que j’ai élaborée à partir des macroplastiques prélevés dans les mêmes sites.

Les résultats ont révélé que les débris plastiques représentaient plus de 60 % de la totalité des AMD collectées dans les mangroves et les plages.

Les SSF et CBA contribuent à la pollution des écosystèmes considérés étudiés, avec des débris représentant 40 % de la totalité de AMD collectées.

Les débris relatifs aux SSF et CBA sont plus concentrés sur les plages (0,07 item m-2) que dans les mangroves (0,01 item m-2) et ils incluent aussi les débris d’objets réutilisés comme

les bouteilles d’eau, les fragments de sandales « flip-flop » et les fragments de sacs en polypropylène tissé. L’accumulation des débris relatifs aux SSF est plus importante que ceux liés

à l’aquaculture, avec 13,73 × 10-2 items m-2 j-1.

L’analyse des sédiments et de l’eau marine a révélé une forte contamination par les MPs, qui sont majoritairement colorés (28–80 %) et de taille inférieure à 2 mm (>60 %).

Les concentrations varient selon les habitats, avec un maximum observé dans les sédiments des herbiers (126 ± 165particules·kg⁻¹), zones où se développent l’algoculture et l’holothuriculture.

Les fibres (>70 %) sont les formes les plus fréquentes, suivis des fragments. Plus de 53 % des MPs analysés présentaient des spectres FT-IR (Fourier-transform infrared) identiques à ceux de la bibliothèque IR, indiquant leur origine locale par fragmentation des macroplastiques.

Environ 13 % proviendraient de sacs de riz et 40 % de cordages utilisés en SSF et CBA.

Si les résultats précédents ont permis d’avoir une vue générale de la pollution par les macro- et microplastiques, l’évaluation de la contamination des organismes marins par les MPs a permis d’approfondir l’impact de cette pollution dans les chaines trophiques.

Sur 630 individus analysés, 60 % étaient contaminés par des MPs.

Comme dans les habitats, les formes fibreuses (>95 %) et pigmentées (55–99 %) prédominent.

Toliara présente la plus forte proportion d’individus contaminés (77 %) et la plus haute moyenne de MPs par individu.

L’espèce herbivore Siganus sutor est la plus affectée, avec 3,48 ± 5,28 particules·individu⁻¹ et 0,08 ± 0,11 particule·g⁻¹, les branchies étant identifiées comme voie principale d’exposition.

Les corrélations observées montrent que les sites peu chargés en macroplastiques peuvent néanmoins présenter une forte accumulation de MPs et que l’accumulation des MPs chez les organismes est due à de multiples facteurs.

Les analyses des MPs extraites des habitats et des organismes marins ont confirmé la nécessité d’adoption d’une méthode de différenciation entre les microfibres pétrosourcées et les microfibres organiques.

La méthode SEM-EDX s’est révélée pertinente : un rapport C/O < 1 indique une origine pétrosourcée, tandis qu’un rapport > 1 correspond à une origine organique (algues, etc.).

Le taux moyen d’erreur d’identification par des observateurs était de 36,32 %.

Ces résultats soulignent le rôle significatif des activités locales, marines et terrestres, dans la contamination des écosystèmes côtiers par les plastiques.

La pollution par les MPs y est généralisée, représentant une menace pour les réseaux trophiques et la sécurité alimentaire des communautés côtières.

Une réduction urgente des déchets plastiques et une meilleure sensibilisation locale sont essentielles pour promouvoir des pratiques durables.