Surveiller les déchets marins depuis l’espace

Détecter les déchets marins depuis l’espace et suivre leur présence est désormais possible, à en juger par les résultats d’une nouvelle étude

L’étude a été menée par l’Université de Cadix en Espagne et l’Institut des Sciences Marines (ICM) de Barcelone, dépendant du Conseil Supérieur de la Recherche Scientifique (CSIC) en Espagne.

Jusqu’à présent, la quantité de déchets – notamment de plastique – à la surface de la mer était rarement suffisamment élevée pour générer un signal détectable depuis l’espace. Cependant, en utilisant des superordinateurs et des algorithmes de recherche avancés, l’équipe de recherche a montré que les satellites constituent un outil efficace pour estimer la quantité de débris dans la mer.

Pour mener à bien ces travaux, financés par l’Agence spatiale européenne (ESA), une série historique de six ans d’observations du satellite européen Copernicus Sentinel-2 en Méditerranée a été analysée. Au total, 300 000 images prises tous les trois jours avec une résolution de 10 mètres ont été scrutées. Les résultats révèlent de grandes agglomérations d’ordures et de déchets au sein de structures flottantes scientifiquement connues sous le nom de « sentiers » qui peuvent mesurer plusieurs kilomètres de long et résultent de la convergence des courants marins et de l’effet du vent sur la surface de la mer.

Même si les capteurs du satellite n’étaient pas spécifiquement conçus pour détecter les déchets, sa capacité à identifier le plastique a permis de dresser une carte des zones les plus polluées de la Méditerranée. Cette carte montre les principaux points d’entrée des déchets en provenance du continent et fournit des données nouvelles et révélatrices sur les mécanismes qui transportent les déchets. Les résultats indiquent que la quantité de plastique flottant en Méditerranée pourrait couvrir une superficie d’environ 95 kilomètres carrés au cours de la période 2015-2021.

“Jusqu’à présent, rechercher des agrégats de déchets de plusieurs mètres de diamètre à la surface de l’océan revenait à chercher des aiguilles dans une botte de foin, car la formation de sentiers nécessite la présence d’une grande quantité de déchets et de peu de vent pour les empêcher de se disperser. .” », déclare Manuel Arias, chercheur à l’ICM et l’un des codirecteurs des travaux.

Carte de la mer Méditerranée avec les localisations des accumulations de déchets marins détectées grâce au satellite européen Copernicus Sentinel-2. Chaque cercle rouge représente une accumulation détectée entre juin 2015 et septembre 2021 (en bleu, les zones urbaines et industrielles des pays fluviaux). (Image : M. Arias / A. Cózar)

De son côté, Andrés Cózar, de l’Université de Cadix, également codirecteur de l’étude, souligne que « la pertinence et la signification des sentiers en termes de déchets marins étaient jusqu’à présent inconnues », et célèbre l’automatisation grâce aux superordinateurs et des algorithmes de recherche avancés ont permis de prouver qu’il est possible de surveiller l’accumulation de déchets marins depuis l’espace sur de vastes zones et de manière régulière.

En regardant les futures missions spatiales, l’équipe de recherche suggère d’installer des capteurs spécifiques pour la détection des plastiques sur les satellites. Selon l’étude, cela multiplierait par vingt la capacité de détection du plastique dans la mer. De plus, ces informations pourraient être comparées à d’autres facteurs environnementaux pour améliorer la connaissance des mécanismes qui transportent les déchets plastiques de la terre vers la mer, et mieux orienter les actions et réglementations pour lutter contre cette forme de pollution marine qui affecte à la fois la biodiversité, les ressources halieutiques et le tourisme.

L’étude conclut que des facteurs tels que la densité de population, la géographie ou les précipitations influencent de manière significative l’accumulation de déchets dans la mer. Ainsi, par exemple, les pays désertiques ou les villes contribuent beaucoup moins au problème, tandis que dans les zones où les précipitations sont plus importantes, surtout lorsque des pluies torrentielles surviennent, l’accumulation de déchets résultant des émissions survenues au cours des jours et des semaines précédents est beaucoup plus importante.

Enfin, l’étude révèle que, pour la plupart, les déchets d’origine continentale se limitent aux 15 premiers kilomètres de mer à partir de la côte et y reviennent au bout de quelques jours ou mois. “Cela confirme l’idée selon laquelle la distribution des déchets d’origine continentale et ceux générés par les activités humaines directement dans la mer se comportent et se répartissent de manière différente”, détaille Arias en ce sens.

Les auteurs de l’étude illustrent l’applicabilité de la nouvelle méthodologie avec plusieurs cas réels, tels que l’évaluation de l’efficacité des plans d’action contre les déchets dans le Tibre à Rome (Italie), l’identification des sources de pollution liées au transport maritime dans le Canal de Suez (Égypte) ou l’utilisation d’observations satellitaires pour guider les tâches de nettoyage dans les eaux du golfe de Gascogne (Espagne).

Dans l’ensemble, les résultats des travaux montrent que la surveillance de la pollution marine par satellite est réalisable et prometteuse pour des questions allant au-delà du plastique. Par exemple, un capteur spécifiquement dédié à la détection et à l’identification d’objets flottants pourrait aider à résoudre des problèmes tels que la perte de cargaison sur les navires, les marées noires ou la recherche et le sauvetage en mer.

Outre l’Université de Cadix et l’ICM-CSIC, l’équipe de travail est composée de chercheurs de l’ESA, d’ARGANS France en France, de l’Université Polytechnique de Catalogne, du CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche, en Italie), de l’Université Technique de Crète en Grèce, ARGANS Ltd. (Royaume-Uni), AIRBUS Defence and Space (France), le JRC (Joint Research Centre) de la Commission européenne, The Ocean Cleanup (Pays-Bas) et ACRI-ST (France).

L’étude s’intitule « Preuve de concept pour un nouveau capteur permettant de surveiller les déchets marins depuis l’espace ». Et cela a été publié dans la revue universitaire Nature Communications. (Source : ICM/CSIC)