Un goût pour l'or noir : les océans se remettent du déversement de pétrole grâce aux microbes

Un éclat de pétrole était facilement visible à la surface dans le golfe du Mexique après la marée noire Deepwater Horizon.

Un éclat de pétrole était facilement visible à la surface dans le golfe du Mexique après la marée noire Deepwater Horizon.

Après le déversement de pétrole de la plate-forme Deepwater Horizon, pendant lequel on estime que 4,9 millions de barils de pétrole brut se sont répandus dans le golfe du Mexique pendant trois mois en 2010, la nature a continué à faire ce qu'elle fait depuis toujours. Lentement mais sûrement, elle décompose le pétrole en dioxyde de carbone et en eau, deux de ses composants.

Le pétrole a toujours été présent dans l'environnement. Les premiers suintements de pétrole enregistrés - fuites de gaz naturel, de pétrole brut et de bitume dans l'atmosphère de la Terre ou à sa surface, y compris sur le fond océanique - remontent à aussi loin que l'ère paléolithique. Des études récentes ont montré qu'ils se sont produits partout dans le monde, dans des endroits tels que l'Arctique, le golfe du Mexique et la côte ouest de la Californie.

Des études scientifiques ont permis de confirmer que certains micro-organismes naturellement présents dans l'environnement, principalement des bactéries et des champignons, disposent d'une capacité prodigieuse à décomposer ou à dégrader le pétrole. « Compte tenu du volume de pétrole libéré par les suintements naturels, sans la dégradation microbiologique, nous aurions probablement du pétrole jusqu'aux genoux », affirme Kenneth Lee, directeur exécutif du Centre de recherche sur le pétrole, le gaz et autres sources d'énergie extracôtières (CRPGEE), un centre d'expertise de Pêches et Océans Canada établi à l'Institut océanographique de Bedford, Dartmouth (Nouvelle-écosse). Le CRPGEE coordonne les travaux de recherche sur les répercussions environnementales et océanographiques de l'exploration, de la production et du transport du pétrole extracôtier. Grâce à ses travaux, ce groupe de recherche a permis à Pêches et Océans Canada d'acquérir une renommée internationale dans le domaine de la recherche sur l'intervention en cas de déversement de pétrole.

Atténuation naturelle

Dans le golfe du Mexique, des chercheurs à bord d'un navire prélèvent des échantillons d'eau pendant le déversement de pétrole de la plate-forme

Dans le golfe du Mexique, des chercheurs à bord d'un navire prélèvent des échantillons d'eau pendant le déversement de pétrole de la plate-forme

Les microbes, principalement des bactéries et des champignons, qui sont naturellement présents dans le milieu marin, constituent un facteur clé dans la dégradation naturelle du pétrole, pendant laquelle celui-ci est décomposé en dioxyde de carbone et en eau, deux de ses composants. Les études suggèrent que c'est ce processus qui est responsable de l'élimination de la plupart du pétrole rejeté lors de la marée noire de 2010 dans le golfe du Mexique.

Les microbes, principalement des bactéries et des champignons, qui sont naturellement présents dans le milieu marin, constituent un facteur clé dans la dégradation naturelle du pétrole, pendant laquelle celui-ci est décomposé en dioxyde de carbone et en eau, deux de ses composants. Les études suggèrent que c'est ce processus qui est responsable de l'élimination de la plupart du pétrole rejeté lors de la marée noire de 2010 dans le golfe du Mexique.

Afin de répondre aux préoccupations du public quant au devenir et aux effets du pétrole déversé dans le golfe du Mexique, l'American Society for Microbiology a récemment organisé une rencontre d'experts mondiaux spécialisés en microbiologie marine pour produire la publication Microbes et déversements de pétrole. Les participants à cet atelier, notamment M. Lee, ont discuté de l'importance des microbes dans la dégradation du pétrole et des méthodes pouvant être utilisées pour accélérer la vitesse de cette « atténuation naturelle » - le rétablissement uniquement attribuable aux processus naturels.

« Même dans les endroits où le niveau naturel de pétrole est faible, quelques microbes ayant la capacité de dégrader le pétrole semblent s'y trouver », indique le rapport, où l'on estime qu'environ la moitié du pétrole qui s'infiltre aujourd'hui dans les océans du monde vient de ces suintements naturels, le reste découlant des activités humaines.

Selon le rapport Microbes et déversements de pétrole :

  • Le pétrole brut est différent d'une source à l'autre, se composant en proportions différentes d'hydrocarbures comme le méthane (gaz naturel), de matières légères semblables à l'essence et de matières lourdes qui ressemblent à l'asphalte. Les différences dans la composition chimique du pétrole brut et des produits pétroliers raffinés influencent les répercussions qu'ils ont sur l'environnement une fois rejetés dans celui-ci.
  • Les dizaines de milliers de composés différents qui forment le pétrole ne sont biodégradables que par une communauté de micro-organismes agissant de concert.
  • Les microbes arrivent à dégrader jusqu'à 90 % de certains pétroles bruts légers, mais les molécules plus grandes et plus complexes (co mme celles de l'asphalte étendu sur les routes) ne peuvent être biodégradées de manière significative.

Bien que nous puissions « compter sur les microbes pour dégrader le pétrole au fil du temps », le rapport indique que le processus n'est peut-être pas assez rapide pour empêcher les dommages environnementaux. Pour cette raison, il est important de contenir ou de récupérer immédiatement le pétrole comme premier moyen de défense.

« La présence de microbes qui dégradent le pétrole ne signifie pas nécessairement que les conditions du milieu sont idéales pour la biodégradation du pétrole. à l'instar des plantes qui poussent plus vite avec le bon apport de lumière, d'eau et d'engrais, les microbes peuvent dégrader le pétrole beaucoup plus rapidement dans des conditions environnementales optimales », lit-on dans le rapport.

Parmi les principaux facteurs pouvant influencer la vitesse de l'atténuation naturelle :

  • la nature physique et chimique du pétrole;
  • la présence de nutriments et d'oxygène (ou d'autres accepteurs d'électrons);
  • la température et la pression de l'eau;
  • le pH et la salinité de l'eau;
  • la composition de la communauté microbienne.

Biorestauration - un autre protecteur de la nature

M. Lee a mené des recherches innovantes dans le domaine de la biorestauration, particulièrement en ce qui a trait à l'accélération des vitesses de dégradation microbiologique pour le retrait des contaminants. En déterminant les facteurs susceptibles de limiter les vitesses optimales de dégradation du pétrole (p. ex. la limitation des nutriments) et en mettant en place des stratégies pour contrer ceux-ci, les chercheurs de Pêches et Océans Canada ont mis au point et validé un certain nombre de mesures de lutte contre les déversements de pétrole. Cette recherche a entre autres mené à la rédaction de directives opérationnelles pour la biorestauration des déversements de pétrole en mer, lesquelles ont été sanctionnées par l'Organisation maritime internationale. En plus de la biorestauration grâce à l'enrichissement en matières nutritives, d'autres techniques d'atténuation telles que la phytorestauration, l'accroissement de la dispersion au moyen d'agents de dispersion du pétrole et la formation d'agrégats d'hydrocarbures et de minéraux sont continuellement mises au point, améliorées et mises à l'essai aux fins d'utilisation dans les régions intertidales, notamment les zones humides, les eaux froides-tempérées et l'Arctique. L'objectif est d'accélérer les processus naturels de rétablissement afin de protéger notre milieu marin et ses ressources vivantes.

Golfe du Mexique - Déversement de pétrole de la plate-forme Deepwater Horizon

Brian Robinson, chimiste de Pêches et Océans Canada, réalise une analyse au moyen d'un appareil Micro-Oxymax pour mesurer la quantité de dioxyde de carbone (CO2) émise par les microbes à mesure qu'ils dégradent le pétrole.

Brian Robinson, chimiste de Pêches et Océans Canada, réalise une analyse au moyen d'un appareil Micro-Oxymax pour mesurer la quantité de dioxyde de carbone (CO2) émise par les microbes à mesure qu'ils dégradent le pétrole.

L'équipe de recherche du CRPGEE a été appelée à fournir des conseils scientifiques et du soutien technique sur le terrain dans le cadre des opérations d'intervention sous le commandement unifié après le déversement de pétrole de la plate-forme Deepwater Horizon. Des milliers de gallons d'agents dispersants chimiques - semblables au détergent à vaisselle - ont été utilisés dans le golfe du Mexique pour décomposer le pétrole en petites gouttelettes. Celles-ci se sont diluées dans la colonne d'eau pour former des concentrations moins toxiques. En plus de réduire le risque que le pétrole atteigne les habitats sensibles des terres humides côtières, ce processus a facilité la dégradation du pétrole par les microbes. L'équipe des sciences de Pêches et Océans Canada (MPO) a fourni du soutien dans le cadre des opérations d'intervention lors du déversement en surveillant la taille des gouttelettes d'huile dans la colonne d'eau après avoir ajouté les agents dispersants chimiques au moyen d'injections aériennes et sous-marines.

« Maintenant, le consensus veut que la dégradation microbiologique s'est avérée un processus majeur pour éliminer le déversement de la plate-forme Deepwater Horizon... beaucoup de pétrole a déjà été décomposé grâce à ce processus », déclare M. Lee. Certaines preuves attestent du rétablissement de l'écosystème du golfe du Mexique. En tant qu'élément du réseau trophique, les bactéries capables de dégrader le pétrole sont consommées par d'autres micro-organismes qui, à leur tour, sont mangés par des prédateurs plus grands. Une fois le pétrole disparu, les microbes disposent de moins de nourriture et redeviennent moins nombreux, comme avant le déversement.

La recherche continue qui a suivi le déversement de la plate-forme Deepwater Horizon fournit également des réponses à certaines de nos préoccupations au Canada. L'explosion sous-marine survenue à 1 500 mètres de profondeur et l'ajout d'agents dispersants ont entraîné la formation d'un panache de pétrole à une profondeur de plus de 1 000 mètres. La température de l'eau y avoisine les quatre degrés Celsius, soit environ la même température que celle enregistrée dans les eaux du Nord. Selon M. Lee, on dispose maintenant d'une « preuve irréfutable » que les basses températures ne retardent pas autant que l'on pensait la dégradation du pétrole dans l'environnement marin.

Résilience et état de préparation

La recherche nous permet de mieux comprendre à quel point l'environnement naturel est capable de se préserver. Toutefois, l'impact des déversements d'origine humaine s'avère parfois trop important pour que la nature puisse y faire face. Pour cette raison, il est important d'être prêt à lui donner un coup de main. « L'océan est plus résilient que nous le pensons. Dans la quasi-totalité des cas suivant un déversement de pétrole majeur, même si le changement peut se faire lentement, il existe des preuves que l'habitat se rétablit de façon significative avec le temps », affirme M. Lee. « Le fait de savoir à quelle vitesse le pétrole se biodégrade naturellement et d'étudier les techniques de nettoyage qui sont efficaces et celles qui ne le sont pas dans des conditions variées nous aide à prendre des décisions fondées sur la science et à préparer des directives opérationnelles qui seront utiles aux responsables de l'intervention en cas de déversement de pétrole. »

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