La Montagne du samedi 20 février 2021
Environnement
En Creuse, Hervé Laboulle étudie depuis dix ans le possible lien entre fumiers et cyanobactéries
Les cyanobactéries, petites bactéries photosynthétiques, sont devenues la hantise des gestionnaires d’étangs et de plans d’eau. Depuis une vingtaine d’années, on les prélève, on les compte, on les analyse, et selon leur nombre, on interdit la baignade là où elles prospèrent de trop, par précaution, car certaines se révèlent extrêmement toxiques si elles sont ingérées.
Les scientifiques se sont également concentrés sur les causes de leur prolifération et sont arrivés à un consensus : la présence de phosphore favorise leur démultiplication (lire ci-dessous).
Le ruissellement des purins de fumiers : une hypothèse à contre-courant de la littérature scientifique
De l’avis de tous mais pas de celui d’Hervé Laboulle, hydrobiologiste de formation, qui se penche depuis une dizaine d’années sur la question. « Les cyanobactéries font partie de la biodiversité, elles sont naturellement présentes en petit nombre et restent invisibles la plupart du temps. Elles sont aussi un précieux indicateur : dès qu’il y a un déséquilibre, elles vont prendre le dessus sur les autres algues. Si on voit des cyanos apparaître dans un plan d’eau, c’est qu’il y a un problème. »
Chaque été, l'étang du Cheix connaît une prolifération de cyanobactéries @Bruno Barlier
Et ce problème pour ce professeur de SVT, n’est pas à chercher uniquement du côté du phosphore.
« Il y a des tas d’exemples qui montrent que la théorie du phosphore ne marche pas. Le taux de phosphore mesuré depuis trente ans dans le milieu naturel a été divisé par deux. Malgré cela et dans le même temps, l’occurrence des cyanobactéries a augmenté en amplitude et en fréquence »
HERVÉ LABOULLE
Hervé Laboulle s’est donc mis à la recherche d’un autre paramètre. Les 93 hectares du bassin-versant de l’étang du Cheix, à La Souterraine, sont devenus le terrain d’expérimentation de cet habitant de Saint-Germain-Beaupré.
Cyanobactéries dans les plans d'eau creusois : et si le purin en était la cause ?
En 2014, il émet l’hypothèque que les efflorescences des cyanobactéries pourraient trouver leur origine dans le bassin-versant environnant. Et notamment dans les tas de fumier qui, exposés aux intempéries dans les champs, fabriquent des purins qui s’écoulent ensuite jusque dans les plans d’eau et étangs. Pour lui, l’explosion des cyanobactéries en France coïncide avec l’agrandissement des exploitations et la mise en extérieur des fumiers dans les années 1990.
Le purin qui s'écoule des tas de fumiers se mêle au ruissellement des eaux et finit dans les plans d'eau, étangs et rivières @ Bruno Barlier
« Autrefois, on entreposait le fumier dans des aires bétonnées comme on en retrouve dans certains villages et ça marchait bien, il y avait peu d’émission de purin. A partir du moment où l’on a mis les fumiers à l’air libre, le problème a commencé à se poser. »
HERVÉ LABOULLE
Ces purins colorent l’eau, réduisant sa transparence. Plus la transparence de l’eau est importante, plus sa capacité thermique est élevée, et au contraire, plus elle est turbide, opaque, plus l’eau va se réchauffer en surface rapidement en été, tout simplement parce que l’énergie solaire ne se perdra pas en profondeur. « J’ai mesuré des 30 °C en surface ici », indique Hervé Laboulle qui rappelle que les cyanobactéries se développent au-dessus de 25 °C.
La turbidité de l'eau favoriserait son réchauffement et la prolifération des cyanobactéries
Selon lui, ce serait donc la turbidité de l’eau, causée par les purins, qui favoriserait son réchauffement et donc la prolifération des cyanobactéries. Depuis vingt ans, au Cheix, pas une année ne se passe sans cyanobactéries et restrictions de baignade. Depuis les berges, on voit très nettement les ruissellements jaunâtres qui viennent se mêler aux eaux de l’étang. « Ce sont les derniers purins qui arrivent », explique Hervé Laboulle qui a noté l’existence de trois tas de fumiers sur le bassin-versant du Cheix.
« L’un était à 200 mètres et depuis 2014, il s’est tari, un autre est à 350 mètres du ruisseau, du côté de la Bridiers, il est en cours de tarissement comme le troisième, à 450 mètres. Je ne sais pas encore si ça va mettre 6 mois, un an, donc j’ai donné l’horizon 2022 comme échéance. L’eau du ruisseau devrait être claire en 2022. » Il saura alors si sa théorie tient la route, si, en l’absence de ruissellements de purins, le Cheix regagne la transparence de ses eaux et si cela coïncide avec la disparition des cyanobactéries.
Hervé Laboulle mesure tous les quinze jours, la transparence de l'eau de l'étang du Cheix @ Bruno Barlier
En attendant, il consigne très précieusement les mesures de transparence qu’il réalise tous les quinze jours depuis 2012. « De 2012 à 2017, la transparence ne variait pas en hiver, on était à 60-70 cm de transparence et c’était suffisant pour que dès les premières semaines de juillet, les cyanos se développent, explique Hervé Laboulle. Dès 2017, j’ai commencé à voir des transparences de 90 cm voire un mètre qui laissait supposer que le premier tas de fumier commençait à se tarir. Mais avec le tarissement des eaux claires qui venaient le diluer, le purin l’emportait, on perdait 20-30 cm de transparence en été et les cyano reflambaient. »
Des ultrasons à Anzême et Jouillat pour lutter contre les cyanobactéries (Creuse)
Car se conjugue à l’effet purin, l’effet sécheresse qui empêche sa dilution et provoque son arrivée plus concentré dans l’étang. Pour appuyer sa théorie, il cite en exemple le plan d’eau de Gouzon - réservoir de Grands-Champs - où aucun purin ne s’écoule puisqu’il est en sommet de bassin-versant, alimenté par des sources et où aucun problème de cyanobactéries n’a été recensé. « L’eau est limpide. J’ai fait des mesures avec mon disque Secchi, j’avais 4 mètres de transparence. Je n’ai pas pu descendre plus loin faute de corde ! L’eau en surface est à 21 °C en plein été, elle ne surchauffe pas et il n’y a pas de cyanos. »
@ Bruno Barlier
Il mentionne également ces bulles qui s’accumulent dans les méandres des rivières, « les molécules de purin qui sont des acides humiques ont une structure de savon et donc quand l’eau est agitée, elles ont tendance à faire des bulles pérennes ». Preuve selon lui que les purins suivent le ruissellement des eaux.
Expérimenter la pose de bâches spécifiques sur les tas de fumiers pour éviter les ruissellements de purin
Hervé Laboulle aurait aimé pouvoir pousser plus loin son expérimentation. Il a contacté les agriculteurs à qui appartiennent les tas de fumiers et a trouvé avec eux, un compromis qui satisfait les deux parties. Depuis octobre 2013, ils stockent désormais leur fumier en dehors du bassin-versant du Cheix pour éviter d’ajouter des purins à ceux déjà existants. « Je leur ai aussi conseillé d’épandre, car l’épandage lui, ne pose pas de problème, le sol arrive à traiter le purin sur une plus grande surface. »
@ Bruno Barlier
Sa théorie, il la partage avec Yves Hérody, pédologue, agronome et agriculteur dans le Jura qui travaille depuis de nombreuses années sur les fumiers.
« Il préconise aux agriculteurs de mettre des bâches spéciales sur leur fumier qui empêche la percolation et le lessivage des sels minéraux tout en favorisant son aération pour qu’il se décompose et soit optimum pour être épandu. »
HERVÉ LABOULLE
L’investissement a le mérite de stopper les écoulements de purin dans les eaux de ruissellement et de fournir à l’agriculteur un fumier de bien meilleure qualité puisqu’il conserve alors toute sa matière organique sans perte de masse, et sans lessivage de ses sels minéraux. Les eaux de ruissellement y trouveraient un véritable intérêt écologique et les agriculteurs, un intérêt économique.
« Dans le Jura, ils ont évalué l’impact économique de ces bâches sur leur fumier, et selon les exploitations, leur grandeur, la façon dont elles sont conduites, ils font des économies de 6.000 à 10.000 euros d’engrais », rapporte Hervé Laboulle.
Et d’eau. « La matière organique, c’est ce qui permet de retenir l’eau dans les terres et en période de sécheresse, si elles étaient plus riches en matière organique, elles seraient beaucoup plus résilientes », souligne le professeur de SVT qui souhaiterait que la Chambre d’agriculture s’ouvre à la démarche.
« Il faudrait tenter cela sur un bassin-versant un peu plus grand pour voir l’impact. Les bâches coûtent cher (150 euros l’une pour une durée de vie de 5 ans), il faudrait prévoir d’aider les agriculteurs volontaires à s’équiper et puis faire une évaluation économique cinq ans plus tard. Quand ils verront que dans leur bilan, ils auront acheté moins d’engrais et auront épandu plus de fumier, je pense que lorsqu’il faudra renouveler les bâches, ils investiront parce qu’ils sauront qu’ils ont un vrai retour sur investissement. »
HERVÉ LABOULLE
Et un vrai rôle à jouer sur la qualité des eaux à l’échelle d’un bassin-versant. Car l’effet de réchauffement ne se limite pas aux lieux de baignade, « en rivière, on a le même effet », rappelle Hervé Laboulle. « Cela nuit à la flore et à la faune. J’ai mesuré des 22 °C en rivière, or à 17 °C la truite par exemple, arrête de s’alimenter, elle des problèmes de respiration. À 22 °C, il n’y a plus une truite dans l’eau. Les plantes aquatiques, sans lumière, ne germent pas, ne se développent pas. D’ailleurs dans les plans d’eau, elles ont disparu, constate-t-il. C’est tout un écosystème, toute une chaine alimentaire qui est détruite. » Et pas seulement notre baignade interdite.
(*) Les purins produits à partir du fumier contiennent des sels minéraux dont du phosphore et de l’azote qui s’ajoutent également aux paramètres favorables aux cyanobactéries.
Pour la communauté scientifique, le phosphore est le principal responsable de la prolifération de cyanobactéries
L’hypothèse d’Hervé Laboulle se heurte à celle de la communauté scientifique qui privilégie la surabondance en nutriments et notamment en phosphore pour expliquer les multiplications de cyanobactéries.
« C’est à l’opposé de ce que disent des scientifiques et chercheurs qui travaillent dessus depuis des dizaines d’années. La communauté scientifique a établi depuis très longtemps que les blooms (*) de cyanobactéries sont liés à l’excès de nutriments dans les écosystèmes et notamment de phosphore. Il n’y a même plus de discussion là-dessus. »
JEAN-FRANÇOIS HUMBERT ( l’un des fondateurs du Groupement d’intérêt scientifique cyanobactéries)
@ Michèle Delpy
Du phosphore qui a des origines diverses et finit dans les eaux, qu’elles courent ou qu’elles soient closes. « Il provient des eaux usées domestiques notamment, de l’agriculture, on en retrouve dans les déjections animales donc effectivement, le fumier peut être aussi une source de phosphore », concède Jean-François Humbert. Il y a aussi la mémoire interne des lacs et plans d’eau dont les sédiments ont emprisonné des stocks de phosphore et les relarguent peu à peu.
« Pour que les cyanobactéries ne se développent pas, il est nécessaire que la concentration en phosphore soit inférieur à 20 microgrammes par litre, précise Jean-François Humbert. Si vous avez une concentration de 200 microgrammes par litre, et que vous réduisez par deux votre concentration, vous aurez encore 100 microgrammes par litre et vous permettez toujours aux cyanobactéries de se développer, donc cela peut prendre du temps avant d'atteindre ce seuil de 20 microgrammes… C’est pour cela qu'on est quelquefois frustré de ne pas voir de résultats malgré cette diminution généralisée des taux de phosphore dans la nature.»
Il ne voit en revanche aucune corrélation avec la turbidité de l’eau qui « n’est pas favorable au développement du phytoplancton » dont font partie les cyanobactéries qui ne remportent la mise dans ces conditions que parce qu’« elles s’organisent en colonie, ce qui leur permet d’avoir une bonne flottabilité et d’occuper le dessus des plans d’eau pour avoir accès à la lumière. »
Quand au réchauffement des eaux, Jean-François Humbert note que le taux de croissance des cyanobactéries est multiplié quand les eaux passent de 15 à 25 °C, mais qu’au-delà, il va rester plus ou moins le même. 
Préserver le milieu naturel et la qualité des eaux reste la meilleure prévention contre les cyanobactéries
Jean-François Humbert cite des exemples de restauration réussie de lacs dont les eaux étaient dégradées et propices aux cyanobactéries comme le lac Léman et le lac du Bourget. « Ce sont des lacs qui étaient euthrophisés et qui ont connu des proliférations de cyanobactéries. Dans les années 1980, leur concentration en phosphates était de 80 à 100 microgrammes par litre. Quand on a diminué ces concentrations pour passer en dessous de 20 microgrammes par litre, les lacs se sont ré-oligotrophisés, sont devenus plus pauvres en nutriments, ils se sont restaurés et les cyanobactéries ont disparu. » Il a fallu pour cela construire des stations d'épurations plus modernes et améliorer le réseau de collecte des eaux usées afin de mieux les traiter.
L'interdiction des phosphates dans les lessives depuis 2007 a également contribué à diminuer ses taux dans les eaux usées. « Si on regarde à l’échelle européenne, les concentrations en phosphore diminuent partout grâce à cela, dans toutes les rivières et les lacs. C’est une des rares bonnes nouvelles que l'on a sur le front de l’environnement », souligne Jean-François Humbert.
Il existe aujourd'hui des outils pour lutter contre les cyanobactéries, des systèmes à ultra-sons par exemple, peu efficaces selon le GIS, des méthodes de lutte chimique comme le sulfate de cuivre ou le peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée) que déconseille vivement les chercheurs car cela crée des stress pour le milieu, des pollutions et des destructions d'espèces qui vont bien au-delà des cyanobacteries.
@Richard Brunel
Pour le scientifique, « gérer les flux de phosphore est la recommandation et la clé d’une gestion durable des écosystèmes ». Il mentionne bien sûr les solutions de traitement des eaux usées mais rappelle qu'il faut également investir dans la protection et la restauration des zones humides qui jouent un rôle dans l’abattement des taux de phosphore et d’azote.
Tout autant que dans la restauration des cours d’eau parce que le taux de nutriments à la sortie d'un cours canalisé et d'un cours d’eau naturel ne seront pas les mêmes. Dans un cours d'eau canalisé, sédiments et nutriments sont concentrés et finissent leur course dans le plan d'eau ou l'étang en l'état. Dans un cours d'eau naturel, une transformation microbiologique de l’azote va s'opérer et une partie va repartir dans l'atmosphère, de même qu'un piégeage de phosphore qui va se sédimenter.
La meilleure protection contre les cyanobactéries reste pour le scientifique, la préservation de l'environnement naturel des cours d'eau. « Il faut faire des zones enherbées entre les pâtures et les rivières, préserver les zones humides, investir dans des aménagements écologiques du territoire qui permettent de réduire l’apport de nutriments dans les étendues d'eau ».
(*) Efflorescence, prolifération.
Le laboratoire départemental d'analyses d'Ajain est en charge des contrôles sanitaires demandés par l'ARS
Dès que la saison de baignade débute, c’est le laboratoire départemental d’analyses d’Ajain qui effectue les prélèvements dans le cadre des contrôles sanitaires diligentés par l’ARS.
Contrairement aux bactéries pathogènes qui peuvent se trouver dans les aliments, l’intérêt de la recherche concernant la problématique des cyanobactéries est beaucoup plus récent. « On en est au début, on part de beaucoup plus loin, explique Jean-Pierre Barreaud, directeur du laboratoire d’Ajain. On est parti d’une problématique qui est la transparence des eaux de baignade. En deçà d’un mètre, on a cherché à savoir pourquoi cette transparence n’était plus dans les valeurs attendues et c’est à partir des années 2000 qu’on a commencé les recherches sur les cyanobactéries. »
@ Bruno Barlier
Aujourd’hui, le laboratoire départemental a acquis toutes les compétences pour réaliser des prélèvements, dénombrer et identifier les phytoplanctons et notamment des cyanobactéries présentes dans l’eau. La campagne de prélèvement diligenté par l’ARS a lieu tous les quinze jours dès l’ouverture de la baignade, davantage si les seuils sont dépassés. « On prélève uniquement dans la zone de baignade, en trois points différents. On va également noter des observations sur la zone de baignade, des choses qui paraissent anormales, faire une analyse de transparence. » La mission du laboratoire s’arrête là : communiquer à l’ARS un taux de présence de cyanobactéries qui ensuite, selon que ce taux dépasse ou non les seuils recommandés, juge opportun de maintenir ou d’interdire la baignade sur le site prélevé.
« Si l’ARS le demande, on peut être amené à rechercher des toxines spécifiques puisque certaines espèces de cyanobactéries peuvent être toxiques pour l’homme », ajoute Jean-Pierre Barreaud. Dans ce cas, le laboratoire devra sous-traiter cette recherche, n’ayant pas cette compétence en interne.
« Il n’y a pas systématiquement d’analyse des taux de phosphore ou de nitrates », précise le laboratoire, autrement dit, pas de recherche des causes éventuelles du bloom des cyanobactéries. Jean-Pierre Barreaud, qui a par ailleurs une formation de biologiste, est convaincu que les blooms de cyanobactéries « est une problématique très complexe » qui ne saurait être expliquée « par des schémas réducteurs ». « J’ai l’intime conviction que l’apport de nutriments tels que le phosphore et l’azote, sans disserter sur les sources possibles de ces apports, vont contribuer, dans quelle mesure je ne sais pas, au développement de cyanobactéries dans ces masses d’eau. »
Texte : Julie Ho Hoa
Photos : Bruno Barlier, Richard Brunel & Michèle Delpy
