Par quoi remplacer les pesticides sans bouleverser la production agricole conventionnelle ? La technique de l’insecte stérile, qui permet de limiter la reproduction des insectes ravageurs, est envisagée en France. Mais elle ne saurait se substituer aux insecticides, dans la mesure où elle implique de revoir en profondeur le système de production et d’impliquer tous les acteurs de la filière.

« Pas d’interdiction de pesticide sans solution » : ce principe, mis en avant par certains syndicats agricoles, demande qu’aucun pesticide ne soit interdit en l’absence « d’une solution » alternative « économiquement viable ». L’objectif est de réduire le recours aux pesticides sans bouleverser la production agricole conventionnelle.

Toutefois, cet élément de langage, qui a l’apparence du bon sens, masque l’impossibilité de déployer les solutions alternatives sans reconception des systèmes agricoles.

La technique de l’insecte stérile (TIS), une des « solutions » aujourd’hui à l’étude, en est un cas d’école. Elle figure justement dans une proposition de loi visant à lever les contraintes environnementales pour les agriculteurs qui doit être examinée prochainement à l’Assemblée nationale.

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Une méthode de contraception pour insectes

Cette technique repose sur la libération en grand nombre d’insectes mâles, élevés en captivité puis stérilisés par rayons ionisants (par exemple rayons X). Ces mâles s’accouplent avec les femelles sauvages de l’espèce ciblée, qui produisent ainsi des œufs non viables.

Depuis ses premiers pas en Amérique du Nord pour contrôler la Lucilie bouchère (Cochliomyia_hominivorax) dans les années 1950, cette technique été utilisée en agriculture dans de nombreux pays et sur diverses mouches, papillons ou coléoptères.

La TIS fait l’objet de recherche et développement en France métropolitaine, mais également à La Réunion et à l’étranger pour contrôler les moustiques, notamment les Aedes, vecteurs de maladies telles la dengue ou du chikungunya.

Les usages agricoles, en France hexagonale, concerneraient en premier lieu la mouche Drosophila suzukii, responsables de dégâts sur la cerise et les fruits rouges, la mouche méditerranéenne Ceratitis capitata et le carpocapse, à l’origine du proverbial « ver dans la pomme ».

Bien plus qu’une affaire de producteurs et de parcelles agricoles

Une des caractéristiques de la TIS est qu’elle est souvent déployée à large échelle. En Espagne, c’est toute la région de Valence qui reçoit chaque semaine plusieurs millions de mouches méditerranéennes stériles lâchées par avion.

Le programme, financé par le gouvernement régional, coûte huit millions d’euros par an et protège une industrie fruitière dont le chiffre d’affaires se situe aux alentours de 10 milliards d’euros annuels. Un tel programme, déployé à large échelle, implique de nombreux acteurs. La protection des cultures ne concerne plus seulement les agriculteurs mais également les habitants des territoires.

En France, le développement de la TIS s’est nourri de la collaboration entre les milieux scientifiques et les parties prenantes (organisations agricoles, ONG environnementales, industriels et représentants de l’État).

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La question des effets non intentionnels de la TIS a très vite été posée au cours de ces discussions et a permis de lancer des programmes de recherche, toujours en cours aujourd’hui. Ces travaux sont d’autant plus importants que les risques environnementaux de la TIS sont encore mal documentés.

Les risques de la TIS pour l’environnement

La France est, peu ou prou, le premier pays à interroger formellement les possibles effets néfastes de la TIS sur l’environnement. L’absence actuelle de données, malgré l’ancienneté de la technique, peut s’expliquer par des a priori positifs sur son innocuité en raison de sa grande spécificité. Comme les mâles stériles ne s’accouplent généralement qu’avec les femelles de leur espèce, on attend peu d’effets sur les écosystèmes, contrairement aux insecticides qui sont toxiques pour de nombreuses espèces différentes.

Reste un paradoxe : les insectes relâchés ne sont jamais tous stériles à 100 %. Il arrive qu’une reproduction résiduelle soit possible avec des insectes sauvages. Il est donc préférable d’élever, de stériliser et de relâcher une population locale d’insectes, afin d’éviter d’introduire dans la population d’insectes à contrôler des gènes provenant d’une autre localité.

Enfin, les insectes stériles, relâchés en masse, peuvent transmettre leur microbiote aux insectes sauvages, notamment lors des accouplements. Cette possibilité est peu inquiétante, car les microbiotes des insectes d’élevage n’ont pas de raison d’être dangereux pour les humains ou pour l’environnement. Aucun effet néfaste notable sur l’environnement n’a été rapporté parmi les dizaines de programmes de TIS déployés dans monde.

Toutefois, le suivi postintroduction est important. Cela permet d’assurer la transparence vis-à-vis des différents acteurs et de pouvoir interrompre les lâchers en cas de doute.

Une alternative aux pesticides, mais pas dans les mêmes conditions

Comme pour l’immense majorité des leviers agroécologiques de gestion des insectes et maladies des plantes, la TIS seule ne pourra pas remplacer les pesticides chimiques. En effet, si les insecticides sont si simples à utiliser, c’est bien parce qu’ils tuent les insectes sans discrimination.

De ce fait, les enjeux sociaux et organisationnels autour de la TIS appliquée à la protection des cultures méritent toute notre attention. En effet, les leviers agroécologiques de biocontrôle, comme la TIS ou les insectes auxiliaires, n’ont d’effets que sur une partie du cycle de vie des insectes visés. Leur efficacité dépend donc aussi des conditions locales et des autres leviers éventuels mobilisés par les agriculteurs.

Une attention particulière aux organismes à contrôler (par exemple, au travers de suivis par piégeage dans et autour des parcelles agricoles) et une adaptation des pratiques mobilisées en fonction de ce suivi sont quelques-unes des clés du succès d’une production agricole sans insecticides.

Pour être opérationnelles, ces « solutions » doivent donc être combinées entre elles. Il s’agit d’une réalité assez éloignée du concept de substitution implicite dans la phrase « pas d’interdiction sans solution ». Définir ces combinaisons de leviers amène, dans la pratique, à reconcevoir les stratégies de production et de protection des cultures dans leur totalité.

Cette reconception ne peut se faire sans l’implication active des professionnels. Agriculteurs, paysans et autres professionnels du monde agricole sont les seuls à connaître les réalités et contraintes pratiques du terrain. Les acteurs de la R&D, de leur côté, peuvent accompagner et soutenir ces travaux de reconception, par exemple au travers d’apports méthodologiques.

D’autant plus que les insectes sont mobiles et n’ont que faire des limites cadastrales. De ce fait, la TIS est souvent déployée à des échelles très supérieures à celles des parcelles agricoles. La participation des riverains et d’autres utilisateurs des territoires est alors essentielle.

La collaboration avec les producteurs s’avère souvent bénéfique pour tous. L’exemple du programme de biocontrôle du carpocapse de la pomme mené au Canada en fournit un exemple éloquent.

Dans ce cadre, les riverains qui ont participé au suivi des populations d’insectes responsables des pertes agricoles ont co-financé le programme de TIS. Ils en ont retiré le bénéfice d’une exposition réduite aux pesticides, argument mis en avant dans leur offre touristique. Cet exemple montre que les alternatives aux pesticides ne sont pas seulement une affaire de scientifiques et/ou d’agriculteurs : de nombreux autres acteurs sont concernés et peuvent contribuer à leur élaboration.

À lire aussi : Le biocontrôle pour remplacer les pesticides : de la difficulté de changer les usages

Vers une TIS « à la française » ?

Comme l’ont montré les travaux de la chercheuse Aura Parmentier-Cajaiba, la question des formes organisationnelles est incontournable lorsqu’il s’agit de concevoir des alternatives aux pesticides. C’est en particulier vrai pour la TIS, qui est avant tout une méthode développée par des scientifiques.

Or, la façon dont sont conçus et financés les programmes menés par les organismes de R&D reste encore limitée par une conception linéaire de l’innovation. Ainsi, les connaissances sont transférées à des entreprises ou start-ups sans que des formes organisationnelles alternatives ne soient envisagées – et, encore moins, construites en collaboration avec les parties prenantes.

Ceci constitue une limite directe à l’adaptation des « solutions » aux réalités des territoires et filières concernés. Un modèle français pourrait s’inspirer de l’exemple du programme canadien exposé précédemment. La collaboration avec les riverains et les producteurs de pommes s’y joue sur le terrain et avec des incitations économiques. Une gouvernance partagée, entre agriculteurs et acteurs des territoires, avec l’appui d’industriels de la production d’insectes et de leur diffusion serait ainsi une piste prometteuse.

Cela montre aussi l’importance d’intégrer la concertation à l’approche « pas d’interdiction de pesticide sans solution ». En effet, il est impossible de substituer un seul levier agroécologique à une molécule chimique, car cela impose de revoir les systèmes agricoles et d’impliquer tous leurs acteurs.

Parallèlement, il apparaît irresponsable de développer des « solutions » sans réfléchir à leurs effets non intentionnels. Les risques que comportent les différentes méthodes doivent être étudiés et explicités par les scientifiques. À cet égard, une mise en débat citoyenne pour définir les modalités de déploiement des alternatives aux pesticides et orienter les transformations de l’agriculture semble incontournable.

Simon Fellous a reçu des financements de ANR, OFB, Région Occitane, Europe. Simon Fellous travaille avec les acteurs agricoles dans les territoires ou la TIS pourrait etre déployée. Il a travaillé avec Clelia Oliva, aujourd'hui à la tête de l'entreprise Terratis.

Tasnime Adamjy a reçu des financements de l'INRAE et de la Région Occitanie.

Un projet de recherche ambitionne de transformer les déchets plastiques en nouveaux matériaux innovants à l’aide de réactions chimiques permettant de retirer du CO₂ de l’atmosphère. État des lieux d’une piste encore jeune, mais déjà prometteuse.

Le plastique suscite de fréquents débats : pollution marine, recyclage… Omniprésents dans l’économie mondiale, leur production, leur utilisation et leur élimination représentent environ 4,5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES), sans parler de leurs impacts sur la biodiversité marine.

Les appels à réduire leur usage se multiplient, mais une question persiste : les alternatives aux plastiques permettent-elles de réduire les émissions de GES au niveau global ? Un sac en papier, par exemple, bien qu’il semble plus écologique qu’un sac en plastique, peut engendrer jusqu’à trois fois plus d’émissions de GES sur l’ensemble de son cycle de vie. En parallèle du problème de plastique, les émissions de CO₂ continuent de croître au niveau mondial.

Et s’il était possible de faire d’une pierre deux coups, en valorisant à la fois les déchets plastiques et le CO₂ pour les transformer en produits utiles, par exemple des matériaux de construction ? C’est l’objectif du programme de recherche Pluco (pour Plastic Waste Upcycling by CO₂ Valorization).

L’enjeu : concevoir de nouveaux matériaux piégeant du CO₂ à partir de déchets plastiques, tout en s’assurant que ce CO₂ soit très peu relâché à l’échelle humaine. On estime à 100 000 ans le temps pour que le CO₂ incorporé à des matériaux de construction soit réémis dans l’atmosphère. Lorsqu’il est réutilisé pour l’industrie chimie ou pharmaceutique, ce délai est d’environ 10 ans, et même de seulement un an pour la production de carburant à partir de CO₂, selon les estimations de l’Agence internationale de l’énergie.

Le recyclage des plastiques reste insuffisant

Le recyclage des plastiques repose aujourd’hui majoritairement sur des procédés mécaniques (tri, broyage, lavage). Ces derniers présentent plusieurs limites majeures :

• Qualité dégradée : les plastiques recyclés perdent souvent jusqu’à 50 % de leurs propriétés mécaniques (souplesse, rigidité, propriétés barrières notamment au gaz…), ce qui limite leur réutilisation. Une bouteille d’eau gazeuse recyclée ne permettant pas de retenir le gaz carbonique ne présenterait que peu d’intérêt.

• Coûts élevés : ces procédés sont énergivores, avec un coût moyen de recyclage avoisinant 400 à 500 euros par tonne.

• Émissions de CO₂ : environ deux kilogrammes de CO₂ sont émis pour chaque kilogramme de plastique recyclé mécaniquement, du fait de l’énergie utilisée pour le tri mécanique.

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Bien que ces techniques permettent une réduction partielle des émissions, elles restent loin d’être idéales. À l’inverse, le recyclage chimique, notamment par solvolyse – c’est-à-dire, par dissolution à l’aide d’un solvant –, ouvre la voie à des économies substantielles pouvant atteindre 65 à 75 % de réduction des émissions de CO₂.

Des solvants verts pour transformer les plastiques ?

La solvolyse est une technique de traitement qui permet de décomposer les plastiques inertes comme les polyoléfines (un des types de polymères plastiques les plus courants) pour les transformer en matériaux fonctionnels. Par exemple, le PET, utilisé dans des produits courants comme les bouteilles plastiques et les fibres textiles, peut être recyclé par solvolyse pour produire de l’éthylène glycol. Bien connu pour son rôle d’antigel dans les radiateurs de voiture, il peut également être réutilisé dans la production de nouveaux produits en PET, contribuant ainsi à la réduction des déchets plastiques et à la réutilisation de matériaux.

Selon ce procédé, une tonne de plastique traité peut produire jusqu’à 800 kg de matières premières réutilisables, tout en économisant trois à six tonnes de CO₂ par rapport aux procédés traditionnels.

Autre axe d’amélioration en dehors des procédés eux-mêmes : le remplacement des catalyseurs métalliques par des catalyseurs organiques afin de les rendre plus respectueux de l’environnement sans recourir aux métaux lourds utilisés dans les catalyseurs traditionnels.

La toxicité potentielle des catalyseurs métalliques pose en effet problème, notamment en ce qui concerne l’utilisation de métaux lourds comme le palladium, le platine ou le nickel. Ces métaux peuvent entraîner des risques pour la santé et l’environnement, notamment en cas de contamination des sols ou des eaux. Des études montrent que leur accumulation dans les écosystèmes peut avoir des effets délétères sur la biodiversité et les chaînes alimentaires.

C’est justement cette voie que nous explorons dans nos recherches, en valorisant le CO₂ comme une véritable brique de construction chimique.

Le CO₂, une ressource chimique sous-exploitée

L’une des voies que nous explorons est la transformation du CO₂ en produits carbonatés. Ces derniers trouvent des applications industrielles variées comme les batteries, les plastiques biodégradables ou encore les revêtements. Cette approche représente une alternative durable aux produits dérivés du pétrole, et permet de convertir pas moins de 500 kg de CO₂ par tonne de dérivés carbonatés produits.

Notre approche consiste à tirer parti des catalyseurs organiques pour permettre à ces réactions de survenir dans des conditions plus simples et à des températures plus modérées. Nous travaillons également sur l’ajout de CO₂ dans des plastiques recyclés pour produire de nouveaux matériaux utiles, par exemple dans le domaine de la construction.

Ces deux approches combinées – revalorisation du CO₂ et des plastiques – ouvrent ainsi la voie à des applications industrielles variées dans les secteurs de l’emballage, de la construction et même de la santé. L’objectif de Pluco est de démontrer la faisabilité de ces procédés à l’échelle industrielle et leur intérêt tant économique qu’en matière de durabilité.

Vers un recyclage plus décentralisé

Aujourd’hui, le recyclage des plastiques repose sur un nombre limité d’usines centralisées, comme en Belgique où seules quelques infrastructures traitent l’ensemble des déchets plastiques du pays. Pourtant, les déchets plastiques et les émissions de CO₂ sont un problème global, présent dans toutes les régions du globe.

Grâce à sa flexibilité et à son efficacité, la technologie que nous développons avec Pluco pourrait favoriser un recyclage plus décentralisé. Plutôt que de concentrer le traitement des déchets sur quelques sites industriels, il deviendrait envisageable de mettre en place des unités de transformation locales, installées directement là où les déchets sont produits.

Par exemple, des lignes d’extrusion réactive – système qui permet de transformer des plastiques à des températures plus basses que celles utilisées dans les procédés de recyclage classique – pourraient être déployées dans divers contextes industriels et géographiques, réduisant ainsi le besoin de transport des déchets et maximisant l’impact environnemental positif du procédé.

Ce procédé est une technologie bien connue, facile à mettre en œuvre et localisable partout dans le monde. En travaillant à des températures où les plastiques deviennent suffisamment souples pour être transformés sans fondre complètement, il permet de modifier les propriétés du plastique tout en préservant sa structure. Cela permet notamment d’intégrer dans leur structure des molécules ayant été préparées par catalyse organique directement à partir de CO₂. De quoi créer de nouveaux matériaux tout en facilitant le recyclage de manière plus économe en énergie.

Au-delà de l’aspect écologique, cette approche pourrait aussi générer de nouvelles opportunités économiques en termes d’économie circulaire, en permettant à des acteurs locaux d’exploiter ces technologies et de créer de la valeur à partir de ressources considérées jusqu’ici comme des polluants.

Le programme Pluco ouvre donc la voie vers un recyclage à empreinte carbone nulle, voire négative. Cette approche unique, qui transforme deux menaces environnementales en ressources précieuses, démontre que la chimie verte peut jouer un rôle central dans la transition écologique. Il ne s’agit pas seulement de recycler mieux, mais de redéfinir les bases mêmes du recyclage pour un impact positif et durable sur la planète.

Créé en 2007 pour accélérer et partager les connaissances scientifiques sur les grands enjeux sociétaux, le Fonds Axa pour la Recherche a soutenu près de 700 projets dans le monde entier, menés par des chercheurs originaires de 38 pays. Pour en savoir plus, consultez le site Axa Research Fund ou suivez-nous sur X @AXAResearchFund.

Olivier Coulembier a reçu des financements du Fonds National de la Recherche Scientifique (F.R.S.-FNRS), notamment à travers des projets PDR, MIS et EOS. Il a également bénéficié de financements européens via H2020 et M-ERA.NET, ainsi que du soutien de la Chaire de Recherche AXA.

Pâques s’accompagne de chocolat (que l’on soit croyant ou non). Une tradition qui pourrait vite devenir un luxe. Avec le réchauffement climatique, son prix ne cesse d’augmenter. En cause : l’aridité qui se propage silencieusement dans de nombreuses régions productrices de cacao. Heureusement, des solutions existent.

Le nord-est du Brésil, l’une des principales régions productrices de cacao au monde, est aux prises avec une aridité croissante –, un assèchement lent mais implacable des terres. Le cacao est fabriqué à partir des fèves du cacaoyer, petit arbre à feuille prospérant dans les climats humides. La culture est en difficulté dans ces régions desséchées, tout comme les agriculteurs qui la cultivent.

Ce n’est pas seulement l’histoire du Brésil. En Afrique de l’Ouest, où 70 % du cacao mondial est cultivé, ainsi qu’en Amérique et en Asie du Sud-Est, les variations des niveaux d’humidité menacent l’équilibre délicat nécessaire à la production. Ces régions, abritant écosystèmes dynamiques et greniers à blé mondiaux, sont en première ligne de la progression lente mais implacable de l’aridité.

Causes de l’aridité

Au cours des trente dernières années, plus des trois quarts des surfaces la Terre est devenue plus sèche. Un rapport récent que j’ai aidé à coordonner pour la Convention des Nations unies sur la lutte contre la désertification a révélé que les terres arides couvrent maintenant 41 % des terres mondiales. Cette superficie s’est étendue de près de 4,3 millions de kilomètres carrés au cours de ces trois décennies – plus de huit fois la taille de la France.

Cette sécheresse rampante n’est pas seulement un phénomène climatique. Il s’agit d’une transformation à long terme qui peut être irréversible… avec des conséquences dévastatrices pour les écosystèmes, l’agriculture et les moyens de subsistance dans le monde entier.

L’aridité, bien que souvent considérée comme un phénomène purement climatique, est le résultat d’une interaction complexe entre des facteurs anthropiques – dus à l’existence et à la présence d’humains. Il s’agit notamment des émissions de gaz à effet de serre, des pratiques d’utilisation des terres et de la dégradation des ressources naturelles critiques, telles que les sols et la biodiversité.

Ces forces interconnectées ont accéléré la transformation de paysages autrefois productifs en régions de plus en plus arides.

Changement climatique

Le changement climatique d’origine humaine est le principal moteur de l’aridité croissante.

Les émissions de gaz à effet de serre augmentent les températures mondiales, notamment en raison de la combustion de combustibles fossiles et de la déforestation. La hausse des températures, à son tour, provoque l’évaporation de l’humidité à un rythme plus rapide. Cette évaporation accrue réduit l’humidité du sol et des plantes, ce qui exacerbe la pénurie d’eau, même dans les régions où les précipitations sont modérées.

L’aridité a commencé à s’accélérer à l’échelle mondiale dans les années 1950, et le monde a connu un changement prononcé au cours des trois dernières décennies.

Ce processus est particulièrement marqué dans les régions déjà sujettes à la sécheresse, telles que la région du Sahel en Afrique et la Méditerranée. Dans ces régions, la réduction des précipitations – combinée à l’augmentation de l’évaporation – crée une boucle de rétroaction : les sols plus secs absorbent moins de chaleur, laissant l’atmosphère plus chaude et intensifiant les conditions arides.

Utilisation non durable des terres

L’aridité est également influencée par la façon dont les gens utilisent et gèrent les terres.

Les pratiques agricoles non durables, le surpâturage et la déforestation dépouillent les sols de leur couverture végétale protectrice, les rendant vulnérables à l’érosion. Les techniques d’agriculture industrielle privilégient souvent les rendements à court terme, plutôt que la durabilité à long terme, en appauvrissant les nutriments et la matière organique essentiels pour des sols sains.

Au nord-est du Brésil, la déforestation perturbe les cycles locaux de l’eau et expose les sols à la dégradation. Sans végétation pour l’ancrer, la couche arable – essentielle à la croissance des plantes – est emportée par les pluies ou est emportée par les vents, emportant avec elle des nutriments vitaux.

Ces changements créent un cercle vicieux : les sols dégradés retiennent également moins d’eau et entraînent plus de ruissellement, ce qui réduit la capacité de récupération des terres.

Lien entre le sol et la biodiversité

Le sol, souvent négligé dans les discussions sur la résilience climatique, joue un rôle essentiel dans l’atténuation de l’aridité.

Les sols sains agissent comme des réservoirs, stockant l’eau et les nutriments dont les plantes dépendent. Ils soutiennent également la biodiversité souterraine et aérienne. Une seule cuillère à café de sol contient des milliards de micro-organismes qui aident à recycler les nutriments et à maintenir l’équilibre écologique.

À mesure que les sols se dégradent sous l’effet de l’aridité et de la mauvaise gestion, cette biodiversité diminue. Les communautés microbiennes, essentielles au cycle des nutriments et à la santé des plantes, déclinent. Lorsque les sols se compactent et perdent de la matière organique, la capacité de la terre à retenir l’eau diminue, ce qui la rend encore plus susceptible de se dessécher.

La perte de santé des sols crée des effets en cascade qui sapent les écosystèmes, la productivité agricole et la sécurité alimentaire.

Crises de sécurité alimentaire imminentes

Le cacao n’est qu’une des cultures touchées par l’empiètement de l’aridité croissante.

D’autres zones agricoles clés, y compris les greniers à blé du monde, sont également à risque. En Méditerranée, au Sahel africain et dans certaines parties de l’Ouest américain, l’aridité mine déjà l’agriculture et la biodiversité.

D’ici 2100, jusqu’à 5 milliards de personnes pourraient vivre dans les zones arides, soit près du double de la population actuelle de ces zones. Les raisons : la croissance démographique et l’expansion des zones arides à mesure que la planète se réchauffe. Cela exerce une pression immense sur les systèmes alimentaires. Elle peut également accélérer les migrations, car la baisse de la productivité agricole, la pénurie d’eau et l’aggravation des conditions de vie obligent les populations rurales à se déplacer à la recherche d’opportunités.

Les écosystèmes sont mis à rude épreuve par la diminution des ressources en eau. La faune migre ou meurt, et les espèces végétales adaptées à des conditions plus humides ne peuvent pas survivre. Les prairies délicates du Sahel, par exemple, cèdent rapidement la place aux arbustes du désert.

À l’échelle mondiale, les pertes économiques liées à l’aridification sont vertigineuses. En Afrique, l’aridité croissante a contribué à une baisse de 12 % du produit intérieur brut de 1990 à 2015. Les tempêtes de sable et de poussière, les incendies de forêt et la pénurie d’eau pèsent davantage sur les gouvernements, exacerbant la pauvreté et les crises sanitaires dans les régions les plus touchées.

La voie à suivre

L’aridité n’est pas une fatalité et ses effets ne sont totalement irréversibles. Mais des efforts mondiaux coordonnés sont essentiels pour freiner sa progression.

Les pays peuvent travailler ensemble à la restauration des terres dégradées en protégeant et en restaurant les écosystèmes, en améliorant la santé des sols et en encourageant les méthodes agricoles durables.

Les communautés peuvent gérer l’eau plus efficacement grâce à la collecte des eaux de pluie et à des systèmes d’irrigation avancés qui optimisent l’utilisation de l’eau. Les gouvernements peuvent réduire les facteurs du changement climatique en investissant dans les énergies renouvelables.

La poursuite de la collaboration internationale, y compris avec les entreprises, peut aider à partager les technologies pour rendre ces actions plus efficaces et disponibles dans le monde entier.

Pendant que vous savourez du chocolat en cette fête de Pâques, souvenez-vous des écosystèmes fragiles qui se cachent derrière. Au début de l’année 2025, le prix du cacao était proche de son plus haut niveau historique, en partie à cause des conditions sèches en Afrique.

En l’absence d’une action urgente pour lutter contre l’aridité, ce scénario pourrait devenir plus courant, et le cacao – et les concoctions sucrées qui en découlent – pourrait bien devenir un luxe rare.

Narcisa Pricope est membre de l'interface science-politique de la Convention des Nations unies sur la lutte contre la désertification (UNCCD), qui s'efforce de traduire les résultats et les évaluations scientifiques en recommandations pertinentes pour les politiques, notamment en collaborant avec différents groupes et organismes scientifiques.

Les températures records observées à la surface de l’Atlantique Nord en 2023 ont fait couler beaucoup d’encre. Témoignent-elles réellement, comme on a alors pu le lire, d’un emballement du changement climatique ? Dans une récente étude, quatre chercheurs français répondent à cette question.

L’océan Atlantique Nord est bien plus qu’une vaste étendue d’eau entre l’Europe et l’Amérique. Cet océan est composé d’une région tropicale propice au développement des cyclones tropicaux et d’une région de moyennes latitudes, jouant un rôle crucial dans la régulation du climat européen et mondial.

• En hiver, il conditionne la trajectoire des tempêtes qui traversent l’Europe et influence la douceur ou la rigueur des saisons froides.

• En été, il module la fréquence des vagues de chaleur et influence l’humidité disponible dans l’atmosphère, jouant sur les épisodes de sécheresse ou les précipitations extrêmes.

Il est également un acteur central du système climatique global via la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC), un gigantesque tapis roulant océanique qui régule la répartition de chaleur sur la planète en transportant l’excédent de chaleur des tropiques vers les hautes latitudes.

Cette zone océanique fait partie des régions connaissant les tendances de réchauffement les plus marquées depuis 1991, avec un maximum observé entre les latitudes de 10°N et de 40°N.

Depuis mai 2023, cette région océanique a connu des températures de surface jamais enregistrées auparavant. Ce phénomène a suscité de nombreuses interrogations : s’agissait-il d’un simple accident climatique ? D’un signal inquiétant d’une accélération du réchauffement global ? Les modèles climatiques nous permettent-ils de comprendre un tel événement ou sommes-nous entrés dans un nouveau régime climatique qui nous demanderait de reconsidérer la fiabilité de nos projections climatiques ?

Dans une étude récemment publiée, nous avons voulu apporter une réponse de fond à ces interrogations. À partir d’une analyse détaillée d’observations et de modèles climatiques, nous montrons que l’année 2023 a été une année exceptionnelle, mais malgré tout plausible dans le cadre du changement climatique actuel.

Autrement dit, cet extrême de température de surface de l’Atlantique Nord s’inscrit dans un cadre physique bien compris, qui aurait été impossible sans changement climatique.

À lire aussi : Les océans surchauffent, voici ce que cela signifie pour l’humain et les écosystèmes du monde entier

2023 : une année record, mais pas un mystère

Au cours des dernières années, l’Atlantique Nord a régulièrement établi de nouveaux records de température de surface. Les précédents records datant de 2022 ont surpassé ceux de 2021 et 2020. Cette tendance récurrente témoigne de la manifestation évidente du réchauffement de l’océan, une conséquence directe du réchauffement global causé par les activités humaines.

L’Atlantique Nord a battu plusieurs records de température en 2023. Dès le mois de mars 2023, la température de surface de la mer (TSM) de l’Atlantique Nord a commencé à dépasser les moyennes historiques, atteignant +0,74 °C d’anomalie par rapport à la période de référence 1991-2020. En juillet 2023, celle-ci atteignait +1,23 °C.

C’est surtout la brutalité de ce réchauffement qui a intrigué, avec une hausse record entre les mois de mai 2023 et de juin 2023 qui a conduit à des événements extrêmes. Notamment des vagues de chaleur marines particulièrement intenses dans le golfe de Gascogne, la mer Celtique et la mer du Nord, où les températures ont été jusqu’à 5 °C supérieures à la normale.

Des interactions cruciales entre l’océan et l’atmosphère

Nous avons analysé les conditions atmosphériques de la période mai-juin 2023. Celles-ci représentent une phase extrême de variabilité naturelle atmosphérique, avec une configuration propice à une réduction record des alizés sur la bande tropicale et un blocage anticyclonique persistant sur les îles Britanniques.

Ces événements combinés ont abouti à un excédent de chaleur à la surface de l’océan sur une région en forme de fer à cheval à l’échelle du bassin.

Concrètement, la situation à grande échelle a d’abord été marquée par un affaiblissement des vents d’ouest aux moyennes latitudes. En 2023, la circulation atmosphérique a été marquée par une phase négative de l’oscillation Nord-Atlantique (NAO), une situation où les vents d’ouest aux moyennes latitudes sont plus faibles que d’habitude.

Cet affaiblissement a eu plusieurs effets sur l’océan Atlantique Nord :

• Moins de mélange vertical : sans les vents habituels, la surface de l’océan est moins brassée avec les eaux plus froides en profondeur.

• Moins d’évaporation : un vent plus faible limite la perte de chaleur par évaporation, ce qui accentue le réchauffement.

Une autre conséquence de la réduction des alizés a été la réduction de la couverture nuageuse sur l’Atlantique Nord. Moins de nuages signifie plus de rayonnement solaire atteignant directement la surface de l’océan, renforçant encore le réchauffement.

En juin 2023, la configuration météorologique aux latitudes moyennes a basculé vers un régime de blocage atlantique, c’est-à-dire un mode de variabilité atmosphérique où un anticyclone se retrouve bloqué et devient persistant sur les îles Britanniques.

Cela génère un dôme de chaleur dans la partie nord-est du bassin atlantique.

Ce phénomène a empêché les échanges atmosphériques qui permettent habituellement de réguler les températures, le brassage océanique vertical, et a contribué à maintenir des températures de surface élevées sur une longue période.

La stratification océanique, un amplificateur clé

Pour comprendre cet épisode extrême, un élément essentiel est la stratification océanique. En effet, l’océan est composé de plusieurs couches, la surface étant chauffée par le soleil tandis que les couches profondes restent plus froides et se réchauffent à un rythme plus lent. Normalement, des échanges verticaux permettent à la chaleur de se dissiper vers le fond, évitant ainsi une surchauffe trop rapide de la surface.

Or, avec le réchauffement climatique, les couches supérieures de l’Atlantique Nord accumulent de plus en plus de chaleur. Cette accumulation rend l’océan plus stratifié, c’est-à-dire que le mélange des eaux chaudes de surface avec les couches plus profondes est plus difficile.

En 2023, en réponse au changement climatique d’origine humaine, la stratification était à un niveau record en Atlantique Nord, rendant la surface océanique particulièrement sensible aux conditions atmosphériques. Plus de stratification signifie que la chaleur piégée en surface y reste plus longtemps, amplifiant l’impact des forçages atmosphériques.

Une analogie, pour comprendre, serait de songer à un couvercle placé sur une casserole afin que l’eau chauffe plus vite. Ici, les échanges avec les couches plus profondes et froides sont bloqués, et comme on observe un apport d’énergie important depuis l’atmosphère, cette énergie reste en surface. Son impact est amplifié, car elle se concentre dans les couches de surface.

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Concrètement, l’Atlantique Nord s’est donc retrouvé préconditionné par le changement climatique dans une situation où la configuration atmosphérique particulière décrite plus haut – une période de vents plus faibles et d’augmentation du rayonnement solaire – s’est traduite par un réchauffement rapide et intense de la surface océanique.

Un événement imprévisible pour les modèles ?

Devant l’ampleur de l’événement, plusieurs questions se sont posées : les modèles climatiques sont-ils capables de simuler de tels extrêmes ? Sommes-nous limités dans notre capacité à modéliser et prévoir ces événements pour définir au mieux nos stratégies d’adaptation ?

Les simulations issues des modèles climatiques internationaux (qui participant aux exercices de projection climatiques utilisés notamment par le Giec) montrent que oui, cet événement était bien possible et même attendu, mais seulement dans un contexte de réchauffement climatique d’origine anthropique.

Selon ces modèles, un réchauffement de cette ampleur a une période de retour d’environ 10 ans sur l’ensemble de l’Atlantique Nord, ce qui signifie que dans le climat actuel, un tel événement a environ 10 % de chances de se produire chaque année.

La configuration régionale particulière de 2023 (le fameux « fer à cheval ») est en revanche plus rare, avec une période de retour de l’ordre de 100 ans.

Autrement dit, 2023 est un événement rare, mais pas impossible. Cette conclusion est essentielle : il n’y a pas eu d’emballement climatique ou d’accélération inattendue. Nous restons dans le cadre d’une variabilité climatique amplifiée par le réchauffement global, conforme aux projections des modèles climatiques.

D’autres hypothèses avaient été formulées en 2023. En 2020, une importante régulation internationale a permis de drastiquement réduire la pollution des navires, assurant ainsi une nette amélioration de la qualité de l’air. Une telle réduction de la pollution a toutefois eu un effet réchauffant à court terme sur le climat, car cette pollution est constituée d’aérosols ayant un « effet parasol » limitant la quantité de chaleur atteignant la surface des océans.

De nombreuses questions ont été posées sur la possible contribution de cette régulation internationale sur le développement de l’événement extrême de chaleur de 2023. Dans cette étude, nous n’avons pas directement analysé l’effet de cette mesure et de la forte réduction en aérosols soufrés, mais nous avons toutefois montré que les modèles climatiques sont capables de reproduire l’événement extrême de 2023 sans devoir prendre en compte cette réduction drastique de l’émission d’aérosols.

Si cet effet a pu contribuer légèrement au réchauffement en réduisant la quantité de particules réfléchissant le rayonnement solaire, il ne semble pas en être la cause principale.

Un extrême prévisible dans un monde plus chaud

L’année 2023 restera une année record pour l’Atlantique Nord, mais elle ne marque pas un changement de paradigme. Cet événement s’inscrit dans un cadre physique compris et anticipé par les modèles climatiques. L’événement de 2023 s’explique avant tout par la variabilité naturelle des conditions atmosphériques qui a joué le rôle d’étincelle, et qui a mis le feu aux poudres. En l’occurrence, à un océan très stratifié par le changement climatique d’origine humaine.

Ce cas illustre aussi l’importance d’une communication scientifique rigoureuse :

• il faut éviter les effets d’annonces catastrophistes qui pourraient laisser croire à une rupture soudaine du climat ou un emballement,

• il faut toutefois reconnaître l’ampleur du changement en cours et l’impact grandissant du réchauffement climatique sur les événements extrêmes,

• enfin, il est nécessaire de construire des scénarios d’adaptation et d’atténuation cohérents dans leur prise en compte des événements extrêmes, seuls ou combinés les uns aux autres.

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.

Les premières images attestées d’un calamar colossal juvénile dans son habitat naturel montrent un animal délicat et gracieux, aux antipodes du cliché de « monstre », trop répandu.

Le calamar colossal (Mesonychoteuthis hamiltoni) est une espèce qui a été décrite pour la première fois en 1925 à partir de restes de spécimens trouvés dans l’estomac d’un cachalot pêché à des fins commerciales. Un siècle plus tard, une expédition a permis de capturer les premières images attestées de cette espèce dans son habitat naturel. Elle nous montre un spécimen juvénile de 30 centimètres, à une profondeur de 600 mètres, près des îles Sandwich du Sud, à mi-chemin entre l’Argentine et l’Antarctique.

Une fois adultes, les calamars colossaux peuvent cependant atteindre jusqu’à sept mètres et peser jusqu’à 500 kilogrammes, ce qui en fait les invertébrés les plus lourds de la planète. Mais l’on sait encore très peu de choses sur leur cycle de vie.

Ces images inédites d’un jeune calamar colossal dans une colonne d’eau sont le fruit d’un heureux hasard, comme c’est souvent le cas dans l’étude de ces calamars d’eau profonde.

Elles sont apparues lors de la diffusion en direct d’un véhicule télécommandé dans le cadre de l’expédition de la Schmidt Ocean Institute et d’Ocean Census, partie à la recherche de nouvelles espèces et de nouveaux habitats en eaux profondes dans l’Atlantique sud, principalement sur les fonds marins.

Ceux qui étaient derrière l’écran ont alors eu la chance de voir un calamar colossal vivant dans son habitat en eaux profondes, bien que son identité n’ait été confirmée qu’ultérieurement, lorsque des images en haute définition ont pu être visionnées.

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Jusque-là, notre meilleure source d’information sur les calamars colossaux était les baleines et les oiseaux marins car ils sont bien plus doués que nous pour les trouver.

De fait, il faut avoir en tête que les calamars colossaux, qui vivent dans un immense environnement sombre et tridimensionnel, nous évitent sans doute activement, ce qui explique en partie pourquoi nous venons seulement de filmer cette espèce dans son habitat naturel.

Car la plupart de nos équipements d’exploration des grands fonds sont volumineux, bruyants et utilisent des lumières vives lorsque nous essayons de filmer ces animaux. Or, le calamar colossal peut, lui, détecter et éviter jusqu’aux cachalots en plongée, qui produisent probablement un signal lumineux puissant lorsqu’ils descendent dans les eaux profondes et dérangent les animaux bioluminescents, comme notre colosse des abysses.

Les calamars les plus habiles à esquiver ces prédateurs ont pu se reproduire et transmettre leurs gènes depuis des millions d’années. Leur population actuelle est donc constituée d’animaux dotés d’une grande acuité visuelle, qui évitent probablement la lumière et sont capables de détecter un signal lumineux à plusieurs mètres de distance.

La beauté délicate de ces animaux des grands fonds

Le calamar colossal fait partie de la famille des calamars de verre (Cranchiidae), un nom qui fait référence à la transparence de la plupart des espèces. L’océan Antarctique compte trois espèces connues de calamars de verre, mais il peut être difficile de les distinguer sur des images vidéos.

Des chercheurs de l’organisation Kolossal, dont l’objectif était de filmer le calamar colossal, ont ainsi pu observer en 2023 un calamar de verre de taille similaire lors de leur quatrième mission en Antarctique. Mais comme les éléments caractéristiques permettant d’identifier un calamar colossal – des crochets à l’extrémité des deux longs tentacules et au milieu de chacun des huit bras plus courts – n’étaient pas clairement visibles, son identité exacte n’a donc pas été confirmée.

Cependant, sur les dernières images produites par l’Institut Schmidt de l’océan, les crochets du milieu du bras sont visibles sur le jeune spécimen immortalisé par les images. Celui-ci ressemble malgré tout beaucoup aux autres calamars de verre. En grandissant cependant, on suppose que les calamars colossaux perdent probablement leur apparence transparente et deviennent une anomalie au sein de la famille.

Si l’idée paradoxale d’un « petit calamar colossal » en amusera plus d’un, ces images mettent également en évidence la grâce méconnue de nombreux animaux des grands fonds, aux antipodes des préjugés que l’on peut avoir trop souvent sur les supposés monstres des profondeurs et les contenus en ligne racoleurs sur ces derniers qui seraient une simple « matière à cauchemars ».

Ce calamar colossal ressemble plutôt à une délicate sculpture de verre, avec des nageoires d’une musculature si fine qu’elles sont à peine visibles. Ses yeux iridescents brillent et ses bras gracieux s’étendent en éventail à partir de la tête.

À l’âge adulte, le calamar colossal peut certes être un prédateur redoutable, avec ses bras robustes et sa panoplie de crochets acérés, capable de s’attaquer à des poissons de deux mètres de long. Mais la première observation attestée que nous avons de ce calamar dans les profondeurs de la mer nous donne surtout matière à s’émerveiller en voyant cet animal élégant, qui prospère dans un environnement où l’homme a besoin de tant de technologie, ne serait-ce que pour le voir à distance.

Plus étrange que la science-fiction

Jusqu’à récemment, peu de gens pouvaient participer à l’exploration des grands fonds marins. Aujourd’hui, toute personne disposant d’une connexion Internet peut être derrière l’écran pendant que nous explorons ces habitats et observons ces animaux pour la première fois.

On ne saurait trop insister sur l’importance des grands fonds marins. Ils abritent des centaines de milliers d’espèces non découvertes, c’est probablement là que la vie sur Terre est apparue et ils représentent 95 % de l’espace vital disponible sur notre planète.

On y trouve des animaux plus splendides et plus étranges que nos imaginations les plus créatives en matière de science-fiction. Des calamars qui, au début de leur vie, ressemblent à de petites ampoules électriques avant de devenir de véritables géants ; des colonies d’individus où chacun contribue au succès du groupe ; des animaux dont les mâles (souvent parasites) sont exceptionnellement plus petits que les femelles.

Cette première observation attestée d’un calamar colossal peut en cela nous inspirer en nous rappelant tout ce qu’il nous reste à apprendre.

L’expédition qui a filmé le calamar colossal est le fruit d’une collaboration entre l’Institut Schmidt de l’océan, la Nippon Foundation-NEKTON Ocean Census et GoSouth (un projet commun entre l’université de Plymouth, le GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research et le British Antarctic Survey).

Kat Bolstad ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.