Les effets néfastes de la pollution plastique sur la santé humaine et la biodiversité sont clairement documentés. Pourtant, l’été dernier, le comité de négociation réuni à Genève a une nouvelle fois échoué à aboutir à un traité international contre la pollution plastique. Les océans accumulent cette pollution : 75 à 199 millions de tonnes de plastique seraient présents dans les océans en 20211, et les rejets annuels s’élèvent désormais à plusieurs dizaines de millions de tonnes. Le plastique représente plus de 80% du nombre de débris présents dans les systèmes aquatiques2. « Il manque à l’heure actuelle une représentation de la pollution présente en mer à l’échelle globale, déplore Audrey Hasson, océanographe et coordinatrice du GEO Blue Planet Initiative. Or, cela permettrait de mettre en place des objectifs de réduction et de suivre l’efficacité des politiques de prévention. » Depuis quelques années, les scientifiques tentent pour cela d’utiliser les satellites.
Entre 1950 et 2017, environ 9,2 milliards de tonnes de plastique ont été produites. Parmi ce volume, 7 milliards de tonnes sont devenues des déchets. Ces déchets sont mis en décharge, intégrés à des flux non contrôlés ou déversés dans l’environnement. La plupart des déchets plastiques des océans proviennent de sources terrestres. Une fois en mer, ils sont transportés au gré des courants3. « Sans vision globale, il est très difficile d’apporter des solutions au problème de la pollution plastique, commente François Galgani. Or, les outils permettant d’accéder à cette vision globale sont très limités, les mesures satellites sont l’un des rares à le permettre. »
L’observation satellite
Les scientifiques emploient trois techniques principales pour quantifier les débris plastiques et leurs mouvements4 : les modèles numériques, les mesures in situ (en mer à bord d’un navire, par exemple) et la surveillance satellite. Les premières applications des données satellites à l’étude de la pollution plastique sont récentes, dans les années 2010, et deux études majeures ont été publiées en 202056. La même année, l’Agence Spatiale Européenne a soutenu pour la première fois une campagne7 dédiée à la mesure des déchets marins depuis l’espace.
En pratique, les données utilisées sont des images haute résolution dans le domaine visible, mais aussi infrarouge et radar. « Il n’existe aucune mission satellite dédiée, nous utilisons notamment les données des satellites d’observation de la Terre Sentinel 1, 2 et 3 », renseigne Audrey Hasson. Les études montrent qu’il est possible de détecter des amas de plastique d’une surface minimale de 5 m2 à l’aide de Sentinel‑2. « On ne peut détecter que des plastiques de grande taille, la résolution de la détection dépend de la résolution de l’instrument utilisé », abonde Audrey Hasson. Il est donc impossible de détecter des morceaux de plastique individuels, seulement des amas de débris.
Or – c’est là le défi de la détection des plastiques par satellite – il est nécessaire de s’assurer de la nature de l’objet observé. Comment distinguer le plastique des algues, du bois flotté ou encore de l’écume ? Une publication dans Nature parvient pour la première fois à mettre au point un indicateur : le « plastics index ». En fonction de sa nature, chaque objet reflète différemment la lumière, une propriété qui s’observe dans sa signature spectrale. Les scientifiques ont ainsi caractérisé la signature spectrale du plastique pour le distinguer des autres matériaux dans les images Sentinel. « Les plastiques se mélangent avec de la mousse ou des végétaux, la différenciation reste tout de même très compliquée », tempère Audrey Hasson. François Galgani, chercheur en océanographie à l’Ifremer, ajoute : « Aujourd’hui, certaines détections sont assez fiables, comme les pertes de conteneur. On imagine aussi repérer les bateaux abandonnés en fibre de verre, un réservoir qui représente 500 000 à un million de tonnes de plastique. »
Cartographier les points chauds
À ce jour, la détection spatiale de la pollution plastique demeure au stade de la R&D et aucune application opérationnelle n’existe. Dans une récente analyse8, des scientifiques montrent que le spatial est peu plébiscité par la communauté scientifique : parmi les 46 scientifiques interrogés, les observations de terrain et les campagnes de mesure par drone sont les techniques les plus utilisées, devant l’imagerie satellite et le traçage GPS.
Pour dépasser les limites technologiques actuelles, une équipe internationale a développé une nouvelle méthode d’analyse. Leur objectif : s’affranchir de la difficile étape de la différenciation de la nature des débris. Les scientifiques montrent que certains types d’amas de déchets flottants (peu importe leur nature) reconnaissables à leur forme sont des indicateurs d’épisodes récents de pollution9. L’équipe affirme : « Malgré les limites des technologies spatiales, les détections par satellite sont suffisantes pour cartographier les points chauds et saisir les tendances, offrant ainsi une vue sans précédent des déchets marins, de leur source à leur destination finale. » Des données précieuses pour mieux anticiper les pics de pollution et ainsi les limiter.
Autre piste : lancer des missions satellites dédiées. « Nous espérons pouvoir lancer un premier nanosatellite du programme universitaire Desdemone d’ici trois ans », confie Jérôme Benveniste, président du Comité de la recherche spatiale (COSPAR) et ancien expert senior en océanographie et hydrologie à l’Agence spatiale européenne. Grâce à ce système de surveillance par nanosatellite, le programme ambitionne de mesurer les concentrations et les flux de macrodéchets plastiques en Méditerranée pour surveiller, anticiper et agir en temps quasi réel, tout en assurant une formation aux métiers du spatial10. Une autre voie est explorée : détecter les microplastiques par satellite. « Une fois que le débris se dégrade, il devient du microplastique et est indétectable par satellite, explique Jérôme Benveniste. Un des programmes de l’Agence Spatiale Européenne vise à tester si la signature spectrale de l’eau de mer change dans les régions très chargées en microplastiques. »
