A travers le monde, et notamment en France, la pollution des eaux douces combinée à des vagues de chaleurs répétées et toujours plus intenses provoquent d’importantes efflorescences de cyanobactéries dans les écosystèmes aquatiques tels que les cours d’eau, les étangs et les lacs.

Toxiques pour les animaux et les humains et dégradant considérablement la qualité de l’eau, les cyanobactéries font l’objet de nombreuses préoccupations de la part des citoyens et des pouvoirs publics.

LES CYANOBACTÉRIES SONT DES MICRO-ORGANISMES MI-BACTÉRIES MI-ALGUES

Les cyanobactéries sont des bactéries (microorganismes) qui sont naturellement présentes dans tous les systèmes mondiaux d’eau de surface (océans, lacs, rivières, zones humides) et ce depuis plusieurs milliards d’années.
Même si ce ne sont pas des algues, les cyanobactéries sont communément appelées algues bleues en raison de leur couleur bleue-verte. Fait notable, elles ont été les premiers organismes à émettre de l’oxygène sur Terre et sont donc à l’origine de la vie humaine.

Les cyanobactéries possèdent des avantages morphologiques leur conférant la capacité de croître dans les milieux aquatiques plus rapidement que les algues et donc de proliférer de manière importante. En effet, à l’instar des algues, elles réalisent la photosynthèse mais en plus elles ont également la capacité de flotter dans l’eau grâce à des vacuoles gazeuses, et surtout elles peuvent fixer l’azote directement à partir de l’atmosphère.

LES CYANOBACTÉRIES PRODUISENT DES TOXINES

Les cyanobactéries peuvent produire des cyanotoxines qui sont dangereuses pour les organismes aquatiques, le bétail et la faune et qui peuvent même menacer la santé humaine. En effet, de nombreux cas de décès de chiens ont été signalés à la suite de l’ingestion de cyanotoxines présentes dans l’eau.

Les problèmes de santé typiques chez les animaux et les humains sont la fièvre, les vomissements, la faiblesse, les lésions du foie, des reins, du cœur, du cerveau et de la peau, les troubles neurologiques et même la mort. Outre la possibilité de contamination humaine par l’approvisionnement en eau, il existe également un risque de contamination par la chaîne alimentaire, la bioaccumulation des cyanotoxines et leur transfert dans la chaîne alimentaire ayant été démontrés dans plusieurs études.

LES EFFLORESCENCES DE CYANOBACTÉRIES ONT AUGMENTÉ EN RAISON DU CHANGEMENT CLIMATIQUE

De nos jours, les efflorescences de cyanobactéries ont augmenté en intensité et en durée en raison de la combinaison de la pollution de l’eau et du changement climatique, en particulier le réchauffement de l’eau. L’augmentation des efflorescences de cyanobactéries est donc devenue un problème de santé publique mondial.

En France, les cyanobactéries sont désormais suivies dans de nombreux systèmes d’eau de surface par les différents gestionnaires des masses d’eau. Au cours de ces dernières années, cette surveillance a conduit à fermer temporairement de nombreux plans d’eau en raison d’une concentration trop élevée de cyanobactéries, notamment durant l’été, lorsque les eaux sont plus chaudes.

COMMENT RECONNAÎTRE LES CYANOBACTÉRIES ?

A première vue, les cyanobactéries peuvent ressembler à des algues, elles ne sont donc pas toujours faciles à reconnaître. Il existe deux types de cyanobactéries, les pélagiques qui colonisent la colonne d’eau et les benthiques qui colonisent les galets immergés ainsi que le sédiment des lacs et des rivières.

Pendant l’efflorescence, les cyanobactéries pélagiques se cristallisent et forment une écume bleue-verte qui flotte à la surface de l’eau : elle ressemble à une poudre qui aurait été étalée à la surface de l’eau. Les cyanobactéries benthiques forment des filaments gluants à la surface des galets en plaques (biofilms) de couleur verte/brune foncée ou noire, qui peuvent se détacher des galets et s’accumuler sur les bords (« flocs », amas d’algues).

SURVEILLER LES CYANOBACTÉRIES : UNE TÂCHE ARDUE

Habituellement, la surveillance de ces bactéries nocives nécessite la mise en œuvre de mesures in situ, ce qui peut être compliqué en termes d’organisation et de financement pour les gestionnaires des masses d’eau. De plus, lorsque les cyanobactéries sont détectées par des mesures in situ, il est souvent trop tard, car leur concentration a déjà atteint des niveaux critiques.
Les gestionnaires des masses d’eau ont un besoin urgent de lutter contre les problèmes d’eutrophisation (dégradation du milieu aquatique) mais en attendant, ils sont souvent confrontés à la difficulté de mettre en place des mesures in situ et surtout, à la difficulté d’anticiper l’apparition des cyanobactéries.

Dans ce contexte, Pixstart a développé une technologie qui permet la détection précoce des cyanobactéries et qui apporte également aux gestionnaires des plans d’eau des réponses opérationnelles sur les causes des efflorescences de cyanobactéries.

LA TÉLÉDÉTECTION DES CYANOBACTÉRIES : UNE ARME SUPPLÉMENTAIRE POUR MIEUX COMPRENDRE ET ANTICIPER LES PROLIFÉRATIONS

La technologie Pixstart est basée sur l’application de l’intelligence artificielle (c’est-à-dire des algorithmes basés sur des réseaux de neurones) au signal radiométrique enregistré par le satellite Sentinel-2 (mission européenne Copernicus).
Cette technologie permet de déterminer une concentration de cyanobactéries tous les 1,5×1,5m sur toute la surface du plan d’eau. Voir notre sevice Waterwatch.

Cette cartographie à fine échelle de la concentration de cyanobactéries, complémentaire des mesures in situ, peut apporter différentes informations pertinentes aux gestionnaires des masses d’eau, comme par exemple où et pourquoi les cyanobactéries fleurissent.

Ces mesures satellitaires peuvent être effectuées chaque fois que le satellite sentinel-2 survole le même endroit, soit environ tous les 3 à 5 jours, ce qui permet d’étudier la saisonnalité des cyanobactéries et donc de développer des modèles prédictifs.
Pixstart a également développé différents indicateurs pour mieux comprendre les processus écologiques se déroulant dans les masses d’eau douce et notamment un indicateur de santé des lacs. Cet indicateur compris entre 10 (excellente santé) et 0 (très mauvaise santé) permet d’anticiper la dégradation de la qualité de l’eau car il diminue plusieurs semaines avant que les cyanobactéries ne commencent à fleurir.

Comme dans le contexte du changement climatique nous nous attendons à des vagues de chaleurs toujours plus intenses, les fermetures de plans d’eau dues aux efflorescences de cyanobactéries pourraient augmenter avec le temps. Le fait que la technologie Pixstart permette de mieux comprendre la variabilité saisonnière et spatiale des cyanobactéries et donc d’anticiper les efflorescences pourrait considérablement aider les gestionnaires des plans d’eau à optimiser leur gestion préventive et curative des cyanobactéries.
Des campagnes de mesure Pixstart sont en cours de test chez plusieurs de nos clients, et pour certains depuis plusieurs années.