Contrôle des blooms cyanobactériens par manipulation de la biodisponibilité du carbone: étude en mésocosmes

L'eutrophisation des milieux aquatiques a causé une augmentation sérieuse durant les dernières décennies, de la fréquence, de l'importance et de la durée des développements phytoplanctoniques nocifs à l'échelle mondiale. Les étangs bruxellois, riches en nutriment, ne font pas exception.

Dans ces étangs, les données acquises montrent que les proliférations cyanobactériennes sont systématiquement rencontrées dans des situations associant de fortes biomasses phytoplanctoniques (distance de Secchi <0.6 m) à des valeurs élevées de pH (pH > 8). Au contraire, les situations combinant de fortes biomasses phytoplanctoniques à de relativement faibles valeurs de pH des eaux (pH <8) sont pratiquement exemptes de blooms cyanobactériens.

Si la dominance des cyanobactéries est généralement imputée à plusieurs facteurs agissant en synergie, certaines études scientifiques ont démontré l'avantage compétitif des cyanobactéries sur les autres groupes phytoplanctoniques en conditions de pH élevé. Les forts pH conduisent, en effet, à une très faible concentration des eaux en CO2 libre, situation pour laquelle la fixation du carbone par photosynthèse est plus performante chez les cyanobactéries.
Les connaissances sur la physiologie des cyanobactéries et les données de terrain appuient donc l'hypothèse selon laquelle la concentration en CO2 libre de la colonne d'eau pourrait déterminer la composition de la communauté phytoplanctonique et plus particulièrement la fréquence et l'intensité des développements cyanobactériens.

Afin de tester cette hypothèse et de se rapprocher des conditions d'une approche de gestion en vrai grandeur, une étude ayant pour but la manipulation de la disponibilité du CO2 pour la croissance algale dans une situation où les cyanobactéries était fortement présentes dans la colonne d'eau a été réalisée durant l'été 2010, à l'aide de 12 mésocosmes.

Les résultats expérimentaux obtenus sont les suivants :
- 2 mésocosmes sur 3 en conditions de forts pH (pH > 8.47 à chaque échantillonnage - caractérisés par une faible disponibilité du CO2) ont présentés une biomasse cyanobactérienne en forte croissance durant la durée de l'expérimentation,
- dans les 9 mésocosmes où le pH a été maintenu autour de 7 (et où la disponibilité en CO2 reste élevée), la biomasse cyanobactérienne est restée faible et a même diminué par rapport au niveau de départ, les faibles biomasses se maintenant durant les 15 jours suivants l'arrêt des régulations du pH.
Ces résultats indiquent clairement :
1. qu'une faible disponibilité en CO2 (pH élevé) peut favoriser la prolifération des cyanobactéries au dépend des autres algues phytoplanctoniques,
2. qu'une manipulation artificielle de la disponibilité du CO2 (et donc du pH) dans la colonne d'eau permet de limiter la croissance des cyanobactéries,
3. La manipulation du pH serait également susceptible d'abattre la biomasse cyanobactérienne puisque dans le cas du traitement avec addition de CO2 par dissolution, une diminution significative, jusqu'à des niveaux faibles, par rapport à la biomasse de départ a été observée.

S'il est difficile de conclure avec certitude sur l'efficacité des faibles pH comme moyen de lutte contre un bloom cyanobactérien en place (abattement du bloom), les biomasses cyanobactériennes de départ ayant été relativement faibles dans les mésocosmes, la capacité de la méthode comme moyen préventif semble importante.
Bien que les résultats obtenus en mésocosmes soient encourageants, il reste cependant à tester l'efficacité de cette méthode non toxique en vrai grandeur, à l'échelle de tout ou partie d'un étang.