« Quand on se penche sur la question du plastique, le milieu marin est emblématique. Il a joué un rôle central dans la prise de conscience internationale de l’ampleur des pollutions par les plastiques et les microplastiques », souligne Xavier Cousin, qui travaille au sein du laboratoire MARBEC, spécialisé dans l’étude des milieux marins, de la biodiversité et aussi des causes de son déclin. « Mais, pour appréhender tous les enjeux de ces pollutions, il est nécessaire d’adopter une approche globale, car le plastique est omniprésent dans notre vie et notre environnement. Il interagit avec l’ensemble des milieux naturels et des activités humaines ».

De l’environnement à la santé

Pour illustrer la nature et la complexité de ces interactions, Xavier Cousin prend l’exemple de la « plastisphère ». Dans le milieu marin, les plastiques représentent une niche propice à l’hébergement et au développement de communautés bactériennes et autres micro-organismes. Cela concerne les plastiques de toutes tailles, dont les microplastiques (moins de 5 millimètres), présents en abondance.

« Les communautés bactériennes que l’on observe dans la plastisphère viennent bien de la mer, où elles existent à des niveaux de concentration beaucoup plus faibles. Mais elles trouvent avec les plastiques des conditions favorables à leur développement », explique Xavier Cousin. « Au sein du laboratoire MARBEC, des scientifiques ont ainsi constaté que la présence de certains groupes bactériens est jusqu’à 200 fois plus importante sur les plastiques que dans l’eau. »

Cette concentration n’est pas sans conséquences pour l’environnement et la santé. La présence de bactéries pathogènes et l’augmentation de la diffusion des phénomènes d’antibiorésistance sont ainsi deux facteurs d’exposition et de risques accrus cités par Xavier Cousin.

Interdisciplinarité et négociations internationales

Pour protéger la santé des animaux, des êtres humains et de l’environnement, il est nécessaire de prendre en compte l’ensemble des effets du plastique en suivant l’intégralité de son cycle de vie, de l’extraction de la matière première (du pétrole à 99 %) aux déchets. Il est également important de considérer, outre la plastisphère, les produits chimiques associés aux plastiques. En effet, on compte plus de 16 000 substances chimiques présentes dans les plastiques dont la toxicité est avérée pour un quart d’entre elles et inconnue pour les deux tiers².

C’est à cette tâche que le Comité intergouvernemental de négociation (CIN) s’est attelé depuis la résolution, prise en 2022 par l’Assemblée des Nations unies pour l’environnement, d’élaborer un instrument international juridiquement contraignant pour mettre fin à la pollution plastique.

La préparation de cet accord mondial est menée par le CIN avec la participation de nombreux scientifiques et laboratoires de recherche. Ils sont notamment réunis au sein de la Coalition des scientifiques pour un traité efficace sur les plastiques qui regroupe plus de 400 scientifiques issus de 70 pays. Tous les domaines de recherche liés à la pollution plastique sont représentés. Membre de la Coalition, Xavier Cousin indique que « le rôle des chercheurs et des chercheuses dans les processus de négociation est d’apporter les données et analyses scientifiques nécessaires pour construire des scénarios soutenables et éclairer les décisions des délégations. Il est également essentiel d’expliquer les risques et les limites des innovations technologiques présentées comme des solutions ».

Si les premiers cycles de négociation n’ont pas encore permis d’aboutir à un accord, Xavier Cousin constate néanmoins « une évolution significative du nombre de pays exprimant une haute ambition pour le traité ». Il estime que ce nombre est passé d’une soixantaine de pays avant la tenue du CIN 4 en 2024, à plus de cent aujourd’hui. Un signal encourageant pour les sessions de travail à venir.

Explorer de nouveaux axes de recherche : la toxicité des plastiques biodégradables

Parmi les solutions proposées pour réduire la pollution plastique, les plastiques biodégradables occupent une place particulière. Leur adoption soulève pourtant des interrogations. Si les caractéristiques de ces plastiques semblent avantageuses pour l’environnement, sont-ils pour autant sans effets toxiques ?

Le projet BIOMIC a pour enjeu de répondre à cette question en étudiant les effets des microplastiques biodégradables sur la physiologie et le microbiote des poissons. Il repose sur des expositions chroniques de longue durée en milieu marin à des microplastiques issus de trois types de plastiques : le PLA, plastique biodégradable couramment utilisé ; le PHBV, biodégradable en milieu marin ; et un plastique conventionnel, le polystyrène. Cette approche diffère des tests standards, dits de « toxicité aiguë » – réalisés à chaque fois qu’une nouvelle substance chimique est mise sur le marché pour mesurer les effets d’une exposition de courte durée selon des normes spécifiques – mais qui, pour Xavier Cousin, ne permettent pas de « regarder le problème de la toxicité dans son intégralité ».

La phase d’exposition et d’analyse des effets au niveau individuel du projet BIOMIC est en cours d’analyse. L’espèce modèle de poisson étudiée a un cycle de vie court, seuls quelques mois sont nécessaires pour passer de l’œuf à l’adulte reproducteur, ce qui permet d’examiner rapidement les effets sur tous les stades de vie, croissance, comportement, reproduction et survie.

En parallèle, des recherches sont effectuées pour savoir si l’ingestion de ces microplastiques entraîne une dysbiose (un déséquilibre du microbiote), ou une adaptation du microbiote à la dégradation des plastiques. « La dysbiose est l’un des effets toxiques des plastiques que l’on retrouve chez tous les organismes, y compris chez les humains », rapporte Xavier Cousin.

Enfin, les scientifiques étudieront le lien de causalité entre les modifications du microbiote et les impacts observés au niveau individuel. Ils pourront ainsi déterminer les effets des microplastiques biodégradables sur les fonctions physiologiques, dont la connaissance est essentielle pour le maintien de la population dans son environnement.

¹ Source : OCDE (2024), Scénarios d’action pour l’élimination de la pollution plastique à l’horizon 2040, Éditions OCDE, Paris. https://doi.org/10.1787/3d74f967-fr
² UMR 9190 - Biodiversité Marine, Exploitation et Conservation (MARBEC, IRD/Ifremer/Université de Montpellier/CNRS)
³ Source : Wagner M. et al. (2025). State of the science on plastic chemicals - Identifying and addressing chemicals and polymers of concern, PlastChem, Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.17208791