Valentin DETTLING

Jury
Sarah SAMADI, Professeure (MNHN, Paris), Directrice de thèse
Jean-Baptiste FINI, Professeur (MNHN, Paris), Directeur de thèse
Ika PAUL-PONT, Directrice de recherches (CNRS, Brest), Rapporteure 
Frédérique VIARD, Directrice de recherches (CNRS, Montpellier), Rapporteure
Marie-France DIGNAC, Directrice de recherches (INRAE, Paris), Examinatrice
Bruno GRASSL, Professeur (UPPA, Pau), Examinateur
        
Alexandra TER HALLE, Directrice de recherches (CNRS, Toulouse), Invitée
Claire LAGUIONIE, Maîtresse de conférences (CNAM, Cherbourg-en-Cotentin), Invitée

 

Résumé
Les habitats et les organismes des grands fonds marins, bien qu’invisibles et difficilement accessibles, sont pourtant soumis à des pressions anthropiques incluant le changement climatique, la perte de biodiversité et la pollution. Les plastiques constituent une forme majeure de pollution affectant tous les compartiments de la biosphère, jusque dans les grands fonds marins. Les plastiques sont des polymères qui se dégradent et se fragmentent en particules plus petites, notamment en microplastiques. Alors que la production de plastiques a augmenté de façon exponentielle depuis les années 1950, la dynamique d’accumulation de microplastiques et leur impact sur les organismes des grands fonds marins est peu documentée, en raison de la difficulté d’accès de ces environnements.
Les collections d’histoire naturelle, constituées d’organismes collectés au fil d’expéditions naturalistes, constituent des ressources pour étudier ces environnements reculés. Le Muséum national d’Histoire naturelle héberge une collection constituée grâce à des campagnes océanographiques Tropical Deep-Sea Benthos conduites dans l’Indo-Pacifique depuis 50 ans, dont l’objectif est de documenter la diversité de la faune benthique de la zone bathyale. Parmi les organismes de cette collection, les holothuries (ou concombres de mer) représentent une classe d’organismes (Holothuroidea) dont la majorité des espèces sont déposivores et ingèrent donc des sédiments pour se nourrir. La quantité de sédiments ingérée par les holothuries déposivores est estimée à plusieurs dizaines de kilogrammes par individu et par an.
Nous avons fait l’hypothèse que les holothuries de cette collection pouvaient être utilisées pour évaluer la dynamique temporelle de la pollution microplastique benthique de l’Indo-Pacifique. Nous avons inventorié près de deux mille spécimens d’holothuries collectés entre 1984 et 2024. Par une approche de taxonomie intégrative, nous avons identifié et caractérisé deux espèces, Amphigymnas woodmasoni et Holothuria dura, collectées de façon répétées sur cette période. Puis, nous avons exploré des méthodes pour quantifier les microplastiques de spécimens tels qu’ils sont conservés dans les collections d’histoire naturelle. Nous avons retenu la pyrolyse-chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem, qui permet la détection et la quantification de plusieurs polymères avec une grande précision analytique. Nous avons mis au point un protocole utilisant cette méthode avec des spécimens de Holothuria forskali et Holothuria tubulosa, collectés en zone côtière de France hexagonale et intégrés dans les collections d’histoire naturelle. Nous avons ainsi validé la robustesse du protocole, mais aussi mis en évidence la prévalence de poly(téréphtalate d’éthylène) et de polystyrène dans les intestins de ces espèces côtières. Des expériences d’exposition en mésocosmes d’holothuries à des microplastiques ont également été initiées afin de mieux documenter leur biodistribution et d’analyser leur impact sur le microbiome intestinal. Enfin, nous avons employé la méthode mise au point pour analyser une quarantaine de spécimens des deux espèces identifiées dans les collections.
Nous avons mis en évidence la présence de microplastiques dans tous les spécimens étudiés. Nous concluons que la contamination des holothuries est plus élevée dans la période actuelle que dans les décennies précédentes. La distance à la côte et le contexte géographique et océanographique sont également des facteurs qui modulent les concentrations observées. En mobilisant des méthodes analytiques de pointe et les collections d’histoire naturelle, nous avons mis en évidence la contamination par les microplastiques de la zone bathyale, notamment autour de la Nouvelle-Calédonie depuis au moins 40 ans, tout en contribuant à enrichir les connaissances sur la biodiversité de ces habitats reculés.