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Cyanobactéries et autres efflorescences algales nuisibles

Les cyanobactéries peuvent former une écume épaisse à la surface de l’eau ou bien demeurer en suspension | Photo : Sue WatsonLes efflorescences algales nuisibles (HAB) résultent de la prolifération des algues dans des systèmes exposés à des stress environnementaux où les conditions favorisent la croissance opportuniste d’une ou de plusieurs espèces nuisibles qui déplacent les espèces plus anodines. Tant dans les environnements marins que d’eau douce, les HAB peuvent être causés par une espèce d’algues vertes et de chrysophycées, de diatomées, de dinoflagellés et d’autres cellules mobiles. Dans les eaux douces, les cyanobactéries (algues bleu-vert) entraînent généralement des HAB qui sont source de beaucoup d’inquiétudes puisque certaines de ces espèces peuvent produire des toxines puissantes, de mauvaises odeurs et dégrader de façon importante la qualité de l’eau.

Les cyanobactéries sont des bactéries, mais tout comme les vraies algues et les plantes, elles peuvent profiter de l’énergie du soleil pour croître; elles produisent une écume de surface dense ou se retrouvent en suspension dans l’eau ou s’accrochent aux plantes, aux roches ou au fond. De nombreuses cyanobactéries présentent de nombreux avantages pour les réseaux alimentaires, mais certaines de ces espèces peuvent développer des efflorescences nuisibles, particulièrement dans des environnements extrêmes ou pollués par les nutriants, où leur capacité à contrôleur leur flottabilité, à résister à dessiccation et à éviter les prédateurs leur donnent un avantage concurrentiel sur les algues plus anodines. La déforestation généralisée, la production de déchets, l’urbanisation, le développement agricole et l’utilisation de fertilisants entraînent une augmentation du nombre de HAB dans les eaux intérieures du Canada et de l’ensemble de la planète.

Les HAB ont des conséquences étendues sur la qualité de l’eau potable et de conditionnement des aliments, les activités récréatives, les activités touristiques, la valeur des propriétés, l’abreuvement des animaux et les industries de l’aquaculture. Certaines souches de cyanobactéries produisent des toxines qui peuvent affecter le foie, le système nerveux ou la peau. L’exposition survient le plus souvent par l’ingestion, bien qu’un contact direct puisse entraîner une inflammation de la peau et des membranes.

Les cyanobactéries peuvent donner à l’eau et aux poissons un mauvais goût et une mauvaise odeur de « boue/moisi » en raison de leur capacité à produire certains composés organiques volatils. Bien que ces substances ne soient pas toxiques, elles entraînent des coûts élevés pour les stations de traitement de l’eau puisqu’elles induisent une perception négative de la qualité et de la sécurité des approvisionnements en eau chez les consommateurs.

En raison de leur prolifération, les HAB affectent aussi l’intégrité de l’écosystème en détériorant les réseaux alimentaires, en modifiant la chimie de l’eau et en réduisant sa concentration en oxygène.

Recherche des S-T de l’eau

Les colonies de cyanobactéries filamenteuses déposées au fond de l’eau sont échantillonnées par le raclage du lit de la rivière | Photo : Christiane HudonEn vue de mieux comprendre la distribution, l’abondance et les variations saisonnières des cyanobactéries planctoniques (libres) et benthiques (tapis filamenteux) dans les petits et les grands plans d’eau, des études sont menées sur la diversité des eaux de surface au Canada, y compris au lac Winnipeg, au lac des Bois, dans les Grands Lacs, dans les Prairies, les lacs du Bouclier canadien et maritimes et dans le fleuve Saint-Laurent, la rivière Detroit et la rivière Maumee.

Les chercheurs utilisent des appareils de télésurveillance et in situ  pour contribuer à l’élaboration de nouvelles techniques de surveillance. Cela implique l’utilisation d’appareils de mesure automatisés, d’imagerie satellite pour détecter les efflorescences sur de grandes surfaces et la télédétection de leurs pigments particuliers. De plus, de nouveaux modèles de prédiction des HAB sont élaborés grâce à des études qui permettent de faire le lien en l’abondance des cyanobactéries et les variables environnementales comme l’utilisation du terrain, les conditions météorologiques et hydrologiques, le climat, la qualité physique de l’eau et les concentrations de nutriants (formes de phosphore, azote et fer). Des scientifiques travaillent également avec des partenaires provinciaux, municipaux et locaux pour évaluer la quantité et la disponibilité relatives de différents apports nutritifs aux eaux de surface (comme les déchets, les sols, les sédiments et le lessivage des terres cultivées) et enquête sur la façon d’aider à favoriser le développement et la capacité toxique/odorante des espèces de HAB.

Le mauvais goût et la mauvaise odeur de l’eau, induits par les cyanobactéries et d’autres algues nuisibles sont étudiés afin de déterminer les niveaux dans l’eau de source et l’eau potable et les causes et les contrôles principaux reliés au réseau trophique et environnemental.

Les chercheurs d’Environnement Canada collaborent avec d’autres organismes pour élaborer des étalons analytiques mesurant les toxines connues, pour identifier et décrire la structure moléculaire des toxines inconnues. Grâce aux méthodes d’analyse mises au point, il sera possible d’étudier le devenir et la transformation des toxines dans les écosystèmes aquatiques. Les chercheurs collaborent également avec des partenaires canadiens et internationaux pour trouver des sondes génétiques qui détecteraient rapidement les plans d’eau affectés par la prolifération des principales espèces d’algues toxiques libérant des toxines ou des odeurs.

Les scientifiques évaluent à la fois la toxicité des proliférations algales et leur impact sur le réseau trophique. Ces toxines seront soumises à des tests de détection de plusieurs groupes taxonomiques incluant les décomposeurs (bactéries), les producteurs primaires (microalgues), de même que les consommateurs primaires et secondaires (micro-invertébrés et poissons). Ces travaux de recherche contribueront à quantifier les effets de la prolifération algale sur les fonctions des écosystèmes aquatiques.

Experts :

  • François Gagné (écotoxicologie des toxines cyanobactériennes)
  • Christian Gagnon (identification, quantification et devenir des toxines)
  • Christiane Hudon (écologie benthique, facteurs environnementaux, fleuve Saint-Laurent)
  • André Lajeunesse (identification, quantification et devenir des toxines)
  • Sue Watson (taxonomie, goût et odeur, toxines, nutriments, bassins du lac Winnipeg et des Grands Lacs)

Pour en savoir plus, consulter les sites Web suivants :