Introduction :

Pour pallier à la demande croissante en énergie renouvelable ces dernières décennies, l’installation de Dispositifs Marins d’Energie Renouvelables (MRED) et de réseaux de communications en haute mer a conduit en parallèle à la mise en place de câbles de transmission qui rejoignent le continent, émettant à leur surface des champs électromagnétiques où vivent des espèces benthiques et pélagiques. A priori, nombre de ces organismes sont électrosensibles, et utilisent le champ magnétique (MF) terrestre d'une intensité d'environ 50 µT dans leur orientation ^[1]. Les effets potentiels des MF émis lors du passage du courant sur les faunes marines sont sujets à un débat n’ayant pas encore abouti à un consensus clair au sein de la communauté scientifique, et ce malgré des travaux précisant les réponses de différentes espèces à ce possible stress à travers plusieurs variables. Le conflit sous-jacent entre des enjeux environnementaux et économiques trouvant échos en société renforce d'autant plus la nécessité d’étudier cette controverse.

S'ils existent, les effets (ou impacts) "néfastes" attendus doivent altérer des propriétés intrinsèques aux organismes marins : leur comportement, physiologie ou encore leur développement. Ici le terme "EMF" désignera les champs électromagnétiques produits par courant continu (DC) ou alternatif (AC), qui incluent à la fois les champs magnétiques et électriques (EF), ces derniers étant confinés à l'intérieur des câbles à l'aide de gaines isolantes^[2]. Avant de caractériser de façon organisée les impacts connus des EMF sur les faunes sous-marines à proximité immédiate des câbles, le propos s'attachera à retranscrire les particularités de la controverse expliquant son émergeance récente.

I) Facteurs expliquant l’émergence de la controverse autour de l’interaction des EMF avec les faunes :

A) Un gain d’intérêt pour l'étude des EMF artificiels sous-marins ayant progressivement instauré des doutes sur leur non-nocivité :

Avant 2010, la plupart des travaux se focalisaient sur l'impact des EMF sur l'orientation et la reproduction des poissons et ne soutenaient pas l'inquiétude naissante au sujet de leurs éventuelles conséquences délétères^[1]. Dans la majorité des études menées jusqu'aux années 2015-2016 concernant plusieurs groupes taxonomiques, peu d'effets d'EMF avaient été détectés que ce soit sur le plan comportemental ou physiologique ^[2]. Depuis 2017 le nombre de travaux relatifs à ce sujet (expérimentations in situ et en contexte contrôlé) a considérablement augmenté surtout à propos des invertébrés (plus d'articles cités dans les reviews)^[3], et le doute quant à la non-nocivité des champs s'est consolidé. En laboratoire, cela a coïncidé avec un début d'amélioration des méthodes d'analyse comportementales existantes : les polychètes sont placés entre un système de bobines simulant un câble^[4][5], alors que les crustacés sont confrontés a un choix entre des abris exposés ou pas aux EMF^[6][7].

B) Différentes façons de tester la présence d'impacts potentiels des EMF à l’origine de résultats variés :

Tout un spectre d'intensités d'EMF testées est balayé dans la littérature, de l'ordre du nanotesla à celui du microtesla. Le fait que certains auteurs détectent un effet avec quelques nT d'intensité de MF^[8] quand d'autres n'en déduisent aucun avec presque 3 mT^[4] montre qu'il faut s'attendre à des résultats variant grandement en fonction du ou des taxon(s) modèle(s) choisi(s) et des variables et intensités prises en compte dans les analyses. Dans les protocoles intégrant à la fois des DC et AC dans le cadre d'approches comparatives, ces modes de transmission n'ont pas eu de répercussions différentes sur les animaux^[9][7].

Peu d'études en laboratoire utilisent un gradient d'intensité commun, ce qui reflète un manque de connaissances des intensités réellement rencontrées. D'après des études in situ récentes, l'intensité moyenne serait d'une centaine de µT à une distance raisonnable des câbles (~1m) à DC et AC^[10][11] et diminue rapidement avec l'éloignement (1 mT correspondrait au voisinage extrême des câbles^[3]). Malgré cela, tester les effets d'une variété d'intensités serait intéressant dans le but d'évaluer les seuils de tolérance propres à chaque groupe^[7]. Ainsi avec un EMF 2.8 mT, les crâbes Cancer ont manifesté quelques différences comportementales ^[12] par rapport à une situation où leur position a été contrainte autour d'un câble sous-marin ^[11].

C) Comment désigner et interpréter les effets potentiels des MF artificiels sur les animaux marins ?

Etant donnée la diversité de méthodes proposées, il est évident que l'absence d'effet biologique constaté ne traduit pas forcément une absence totale d'effet. Il ressort des études réalisées in situ qu'il pourrait exister un "évitement subtil" ^[9] des MF par les animaux ou encore une "réponse exploratoire subtile" ^[10], c'est à dire un effet comportemental observé mais non soutenu statistiquement (on parlera alors de tendance). Il existe donc une grande incertitude sur la façon d'interpréter ces résultats. Cela est d'autant plus vrai que certaines réponses sont seulement transitoires, concomitantes à une exposition à très court-terme ^[6]. D'autres au contraire sont recherchées sur de longs temps d'expérimentation^[4][11].

Lorsqu'un effet biologique est détecté, il convient de s'intéresser à sa nature : des phénomènes d'attraction aux câbles^[12] peuvent être préjudiciables pour les individus au même titre que l'évitement, en perturbant leur activité "naturelle". Quant à la possibilité que les EMF puissent représenter un facteur de mortalité, cela n'a pas été le cas lors des expériences ayant testé cela sur plusieurs organismes même avec des EMF de très fortes intensités ^[13]. Indirectement, certains proxies comme la génotoxicité laissent penser que la mort de l'individu exposé pourrait être secondairement une conséquence^[14]. A ce titre, un effet a priori non néfaste comme une émergence plus régulière hors du sédiment pourrait l'être, par exemple en lien avec un risque de prédation accru ou une perte d'énergie exploitable à d'autres fins^[5]. En caractérisant un effet (ou pas d'effet) lié aux EMF, il faut donc songer à ces éventualités.

II) Caractérisation des effets des EMF artificiels sur les faunes sous-marines, selon :

A) Les taxons et leur écologie :

Un nombre réduit d'études s'est concentré sur les vertébrés (poissons, surtout pélagiques sauf certaines raies), alors que les invertébrés (benthiques) commencent à faire l'objet d'assez de travaux pour qu'une review leur ai été consacrée^[3]. Chez les chondrichthyens dont le mécanisme de magnétoréception est plus ou moins bien connu (de même ches les invertébrés^[2]), seuls des effets transitoires^[1] sur le comportement, une légère suractivité (raies)^[10] et peut-être un évitement (requins)^[9] ont été relevés. Bien que les expériences menées sur les poissons osseux (adultes) soient rares, il s'avère que les représentants d'une majorité des espèces de poissons récifaux sont plus abondants près des câbles non-alimentés^[9].

Malgré leur mode de vie les poussant à être inféodés aux sédiments (endofaune), les polychètes marins ne semblent pas être affectés par des EMF intenses^[4], excepté en MF AC 1 mT 50 Hz en ce qui concerne un dérèglement de l'excrétion azotée aux conséquences mal connues^[5], et surtout un effet génotoxique^[14]. De la même façon que pour l'endofaune, l'épifaune benthique apparaît - à partir de l'exemple des crabes - subir surtout des altérations de processus physiologiques (chimie de l'hémolymphe)^[12], là où les quelques effets notables sur le comportement ne sont pas confirmés par d'autres travaux ne montrant aucune tendance chez les crabes vis-à-vis des EMF^[15].

Deux études en particulier ont montré que les EMF pourraient interférer avec les capacités migratoires des crustacés. Les langoustes connues pour leurs migrations de masse éviteraient les MF artificiels^[6]. En oûtre, il a été proposé que des champs de très faible intensité (nT) sont à même de déranger l'orientation "magnétique" des amphipodes^[8], ce qui est probablement plus problématique qu'un évitement. Aux antipodes, le cas d'organismes sessiles révèle que leur mode de vie fixé doit impliquer une sensibilité prépondérante aux EMF au niveau cellulaire.

B) Les niveaux d’organisation biologique :

Ainsi, il a été constaté que les processus de division cellulaire chez la moule sont interrompus et qu'une voie de régulation liée à la réponse au stress est activée^[16]. Dans le même ordre d'idée, les EMF induiraient une génotoxicité et une cytotoxicité aux palourdes^[14]. Au niveau individuel, des résultats portant sur des répercussions sur la distribution spatiale des homards sont à l'origine de conclusions antagonistes ^[10][7], mais de nombreux paramètres ont dû être testés pour y parvenir et il est difficile d'y voir un effet délétère.

Dans les données éparses disponibles à l'échelle des communautés (vertébrés / invertébrés), il n'est fait mention d'aucun effet biologique^[11]. En tout cas, la structure des communautés de poissons n'a pas semblé dépendre de la présence d'EMF au sein des environnements testés^[9][11]. La facilité à mesurer des effets d'EMF semble donc diminuer en passant à des niveaux d'organisation plus élevés (peut être lié à la différence laboratoire / in situ). Or d'après certains auteurs, seuls les effets prouvés au niveau des populations ou communautés mériteraient ce qualificatif^[3].

C) Les stades ontogénétiques et le cycle de vie :

Les résultats de l'expérience de Ernst & Lohmann^[6] suggèrent que les individus de plus grande taille chez certains crustacés sont peut-être repoussés par les MF artificiels tandis que les plus petits sont indifférents. Par extension, cela expliquerait pourquoi - en utilisant un protocole analogue - les juvéniles (de petite taille) ne réagissent pas aux EMF quelque soit la durée d'exposition^[7]. Ce différentiel dans le comportement face aux EMF est d'autant plus intéressant à considérer que la littérature manque de données issues d'une comparaison des réponses des individus d'une espèce à deux stades de développement distincts. A cet égard, on sait maintenant que les crabes jeunes (Cancer pagurus) en contact avec des champs forts ne s'avèrent pas plus ou moins actifs que les adultes soumis aux mêmes conditions^[12]. De plus les Anguilla n'ont pas de réponses identiques à chaque stade du cycle de vie, simplement car leur écologie change^[2].

L'a priori voulant que les embryons et larves représentent des stades sensibles du développement est à nuancer pour ce qui est de l'impact des EMF. En effet, en prenant la larve de truite arc-en-ciel comme modèle, il a été remarqué que le moment d'éclosion puis la croissance n'étaient pas touchés au contraire de la consommation du sac vitellin^[13], et des processus cellulaires discutés ci-avant^[14]. La question de l'impact potentiel sur la fécondation reste ouverte étant donné que la seule étude récente sur le sujet n'a pas mis en évidence de perturbation du développement des gonades chez la moule^[4].

Conclusions / Perspectives :

Cette controverse est naissante et comporte donc beaucoup de zones d'ombre, avec peu de recul pour pouvoir estimer la diversité de taxons impactés par les EMF artificiels. En revanche, pour peu qu'il y ait un contact plus ou moins rapproché avec un câble, peu de modes de vie semblent épargnés par de légères interactions. Globalement, il semble que les effets les plus néfastes que puissent causer les EMF se manifestent au niveau des processus physiologiques, surtout chez le benthos. Les éventuels effets comportementaux sont sans conteste les plus investigués et débattus (y compris les résultats in situ), probablement car ils pourraient avoir des conséquences économiques (pêche)^[15]. Au vu de ces constats couplés à ceux des reviews^[3], il s'agira à l'avenir de concevoir plus d'approches intégratives considérant plusieurs paramètres dans le but de réduire l'incertitude quant aux conclusions qui pourront être tirées pour la / les espèce(s) d'intérêt (à diversifier).

En relation avec l'accumulation progressive de preuves éparses mentionnant des effets (délétères ou pas) des EMF sur la faune^[3], des préconisations sont proposées dans la littérature récente (même quand les auteurs ne détectent pas ou peu d'effet) afin de limiter l'éventuel impact qu'auraient ces EMF artificiels sur leur environnement immédiat. Plutôt qu'un isolement des câbles grâce à des matériaux imperméables aux MF ^[2], l'idée la plus simple et plébiscitée consisterait à enterrer les prochains plus profondément dans le substrat océanique afin de limiter l'étendue de la propagation des champs aux sédiments peu profonds^[5]. Cette nécessitée reste discutée^[11].

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Cette synthèse se base sur 16 références.

• [1] Examen de la littérature et des études sur les champs électromagnétiques (EMF) générés par les câbles d'alimentation sous-marins et leur influence sur les organismes marins
• [2] Non analysée - A Review of the Evidence of Electromagnetic Field (Emf) Effects on Marine Organisms
• [3] Synthèse sur les effets des champs électriques et magnétiques émis par les câbles électriques sous-marins sur les invertébrés
• [4] Effet des champs électromagnétiques sur les organismes marins
• [5] Effet d'un champ électromagnétique basse fréquence sur le comportement et la bioénergétique du polychète Hediste diversicolor
• [6] Évitement d'une forte anomalie magnétique en fonction de la taille chez les langoustes des Caraïbes
• [7] Impact des champs magnétiques générés par les câbles électriques sous-marins AC / DC sur le comportement du homard européen juvénile (Homarus gammarus)
• [8] L'orientation magnétique de l'amphipode antarctique Gondogeneia antarctica est inhibée par des champs de radiofréquences de très faibles intensités.
• [9] Effets des émissions d'EMF des câbles électriques sous-marins sur les poissons des récifs coralliens
• [10] Les champs électromagnétiques d'origine anthropique (EMF) influencent le comportement des espèces marines benthiques
• [11] Les organismes vivant autour des câbles électriques sous-marins alimentés en énergie, des tuyaux et des fonds marins naturels dans les eaux côtières du sud de la Californie
• [12] Effets des émissions de champs électromagnétiques des dispositifs marins à énergie renouvelable (DMER) sur Cancer pagurus (L.), un crabe comestible à enjeu commercial important.
• [13] Les champs magnétiques et électromagnétiques d'origine anthropique sont-ils des menaces potentielles pour les premiers stades de la vie des poissons ?
• [14] Effets géno- et cytotoxiques du champ électromagnétique 50 Hz 1 mT sur larves de truites arc-en-ciel(O. mykiss), palourde de la Baltique(L. balthica) et arénicoles commun(H. diversicolor)
• [15] Réponse identique des crabes des rochers en cage (genres Metacarcinus et Cancer) aux câbles électriques sous-marins sous-tension et hors tension en Californie du Sud, États-Unis
• [16] Non analysée - 50 Hz magnetic fields activate mussel immunocyte p38 MAP kinase and induce HSP70 and 90