Les cyanobactéries, communément appelées « algues bleues » ne sont pas des algues, mais des bactéries photosynthétiques. Elles sont naturellement présentes dans les eaux de surface (rivières, lacs, étangs, etc). Les cyanobactéries comptent parmi les plus anciennes formes de vie connues. Elles sont à l’origine de l’enrichissement de notre atmosphère en oxygène il y a près de 2 milliards d’années, permettant plus tard l’émergence de la vie aérobie.

La plupart du temps, les cyanobactéries ne posent pas de problème dans les ressources aquatiques, car elles font partie des communautés phytoplanctoniques naturelles. Cependant, dans certaines conditions, les cyanobactéries peuvent se multiplier rapidement et former des tapis ou des traînées verdâtres dans l'eau appelées « efflorescences » (blooms en anglais). Ce phénomène apparaît en règle générale au cours des mois d’été et d’automne. Lors de telles proliférations, les cyanobactéries peuvent produire des niveaux élevés de toxines, parmi lesquelles on compte des hépatotoxines, neurotoxines et dermatotoxines. Une exposition à ces métabolites toxiques constitue par conséquent un risque pour la santé humaine et animale.

Des concentrations importantes de cyanobactéries peuvent également résulter en une désoxygénation de la colonne d’eau lors de leur décomposition, induisant entre autres la mort de nombreux poissons et invertébrés.

Les efflorescences de cyanobactéries sont une des conséquences du processus d’eutrophisation, c’est-à-dire une accumulation excessive de nutriments dans le milieu aquatique. Ces nutriments (azote, phosphore) proviennent des eaux résiduaires municipales ainsi que de l’agriculture et favorisent le développement des cyanobactéries, surtout dans les milieux aquatiques à débits lents, et lorsque la température de l’eau augmente et engendre une stratification de la colonne d’eau. Cependant, aucun phénomène naturel ne peut se résumer à un seul facteur de contrôle, et chaque écosystème présente ses spécificités.

Les conditions hydrométéorologiques (fréquence et intensité des précipitations, vitesse et direction du vent, temps de résidence de l’eau…) sont aussi à prendre en considération. Par exemple, les précipitations engendrent une augmentation de l’apport en nutriments rejetés dans les plans d'eau - ce qui favorise la formation d’efflorescences – mais aussi une plus grande dilution, ce qui peut, à l’inverse, limiter les efflorescences. Par ailleurs, les caractéristiques intrinsèques des espèces dominantes (capacité de fixation d’azote atmosphérique, stockage d’azote, flottabilité, vitesse de croissance, optimum de température) déterminent aussi le schéma de prolifération dans l’écosystème et la diversité des espèces prédominantes. Enfin, la présence d’une population de cyanobactéries en dormance dans les sédiments pendant la saison hivernale pourrait favoriser le recrutement au printemps et amplifier le phénomène d’efflorescences en été/automne.

Un défi majeur pour les chercheurs et gestionnaires est de suivre les évènements de proliférations de cyanobactéries produisant des cyanotoxines. La difficulté principale réside dans le fait que la répartition spatiale et temporelle des cyanobactéries est très hétérogène et hautement dynamique. En effet, certaines espèces de cyanobactéries peuvent migrer verticalement dans la colonne d’eau, être poussées par le vent ou les courants et former des couches denses de biomasse à des profondeurs variables. La variabilité temporelle (journalière, saisonnière ou pluriannuelle) des proliférations de cyanobactéries est également importante. Les méthodes utilisées pour la collecte d’échantillons d’eau destinés à l’analyse des cyanobactéries et cyanotoxines doivent donc tenir compte de cette variabilité afin de caractériser le risque de manière représentative et permettre aux gestionnaires de site de prendre les actions nécessaires pour protéger les usagers de la ressource.

Informations complémentaires : https://www.science.lu/de/cyanobakterien-luxemburgs-badegewaessern/blaualgen-wie-gefaehrlich-sind-sie (en français et en allemand)