QUAND LES BULLES DE LA MER LANCENT DES ALGUES TOXIQUES DANS L'AIR

Sur certaines côtes, les efflorescences d’algues nuisibles s’accompagnent d’un problème de santé publique : de plus en plus de signalements d’irritations respiratoires chez les personnes qui vivent ou travaillent au bord de la mer. Une des responsables est une microalgue, Ostreopsis cf. ovata. Elle prolifère sur les côtes méditerranéennes depuis plus de 20 ans et s’est récemment installée sur la côte atlantique, avec une première flambée documentée dans le golfe de Gascogne en 2021. Ses cellules fabriquent des toxines puissantes, qui se dissolvent dans l’eau de mer mais sont vite détruites par la lumière du soleil et les bactéries.

On sait que les toxines dissoutes passent dans l’air. On ignorait si des particules — cellules entières ou fragments — en transportaient aussi.

Des cellules dans l’air de la plage

Pendant une efflorescence d’Ostreopsis, en juillet 2025, sur les plages d’Erromardie et de Mayarco à Saint-Jean-de-Luz, sur la côte basque, l’équipe a installé un capteur d’air à 20 mètres du rivage, à marée haute. Sur trois jours de mesure, il a systématiquement capturé des cellules d’Ostreopsis intactes et brisées. Pour une personne qui respire un mètre cube d’air par heure, cela représente jusqu’à une vingtaine de cellules inhalées par heure par les baigneurs, les travailleurs du littoral et les habitants.

Le jet d’une bulle qui éclate

Les embruns sont le principal pont entre l’océan et l’atmosphère. Le vent arrache des gouttes aux crêtes des vagues, et les bulles qui éclatent en surface projettent deux sortes de gouttes. D’abord, le film qui coiffe la bulle se brise en gouttelettes minuscules. Puis la cavité ouverte s’effondre en quelques millisecondes, et son fond projette un jet rapide et fin, qui se fragmente en gouttes de jet plus grosses.

Des expériences avec des bactéries et des microplastiques avaient montré que la première goutte du jet est souvent plus riche en particules que l’eau — jusqu’à plusieurs centaines de fois. L’explication habituelle est un effet de surface : la bulle ramasse des particules sur sa peau en montant. Mais cette explication ne dit pas comment des cellules aussi grosses qu’Ostreopsis, environ 35 micromètres, finissent dans des gouttes de 100 à 800 micromètres.

A : le capteur d’air sur la plage. B : les trois façons dont la mer fabrique des embruns. C : une cavité de bulle qui s’effondre. D : un jet qui se fragmente dans une culture d’Ostreopsis (les points sombres sont des cellules). E : la première goutte au microscope, qui porte plusieurs cellules en train de nager. — Figure 1, Figà Talamanca et al. (2026), arXiv:2610.29719, CC BY 4.0.

Une bulle à la fois

Elettra Figà Talamanca, Juliette Pierre et Hélène de Maleprade, de l’Institut Jean Le Rond d’Alembert (Sorbonne Université et CNRS, Paris), avec des océanographes de Villefranche-sur-Mer et du Flanders Marine Institute, ont lâché des bulles une à une dans des cultures d’algues, filmé les jets jusqu’à 40 000 images par seconde sous lumière rouge, et recueilli la première goutte sur une lame de verre pour compter les cellules au microscope.

Leur sujet principal était une algue d’eau douce inoffensive et très étudiée, Chlamydomonas reinhardtii, d’environ 8 micromètres. Ils ont fait varier la taille des bulles, la profondeur d’où elles montent et la concentration en algues sur quatre ordres de grandeur, puis ajouté trois espèces marines de tailles et de formes différentes.

Deux régimes

• La première goutte capture toujours des algues, de zéro jusqu’à un millier de cellules.
• En eau peu chargée, elle est environ dix fois plus riche que la culture, proche de la valeur mesurée pour des microplastiques — chiffre obtenu sur la petite algue d’eau douce qui sert de modèle. Les grosses espèces marines, dont Ostreopsis, mesurées dans une eau déjà chargée, donnent des enrichissements environ dix fois plus faibles — de l’ordre de un, ou moins.
• En eau très chargée, à partir d’environ 100 000 cellules par millilitre, l’enrichissement — combien de fois la goutte est plus riche en algues que l’eau — chute nettement — un comportement jamais signalé, selon les auteurs. Plus les cellules sont grosses, plus tôt cela arrive.
• La nage ne joue aucun rôle : des cellules fixées chimiquement, immobiles, se comportent pareil, et changer la longueur de leurs flagelles — les deux fouets qui les font nager — ne change rien. La proximité de la surface de la bulle ne semble pas être la clé.

Des cellules qui doublent le jet

Des films ultrarapides d’Ostreopsis dans un jet ont donné la réponse. Certaines cellules partent hors de la partie du jet qui deviendra la première goutte — et la rattrapent avant qu’elle se détache. Le cœur du jet monte plus vite que sa pointe, freinée par la gravité : les cellules s’entassent en haut.

A–B : des cellules suivies dans un jet ; les trajectoires rouges entrent dans la future première goutte (bande grise) avant qu’elle se détache. C : dans des conditions identiques, les microplastiques (à gauche) sont bien plus concentrés dans la goutte que les algues (à droite). — Figure 3, Figà Talamanca et al. (2026), arXiv:2610.29719, CC BY 4.0.

En traitant la pointe du jet comme un réservoir rempli par ce flux, on obtient une loi simple. Elle prédit un enrichissement d’environ 5, sans aucun paramètre ajustable : le bon ordre de grandeur pour un modèle sans réglage, à un facteur deux des mesures — et elle explique pourquoi les toutes petites gouttes peuvent être extrêmement enrichies.

En eau très chargée, la goutte se remplit tout simplement. Mais les algues se comportent comme si elles étaient environ dix fois plus grosses que leur corps, et la cause physique reste ouverte. Des microplastiques de même taille ne saturent pas : dans des conditions identiques, la goutte était 3,4 fois plus riche que l’eau pour les microplastiques, mais 25 fois plus pauvre (enrichissement 0,04) pour les algues.

Une voie particulaire pour les toxines

L’étude montre que les embruns peuvent soulever dans l’air des cellules entières et toxiques d’Ostreopsis : une possible voie particulaire pour la toxicité aérienne pendant les efflorescences. Combien elle pèse face aux toxines dissoutes est la prochaine question, avec les autres sortes de gouttes d’embruns.