Le chimiste et la mer

L’étoile de mer a beau se gaver de moules contaminées, elle ne manifeste presque aucun signe d’intoxication. Source : Émilien Pelletier
Photo: L’étoile de mer a beau se gaver de moules contaminées, elle ne manifeste presque aucun signe d’intoxication. Source : Émilien Pelletier

Vous faire rencontrer des chercheurs passionnants et passionnés, c'est ce que proposent la revue Découvrir et Le Devoir dans cette série de portraits de membres de notre communauté scientifique. Ces portraits, présentés en primeur ici, sont extraits de la revue bimestrielle Découvrir, qui rend compte des avancées de la recherche d'ici, dans toutes les disciplines. Le dernier numéro est en kiosque ces jours-ci (www.acfas.ca/decouvrir).

«Rimouski est en train de devenir un véritable pôle de l'océanographie et je veux être du voyage. » Rassurez-vous, M. Pelletier, vous ne manquerez pas le bateau. Vous en êtes même l'un des capitaines !

Il faut le dire, Émilien Pelletier a de l'eau salée dans les veines. De l'enfant qui partait à la pêche aux coques avec son père au chimiste aguerri qui ausculte maintenant nos océans, l'homme n'a jamais cessé de penser à la mer. Jamais, même si, après sa maîtrise en océanographie, il a décidé d'aller poursuivre un doctorat en chimie à l'Université McGill.

«À l'époque, soit à la toute fin des années 1970, l'océanographie n'en était qu'à ses débuts, explique le chercheur originaire de Saint-Donat, un village situé à une trentaine de kilomètres de Rimouski. L'INRS-Océanologie et le département d'océanographie de l'Université du Québec à Rimouski (UQAR) employaient alors une vingtaine de personnes au maximum. » De plus, la crise économique battait son plein. Il semblait donc plus sécuritaire, pour ce jeune père de famille, de revenir à la discipline de son baccalauréat, la chimie. Là, au moins, il n'y a pas de chômeurs, se disait-il.

Une prudence bien inutile : il n'a même pas fini son stage postdoctoral à l'Université Concordia quand on lui offre, en 1983, un poste de professeur à l'INRS-Océanologie. « J'avais d'autres offres ailleurs, raconte le chercheur. C'est vraiment à ce moment-là que j'ai dû décider si je retournais dans le Bas-Saint-Laurent où si je m'engageais dans une carrière citadine. » Il a choisi la mer.

Émilien Pelletier entame alors sa vie professionnelle en chimie marine. Son premier champ d'intérêt ? Les milieux côtiers. « Si l'on exclut l'Antarctique, qui est un cas à part, c'est en bordure des océans que grouille la vie », explique-t-il. De fait, 26 % de la production océanique mondiale se concentre le long de la marge continentale, qui fait environ 100 kilomètres de largeur. Mais c'est aussi dans ces zones côtières que les cours d'eau déversent les contaminants industriels, agricoles et domestiques.

Le chimiste s'oriente ainsi vers l'écotoxicologie, un domaine multidisciplinaire qui l'oblige à acquérir des notions de biologie, de physiologie, de géologie, de sédimentologie et de physique. « Les interactions des contaminants avec les organismes vivants, comme les interactions des contaminants entre eux, sont d'une telle complexité, avoue Émilien Pelletier, que la chimie ne peut suffire à les élucider. C'est la première leçon de la nature : aucune discipline ne peut à elle seule tout expliquer. »

Près de vingt ans après son retour au bercail, Émilien Pelletier est maintenant titulaire de la Chaire de recherche du Canada en écotoxicologie moléculaire en milieu côtier. Cette chaire appartient au nouvel Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), né de la fusion de l'INRS-Océanologie et du département d'océanographie de l'UQAR.

Le chercheur s'intéresse en particulier aux marais côtiers que l'on trouve, par exemple, entre le parc du Bic et Pointe-au-Père. « Ces zones marécageuses, précise l'écotoxicologue, jouent un rôle capital. Véritables tampons entre le fleuve et la côte, elles filtrent, comme un rein, ce qui vient du milieu terrestre, soit les égouts et les contaminants agricoles ou industriels. » Or, elles servent également de lieu de reproduction pour les oiseaux et de refuge pour les jeunes poissons...

Le chercheur s'inquiète. Maltraités par l'être humain, certains de ces marais ont carrément été remplis, alors que d'autres sont endigués par la construction de routes. « Avec les changements climatiques, explique-t-il, le niveau de la mer va monter. L'eau envahira ces marais, qui ne pourront plus reculer. Leur superficie diminuera. » Seront-ils encore en mesure de jouer leur rôle ? Là est la question.

Le scientifique et son équipe travaillent donc à l'élaboration d'un modèle prédictif pour évaluer et surtout quantifier les dommages. « Si les marais n'arrivent plus à faire leur travail, précise Émilien Pelletier, les contaminants agricoles comme l'azote ou le phosphore seront directement relargués dans l'estuaire. Ils provoqueront alors une surproduction de plantes marines qui, en se décomposant, consommeront de l'oxygène. »

Résultat : la quantité d'oxygène au fond du fleuve risque de diminuer, et ce, sur plusieurs millions de kilomètres carrés. Cela aura un impact certain sur les ressources halieutiques, particulièrement les crustacés et les poissons de fond.

Et quand on sait que le réchauffement global provoque aussi la diminution de l'oxygène dissous au fond des mers — la solubilité variant inversement avec la température —, on comprend l'urgence de s'intéresser à ces questions.

« La situation du fleuve et de l'estuaire connaît également d'importantes fluctuations saisonnières, poursuit ce chercheur spécialisé dans les eaux froides. L'hiver, les contaminants s'accumulent dans la glace avant d'être massivement relargués à la fonte. » C'est le choc du printemps, qui, lui aussi, agit sur la quantité d'oxygène au fond de l'eau.

Pour des raisons pratiques évidentes, les océanographes échantillonnent pendant les périodes où l'océan est libre de glace, soit entre avril et décembre. Les données amassées l'hiver sont rares. Mais les scientifiques de l'ISMER explorent actuellement la possibilité de travailler avec les brise-glace de la Garde côtière canadienne qui patrouillent l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent.

Une étoile superstar

Les contaminants n'influent pas seulement sur le taux d'oxygène dans l'eau. Ils sont avant tout toxiques pour de nombreuses espèces vivantes. Et comme pour embêter les écotoxicologues, ils ne sont jamais seuls ! « Des dizaines de contaminants peuvent se retrouver en un même lieu, se désespère Émilien Pelletier. Or, comme pour les liens entre médicaments, nous ne savons presque rien sur les interactions de ces contaminants entre eux. Leurs effets sont-ils additifs ? Antagonistes ? Les interactions sont tellement complexes que pratiquement aucun chercheur ne travaille avec plus de deux contaminants à la fois. »

Cette limitation n'a toutefois pas empêché Émilien Pelletier de faire une étonnante trouvaille. Alors qu'il se penchait sur l'effet dévastateur du TBT (tributylétain), ce produit chimique ajouté aux peintures marines pour éliminer l'accumulation d'algues et de larves sur les coques des navires, il a découvert deux choses. La première est que de nombreuses espèces, comme les bélugas et les moules, sont très affectées par le produit.

L'effet immunotoxique se transmettrait même de la proie vers son prédateur, peut-être même chez le béluga. La deuxième est toute une surprise : l'étoile de mer polaire, Leptasterias polaris, serait à peu près insensible à ce terrible contaminant, dont l'usage devrait d'ailleurs être banni d'ici 2008.

Elle a beau se gaver de moules contaminées, elle ne manifeste presque aucun signe d'intoxication. « Nous ne pouvons pas encore expliquer ce phénomène, mais nous savons que la physiologie de l'étoile de mer est des plus rudimentaires, pour ne pas dire primitive. Ce petit animal marin a peu évolué depuis 400 millions d'années. Il a cependant développé une adaptabilité remarquable à son environnement, au point de pouvoir survivre dans des conditions extrêmes. »

Et le chercheur de nous glisser à l'oreille cette deuxième leçon de la nature : plus un système est complexe, plus il est fragile et plus il devient sensible aux sources de dérèglements.

Virage vers les biomolécules

Surpris de cette découverte, notre écotoxicologue de Rimouski eut alors l'idée suivante : si l'étoile de mer résiste si bien, pourquoi ne pas chercher dans son liquide circulatoire la ou les biomolécules qui auraient des capacités protectrices ? Et pourquoi ne pas explorer aussi du côté des oursins ou des concombres de mer, qui appartiennent à la même famille, soit celle des échinodermes ? « Au lieu d'étudier les contaminants, avoue Émilien Pelletier, nous tentons de décoder les moyens que certains organismes mettent en place pour se défendre. Et je trouve cette démarche fascinante ! »

Fascinante et prometteuse pour l'avenir de la région, car si les chercheurs de l'ISMER réussissent à extraire et à produire ces fameuses biomolécules, rien ne les empêchera plus de rêver à la création d'une entreprise destinée à les valoriser. « Avec les années, une conscience régionale s'est développée en moi, confie le chercheur. Et tant mieux si notre virage vers les biomolécules peut conduire à la mise sur pied d'entreprises capables d'exploiter ces trouvailles biotechnologiques ! Cela va générer localement des emplois et nous permettre de garder ici les gens que nous formons. » Fait encourageant : l'ISMER emploie maintenant une centaine de personnes et il existe déjà à Rimouski quelques entreprises qui valorisent des produits marins.

Et l'éloignement ? Aucune importance, considère Émilien Pelletier : « Ce qui importe, c'est le savoir-faire. Et vous savez, les biomolécules peuvent valoir 1000 $ le kilo et même beaucoup plus. Ce n'est pas une industrie où le transport compte. »

Pour en finir avec le « Ça va mal ! »

Les bélugas meurent, les stocks de poissons diminuent, les pêcheurs sont au chômage... Émilien Pelletier veut changer cette vision selon laquelle le monde de la mer est un endroit où il ne se passe plus rien.

À cette fin, par exemple, il a contribué à créer le Carrefour maritime, un événement organisé chaque année à Rimouski dans le but d'intéresser les jeunes du primaire et du secondaire au domaine maritime. « Ce carrefour ressemble un peu à une foire, explique-t-il. On y trouve à la fois les stands des établissements d'enseignement et de recherche mais aussi ceux des pêcheries et des autres employeurs potentiels du secteur. » De nombreuses activités de vulgarisation s'y tiennent. Bref, ça bouge !

Beaucoup de mouvement aussi pour Émilien Pelletier du côté de la protection du fleuve. Et ce n'est pas par amour des réunions qu'il siège depuis plusieurs années au comité de coordination du parc marin Saguenay-Saint-Laurent. « Ce parc a d'abord été créé pour protéger les baleines et encadrer leur observation, précise-t-il. Toutefois, le fjord du Saguenay étant très profond, les espèces qu'il abrite sont elles aussi uniques. C'est pour cela que le comité-conseil sur la protection des écosystèmes, que je préside, a élaboré un plan de conservation du fjord. » Le comité prépare maintenant un plan de zonage pour encadrer les activités récréationnelles de cette région exceptionnelle.

Mais le parc marin Saguenay-Saint-Laurent a une autre particularité : « C'est le premier parc et le seul au Canada à concilier la présence des humains avec la mission de préservation, raconte Émilien Pelletier. Les habitants des rives incluses dans le parc n'ont pas été expatriés, comme ce fut le cas à Forillon ou ailleurs. » Il ajoute que c'est vraiment là la solution, car les humains, qu'on le veuille ou non, font partie de l'écosystème. Le modèle aurait d'ailleurs été copié — ou pensé simultanément, selon les versions — par les Californiens. En effet, un parc du même style a été créé dans la région de San Diego.

Protéger le Saguenay, c'est bien, mais pourquoi pas le golfe ? Émilien Pelletier confie un rêve, un grand rêve : « J'aimerais faire du golfe du Saint-Laurent un grand parc marin, le plus grand du monde ! » Rien de moins. Un tel parc ferait intervenir cinq provinces. Il faudrait gérer la protection du territoire et l'activité des pêcheurs. « Le défi est grand, reconnaît-il, mais il le paraissait aussi au début du parc marin du Saguenay-Saint-Laurent, un parc géré conjointement par le fédéral et le provincial. » La mer est immense, ses rêves aussi.