Ce produit chimique est utilisé pour nettoyer les eaux polluées. Mais est-ce sans danger ?

La lumière automnale illumine la surface du Lac Lotus, situé dans le sud du Minnesota. Le jacassement d'un marin-pêcheur se fait entendre. L'oiseau audacieux volette entre les branches d'un saule pleureur, dont les extrémités jaunies effleurent la surface de l'eau. Derrière ce cadre idyllique du lac Lotus se cache toutefois quelque chose qui l'est moins.

« L'eau est verte », lance Greg Fletcher, un habitant du coin tandis qu'il fait marche arrière vers la cale de mise à l'eau pour sortir du lac le jet-ski familial avant l'hiver. Les tâches vertes à l'aspect repoussant présentes dans l'eau font penser à un personnage de dessin animé extrêmement malade. Et le lac Lotus n'est pas le seul à en souffrir.

Les lacs du pays tout entier sont victimes de la prolifération d'algues, un fléau dévastateur aux couleurs vives provoqué par la pollution. Autrefois cristalline, l'eau peut alors se parer d'une couleur verte similaire à de la soupe aux pois cassés, tandis que les algues étouffent la faune et la flore et dégagent des substances nocives. Pour neutraliser les polluants responsables de ces proliférations d'algues, de plus en plus de scientifiques ont recours à une arme chimique, le sulfate d'aluminium, ou alun, qu'ils versent dans les lacs. Ces traitements à l'alun peuvent permettre aux lacs de retrouver leur superbe d'antan presque instantanément,à la condition d'être utilisés correctement. Grâce à l'alun, nager dans les eaux du pays est plus sûr. Le produit pourrait un jour permettre d'endiguer la marée rouge qui frappe le littoral de la Floride.

LE POUVOIR DE L'ALUN

John Holz se décrit comme un « amoureux des lacs ». Cela fait 23 ans qu'il étudie la prolifération des algues à l'Université du Nebraska. Il nous explique que les algues sont de simples organismes aquatiques qui ne demandent que du soleil et des nutriments dissous, comme le phosphore, pour se développer. Lorsque ces nutriments sont présents en grande quantité, les algues peuvent alors « proliférer ».

John Holz indique qu'en ayant recours de façon excessive au phosphore pour fertiliser les champs et les pelouses, l'Homme a provoqué une forte hausse de la concentration de celui-ci dans les lacs. Lorsqu'il pleut, les résidus riches en phosphore de ces surfaces cultivées sont emportés par l'eau. Ils parviennent ensuite dans les cours d'eau, une aubaine pour les algues qui s'en nourrissent. Celles-ci se mettent alors à proliférer, éclipsant les plantes indigènes qui poussent sur les sédiments et où se réfugient les poissons. Certaines algues, comme les cyanobactéries, peuvent produire des toxines qui provoquent des éruptions cutanées ou des symptômes similaires à la grippe chez les nageurs. Elles peuvent aussi être mortelles pour les chiens.

Face au fléau grandissant de la prolifération d'algues, John Holz s'est mis au travail pour trouver une solution à ce problème. Mais il s'est vite aperçu que la diminution des apports en phosphore autour des lacs, qui nécessite une réduction de l'utilisation de fertilisation et de l'infiltration des eaux de pluie dans le sol, ne suffisait pas pour stopper l'avancée des algues. Le problème se trouvait dans l'eau, indique-t-il.

Avec le temps, les sédiments qui recouvrent le fond des lacs peuvent devenir saturés en phosphore. « Cela fait des décennies que nous déversons indirectement du phosphore dans nos lacs », explique John Holz, qui pensait que la situation des cours d'eau « était critique ». Par conséquent, même en évitant que du nouveau phosphore s'écoule dans les lacs, le « phosphore résiduel » qui se trouve déjà dans les sédiments peut remonter dans l'eau en cas de faible apport en oxygène, permettant aux algues de proliférer pendant des années. C'est dans le Nebraska que John Holz entendit parler d'une possible solution, un produit chimique qui enterre à tout jamais le phosphore résiduel dans les sédiments.

Le sulfate d'aluminium, ou alun, a un faible pour le phosphore. Shannon Brattebo, ingénieure en environnementbasée à Spokane, dans l'État de Washington, explique que dans l'eau, l'alun se transforme en une sorte de barbe à papa, « une floculation bien cotonneuse ». En descendant vers le fond du lac, cette floculation emprisonne au passage le phosphore et d'autres particules. L'eau trouble devient alors cristalline.

« L'effet est immédiat », ajoute Shannon Brattebo. Et il ne s'arrête pas au retour rapide de la clarté de l'eau. La floculation d'alun repose sur les sédiments, ce qui empêche la libération du phosphore résiduel. La floculation continue aussi d'emprisonner le phosphore attraper dans l'eau pendant des années, voire des décennies. Ainsi, les algues potentiellement dangereuses qui se développent dans l'eau du lac meurent de faim.

John Holz s'est donc intéressé à la réaction chimique prévisible de l'alun, orientant ses recherches sur la capacité de ce dernier à assainir les lacs pollués. Il a mis au point un processus permettant de déterminer la quantité exacte d'alun à déverser dans la bonne partie du lac et à la meilleure période de l'année. Des gestionnaires souhaitant traiter les eaux des lacs dont ils s'occupaient ont donc contacté John Holz pour lui dire qu'ils étaient intéressés et qu'ils voulaient réaliser le traitement. Mais il y avait un problème : aucune entreprise ne proposait les traitements rigoureux et scientifiques que John Holz étudiait.

En 2010, John décida de renoncer à la sécurité de son poste de chercheur pour créer sa propre entreprise de traitement à l'alun, une activité naissante et risquée. « C'était effrayant au début », confie-t-il. Il acheta deux toues, des bateaux équipés de GPS et de tuyaux pour pouvoir déverser les doses d'alun pré-calculées. Son investissement fut vite rentabilisé : la demande en traitements d'alun a augmenté, tout comme sa flotte de toues.

« Nous avons eu de la chance », déclare John Holz. « Cela fait huit ans que nous faisons cela et nous connaissons une croissance continue. »

UNE SOLUTION MIRACLE ?

Le traitement des lacs à l'alun ne constitue pas une solution nouvelle puisqu'elle a été testée pour la première fois au siècle dernier en Suède. Toutefois, alors que les gestionnaires des lacs sont aux prises avec le phosphore résiduel responsable des proliférations d'algues, le traitement à l'alun gagne en popularité. Les résultats obtenus dans plus de 250 lacs traités à l'alun dans le monde entier confirment l'efficacité du procédé. Selon Harvey Harper, ingénieur environnemental basé en Floride qui a déjà réalisé 60 traitements, la science de l'alun « a beaucoup progressé et continue de progresser chaque année. »

Toutefois, déverser des milliers de litres d'alun dans un lac n'est pas sans risque, à l'instar des autres méthodes de remise en état d'écosystèmes. Si au cours du traitement à l'alun, le pH de l'eau chute, le produit chimique, qui est souvent utilisé pour purifier l'eau potable et est normalement bénin, peut devenir nocif pour la faune et la flore. En 2008, un département chargé de la gestion des parcs de l'État de Washington a déboursé près de 87 000 € pour traiter un lac à l'alun. Mais la procédure ne s'est pas déroulée comme prévu et des centaines de poissons ont succombé au traitement.

Si l'alun emprisonne le phosphore résiduel dans les sédiments, Shannon Brattebo précise que le traitement ne peut empêcher la prolifération d'algues si celles-ci se nourrissent de nouvelles sources de phosphore. En effet, les eaux de ruissellement qui se déversent dans un lac peuvent être chargées en nutriments dont se nourriront les algues, peu importe la quantité d'alun qui recouvre le fond du lac.

Lorsque le traitement à l'alun est réalisé dans de bonnes conditions environnementales, il possède d'importants atouts face aux autres techniques telles que le dragage. « C'est plus rapide et plus sûr », déclare Shannon Brattebo, avant d'ajouter « que pour une somme équivalente, une plus grande quantité de phosphore est retirée » avec le traitement à l'alun.

Mais ce dernier présente un atout encore plus important : réalisé correctement, le traitement à l'alun a de très bons résultats. Comme les algues rampantes ne peuvent plus se développer, « le lac s'ouvre vraiment aux activités de loisirs », indique Shannon Brattebo. Bien qu'il soit difficile de quantifier les bénéfices du traitement des lacs, les spécialistes estiment que le coût de ces derniers est en général amorti en dix ans. L'eau plus claire favorise aussi le retour des plantes indigènes submergées.

« Ce procédé est extrêmement bénéfique à l'habitat des poissons et à la bonne santé du plan d'eau », remarque-t-elle. Selon Harvey Harper, un recours accru à l'alun dans les lacs de Floride pourrait réduire le phénomène de marée rouge qui touche les côtes de l'État. Cela permettrait en effet de réduire la quantité de phosphore qui se déverse dans la mer depuis les terres.

Au lac Lotus, l'équipe de John Holz s'apprête à déverser près de 380 000 litres de solution d'alun sur les cinq prochains jours. L'entreprise de l'ancien chercheur se porte bien : il s'agira du 76e lac qu'elle débarrasse de son phosphore résiduel. Pour le moment, tous les clients sont satisfaits.

Quant à Greg Fletcher, il a hâte de voir les eaux cristallines du lac lorsqu'il reviendra avec le jet-ski de la famille au printemps prochain. Il prévoit également d'y nager avec ses deux chiens pour enfin admirer les poissons et la végétation aquatique qui y vivent.

« Ce fut une véritable guerre », confie Greg Fletcher au sujet des algues qui ont envahi le lac. « Ce sera agréable de voir le fond. »

Daniel Ackerman est un journaliste spécialisé dans l'écriture d'articles scientifiques et environnementaux. Retrouvez-le sur Twitter : @BurOak5.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.