Récifs artificiels et sabordage d'épaves : habitats naturels ou regroupement de poissons ?

Le matin du 17 mai 2006, le porte-avions USS Oriskany, long de 277 mètres, a sombré sous la surface du golfe du Mexique, à sept miles au sud de Pensacola, en Floride, en un peu moins de 37 minutes. Il s'est posé sur le fond marin à 64 mètres de profondeur, devenant le plus grand navire jamais coulé intentionnellement comme récif artificiel dans les eaux américaines. En quelques mois, des études marines ont documenté l'arrivée de sérioles, de mérous et de pagres dans les parties supérieures de la coque. En l'espace de trois ans, l'épave abritait des agrégations de frai d'espèces commercialement importantes et attirait plus de 15 000 plongeurs par an.

L'histoire de l'Oriskany est un symbole fascinant d'une pratique — le sabordage d'épaves pour la création d'habitats marins — qui est à la fois scientifiquement plus complexe et écologiquement plus nuancée que ce que sa littérature promotionnelle ne le laisse généralement entendre. Le déploiement de récifs artificiels s'est développé à l'échelle mondiale au cours des quatre dernières décennies, englobant des navires coulés, des modules en béton, des roches de carrière et des installations sculpturales allant de l'utilitaire au théâtral. Démêler ce que ces structures font réellement pour les écosystèmes marins — par opposition à ce que leurs défenseurs prétendent qu'elles font — nécessite d'aborder l'une des controverses les plus tenaces de la science des pêches maritimes : le débat production versus attraction.

La question Production vs Attraction

La question scientifique centrale concernant les récifs artificiels est d'une simplicité trompeuse : lorsque les poissons se regroupent autour d'une structure déployée, le nombre total de poissons dans l'écosystème augmente-t-il (production), ou les mêmes poissons sont-ils simplement redistribués des habitats naturels vers la structure artificielle (attraction) ? La réponse est d'une importance capitale pour la gestion. Si les récifs artificiels attirent et concentrent principalement les poissons des récifs naturels environnants, leur déploiement peut nuire aux pêcheries en rendant les poissons plus faciles à localiser et à capturer — un phénomène parfois décrit comme la pêche par agrégation — sans apporter de bénéfice net à l'écosystème. S'ils produisent réellement de nouveaux poissons en fournissant un habitat de peuplement, des ressources alimentaires et un abri auparavant absents de la colonne d'eau au-dessus des sédiments meubles, ils représentent un outil légitime d'amélioration des pêches.

James Bohnsack, biologiste des pêches de la NOAA, a formulé cette dichotomie de la manière la plus influente dans des travaux qui sont devenus fondamentaux pour le domaine. Bohnsack a examiné les taux de colonisation rapides, les fortes densités de poissons et l'effort de pêche par unité d'effort élevé observés sur les récifs artificiels, et a soutenu que ces observations étaient aussi compatibles avec l'attraction qu'avec la production. Il a proposé que la limitation de l'habitat, plutôt que la limitation de la population, pourrait être le mécanisme en jeu : les poissons pourraient se déplacer vers les récifs artificiels parce que l'habitat récifal naturel était déjà saturé — ce qui soutiendrait une hypothèse de production — mais la même observation était compatible avec une simple préférence pour une nouvelle structure indépendamment de tout effet au niveau de la population. Son traitement formel des applications de réserves marines à la gestion des pêches récifales a établi le principe de gouvernance critique qui sous-tend toutes les discussions ultérieures : la valeur de conservation d'un récif artificiel dépend entièrement de la protection de sa population de poissons agrégée contre la pêche ou de sa simple facilité de capture [1].

Les outils mathématiques permettant de décomposer formellement les effets de production et d'attraction ont été développés par Osenberg et ses collègues dans un article paru en 2002 dans l'ICES Journal of Marine Science, qui a introduit un cadre quantitatif pour attribuer les changements de densité de poissons sur les récifs artificiels à chaque mécanisme [2]. En combinant des paramètres démographiques — taux de croissance, de mortalité et de mouvement — avec des relevés d'abondance sur les récifs artificiels et naturels, le cadre pouvait estimer la fraction de toute augmentation de densité observée qui représentait une addition réelle de population. Appliquée aux données de plusieurs systèmes récifaux bien étudiés, l'approche a suggéré que les deux mécanismes opèrent simultanément, et que l'équilibre entre eux varie considérablement en fonction de la conception du récif, de son emplacement et du contexte de l'habitat environnant [2].

Brickhill, Lee et Connolly ont élaboré cette conclusion dans une revue de 2005 du Journal of Fish Biology qui a synthétisé les avancées méthodologiques des années intermédiaires [3]. Ils ont identifié deux variables de conception clés qui décalent l'équilibre vers la production : le déploiement de récifs artificiels dans des zones présentant de véritables déficits d'habitat (c'est-à-dire au-dessus de plaines de sédiments mous loin des récifs naturels), et la conception de structures avec une complexité interne suffisante pour soutenir les invertébrés proies ainsi que des espaces de refuge pour les poissons. Les structures déployées immédiatement adjacentes aux récifs naturels existants dans des environnements déjà riches en habitats sont les plus susceptibles de fonctionner principalement comme des attracteurs ; celles déployées dans des environnements structurellement pauvres ont le plus grand potentiel de gains de production réels [3].

Utiliser les processus écologiques pour guider la conception

L'article de Margaret Miller paru en 2002 dans l'ICES Journal of Marine Science sur les processus écologiques dans la conception des récifs artificiels a synthétisé les mécanismes biologiques qui régissent la succession communautaire sur les substrats durs et a tiré des implications pratiques pour la gestion [4]. Miller a souligné que la colonisation des récifs artificiels suit les mêmes processus de succession que le développement des récifs naturels : les premiers colonisateurs invertébrés — bryozoaires, hydraires, vers serpulides — créent une complexité de microhabitat qui soutient les colonisateurs secondaires, y compris les éponges et les coraux mous, qui à leur tour attirent les communautés de poissons qui rendent les récifs écologiquement et économiquement productifs.

Le temps nécessaire à cette succession n'est pas négligeable. Les structures nouvellement déployées supportent généralement des communautés de poissons en quelques semaines, mais les communautés d'invertébrés incrustants qui sous-tendent la structure trophique des récifs nécessitent des années, voire des décennies, pour atteindre la complexité des récifs naturels. Les décisions de gestion — en particulier la question de savoir s'il faut protéger les récifs artificiels de la pêche pendant cette phase de succession — ont des effets substantiels sur la trajectoire du développement communautaire. Miller a soutenu que les récifs artificiels ne devraient pas être conçus comme des objets statiques, mais comme des habitats dont la gestion doit évoluer en parallèle avec leur développement écologique [4].

La rugosité structurale — la complexité de la surface tridimensionnelle d'un récif — est le prédicteur architectural le plus puissant de la diversité et de l'abondance des communautés de poissons. Les structures à haute complexité, avec des vides, des surplombs et des passages étroits, offrent un refuge aux poissons juvéniles contre les prédateurs, créant ainsi un habitat de nurserie de facto qui améliore le recrutement. Cela a conduit au développement d'unités récifales spécialement conçues — modules hexagonaux en béton, boules de récif et conceptions personnalisées brevetées — qui maximisent la surface et la complexité interne par rapport au coût de construction. Les simples blocs de béton ou les tas de gravats, bien que fonctionnellement supérieurs aux sédiments nus, sont moins performants que les modules spécialement conçus sur pratiquement tous les indicateurs biologiques.

L'USS Oriskany : la préparation environnementale en pratique

La préparation de l'Oriskany avant son immersion fut le nettoyage environnemental le plus complet jamais appliqué à un navire dans les eaux américaines et reflète les Meilleures Pratiques de Gestion pour la Préparation des Navires Destinés à Créer des Récifs Artificiels de l'Agence de Protection de l'Environnement (EPA) des États-Unis, finalisées en 2006. Pendant les quatre années précédant l'immersion, les entrepreneurs ont retiré environ 700 tonnes de matières dangereuses : biphényles polychlorés (BPC) des câbles électriques et des condensateurs, amiante des matériaux d'isolation et d'ignifugation, résidus de pétrole des réservoirs de carburant, et métaux lourds des systèmes de peinture et des machines.

La contamination par les BPC a nécessité une évaluation formelle des risques écologiques et l'approbation de l'EPA en vertu de la loi sur le contrôle des substances toxiques. L'évaluation a déterminé que les concentrations résiduelles de BPC dans les matériaux qui ne pouvaient pas être économiquement éliminés présentaient des risques écologiques acceptables à la profondeur et à l'emplacement prévus, compte tenu de la dilution, de l'enfouissement des sédiments et des limitations de biodisponibilité des BPC liés dans des matrices d'acier scellées. L'approbation était conditionnelle et controversée, les groupes environnementaux arguant que la contamination résiduelle représentait un risque à long terme inacceptable pour les communautés benthiques qui coloniseraient la coque.

Le suivi biologique sur dix ans de l'Oriskany a produit des résultats qui correspondent globalement aux prévisions pour une grande structure complexe déployée dans un substrat sableux relativement pauvre en habitats. La richesse et la biomasse des espèces de poissons sur le site dépassent substantiellement les sites de sédiments mous de référence et se comparent favorablement aux récifs calcaires naturels de faible relief de la région. Des agrégations de frai de vivaneaux rouges (*Lutjanus campechanus*) ont été documentées sur le site — écologiquement significatif car les sites d'agrégation de vivaneaux dans le golfe du Mexique sont un habitat limitant pour une espèce commercialement importante et historiquement surexploitée. La question de savoir si ces individus agrégés représentent des poissons attirés d'ailleurs ou de nouveaux recrutements soutenus par les ressources de proies du site n'a pas été formellement résolue — reflétant l'incertitude plus large production-attraction que Osenberg et al. ont formalisée [2].

Le MUSA : des récifs artificiels comme œuvre d'art

À l'autre extrémité du spectre de la conception de récifs artificiels se trouve le Museo Subacuático de Arte (MUSA) au large de Cancún, au Mexique — un jardin sous-marin de sculptures d'environ 500 figures humaines grandeur nature créées par le sculpteur britannique Jason deCaires Taylor et installées à des profondeurs de quatre à huit mètres, adjacentes au Parc national marin de Cancún. MUSA représente une fusion délibérée d'écotourisme culturel et de création de récifs : les sculptures sont spécialement conçues pour favoriser la colonisation corallienne grâce à un substrat en béton marin à pH élevé.

Par sa conception, le MUSA remplit simultanément plusieurs fonctions. En tant qu'installation artistique, il éloigne les plongeurs et les snorkelers du système récifal naturel adjacent, réduisant ainsi la pression anthropique sur les communautés coralliennes du parc. En tant que récif artificiel, il a développé des communautés de poissons mesurables et des incrustations de corail depuis les premières installations en 2009. En tant qu'outil de communication pour la conservation, il a généré une couverture médiatique internationale substantielle pour le système récifal de Cancún et pour la conservation marine en général.

Les résultats biologiques sont modestes comparés aux ambitions : à des profondeurs de quatre à huit mètres, les sculptures se trouvent dans la zone la plus affectée par l'action des vagues touristiques, la contamination par les crèmes solaires et l'eutrophisation due au ruissellement côtier. La colonisation corallienne a été irrégulière, et la diversité des communautés de poissons reste inférieure à celle des récifs naturels comparables sur le site. Cependant, la réduction de la pression de plongée sur le récif du parc naturel — l'objectif principal de conservation — semble avoir été partiellement atteinte, les opérateurs touristiques signalant que les sites MUSA représentent une fraction significative des visites de plongeurs qui se concentreraient autrement sur le système récifal naturel.

Protocoles de préparation environnementale : ce qu'exige la science

Les leçons tirées de l'Oriskany, du MUSA et de plusieurs décennies de science des récifs artificiels ont été consolidées en des protocoles de préparation et de localisation de plus en plus rigoureux. Les principales directives de l'EPA américaine, de la NOAA et de la Conférence internationale sur les récifs artificiels abordent quatre domaines fondamentaux.

L'élimination des matières dangereuses est non négociable pour les navires. Le pétrole, les BPC, l'amiante, la peinture antisalissure au tributylétain et les munitions doivent être retirés ou scellés avant le naufrage. Pour les structures non-navales, l'absence de contaminants lixiviables dans les matériaux de construction — en particulier les matériaux recyclés tels que le béton de cendres volantes et les produits de combustion du charbon — doit être vérifiée par des protocoles de test de lixiviation standardisés. Plusieurs programmes de récifs artificiels précoces utilisaient des cendres de charbon comme matériau structural en supposant que le compactage empêcherait le lixiviat ; des études ultérieures ont trouvé des concentrations élevées de métaux lourds dans les sédiments sus-jacents et les tissus biologiques, ce qui a conduit à des moratoires sur les matériaux de récifs à base de cendres dans de multiples juridictions.

Le choix du site doit concilier les opportunités écologiques, la sécurité de la navigation, les objectifs de gestion des pêches et la stabilité des sédiments. Les structures déployées dans des zones à forts courants de fond risquent d'être enfouies sous la migration du sable ; celles situées dans les voies de navigation créent des dangers pour la navigation ; celles directement adjacentes à des récifs naturels existants de haute qualité peuvent fonctionner principalement comme attracteurs plutôt que comme producteurs [3]. Une analyse du déficit d'habitat — évaluant si la zone du site proposé manque de substrat dur qui limiterait autrement la taille de la population de poissons — est de plus en plus exigée dans le cadre du processus d'autorisation dans les juridictions bien gérées.

Les exigences en matière de surveillance ont été renforcées suite aux échecs très médiatisés de programmes précoces qui déployaient des matériaux sans jamais évaluer par la suite les résultats biologiques. Les protocoles de surveillance standard incluent désormais des études de référence de la composition des communautés benthiques avant le déploiement, suivies de relevés annuels des poissons et des invertébrés en utilisant une méthodologie cohérente — généralement un recensement visuel par vidéo ou par plongée sous-marine — pendant un minimum de cinq à dix ans après le déploiement.

L'intégration de la gestion de la pêche est peut-être l'élément le plus critique et le plus souvent négligé. Un récif artificiel sans restrictions de pêche associées dans les zones de forte pression de pêche est, comme l'a établi l'ensemble des travaux de Bohnsack, susceptible de fonctionner comme un dispositif de concentration de poissons qui facilite l'épuisement séquentiel de la communauté attirée [1]. Les juridictions qui désignent les récifs artificiels comme zones interdites de pêche pendant une phase initiale de succession — passant à un accès géré une fois que le développement de la communauté s'est stabilisé — signalent constamment de meilleurs résultats écologiques à long terme que celles qui autorisent un accès illimité dès le premier jour [4].

Le bilan

Les récifs artificiels et le sabordage d'épaves occupent une niche scientifiquement légitime, écologiquement conditionnelle et énormément populaire dans la conservation marine et les loisirs. Dans les bonnes conditions — sites de déploiement pauvres en habitats, préparation environnementale approfondie, complexité structurelle conçue à cet effet, accès protégé pendant la succession et intégration avec une gestion plus large des pêcheries — ils augmentent de manière démontrable la biodiversité et l'abondance locales des poissons et fournissent de véritables services écosystémiques. Dans les mauvaises conditions — proximité de récifs naturels existants, élimination inadéquate des matières dangereuses, accès illimité à la pêche dès le déploiement — ils peuvent concentrer les poissons pour faciliter leur récolte, lixivier des contaminants dans les communautés benthiques sensibles et créer une fausse confiance que l'ingénierie peut remplacer la protection des habitats.

La question production versus attraction, à laquelle Osenberg et al. [2] ont donné une rigueur mathématique et que Brickhill et al. [3] ont synthétisée, n'a pas été définitivement résolue au niveau populationnel — et ne le sera peut-être jamais, étant donné la difficulté logistique de suivre les mouvements individuels des poissons à travers les échelles paysagères impliquées. Ce que la science accumulée établit fermement, c'est que les deux mécanismes opèrent, l'équilibre entre eux est déterminé par les choix de conception et de gouvernance faits avant et après le déploiement, et la valeur de conservation de tout récif artificiel est donc déterminée non pas par la biologie de la colonisation, mais par les décisions de gestion qui l'entourent.

Le plongeur remontant d'une épave couverte de gorgones, de bancs de poissons et d'éponges incrustantes est témoin d'un véritable phénomène écologique — une structure dure dans un fond marin sans relief transforme de manière démontrable la communauté biologique au-dessus d'elle. Ce que la science nous demande de résister, c'est l'inférence automatique que cette transformation constitue un gain en matière de conservation. Que ce soit le cas dépend des décisions prises dans les bureaux de planification et les conseils de gestion des pêches — et non de la biologie spectaculaire de la colonisation elle-même.