Ce lundi matin, deux vans transformés en laboratoires stationnent le long de la Moselle, à l’entrée de Grevenmacher. À l’intérieur, des chercheurs manipulent des appareils que l’on trouve d’habitude plutôt sur les paillasses carrelées des instituts de recherche. « Nous avons aménagé ces camionnettes sur mesure, pour qu’elles soient le plus ergonomiques possible », sourit Thomas Haize, coordinateur des équipes de terrain de l’European Molecular Biology Laboratory (EMBL), une entité dont fait partie le Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB). Ces véhicules forment le cœur de l’initiative TREC (Traversing Europeean Coastlines), lancée en 2023. En coopération avec le voilier océanique Tara, ils ont déjà fait le tour de l’Europe pour récupérer quelque 70 000 échantillons d’eau de mer et de sédiments, sur 115 sites différents. Après l’eau salée, c’est donc au tour de l’eau douce : la Moselle et le Rhin sont le théâtre de leur nouveau projet pilote.
Partout dans le monde, la qualité de l’eau est un enjeu majeur. Elle l’est peut-être un peu plus au Luxembourg qu’ailleurs, pour deux raisons au moins. La première est la situation actuelle. Pire élève continental en la matière, le pays se prépare à subir les reproches (et les amendes) de l’Union européenne, puisqu’il n’est toujours pas parvenu à améliorer les caractéristiques de ses eaux de surface. Aucune rivière du pays n’est dans un état convenable, selon l’Administration de la gestion de l’eau. Il s’agit même d’un triple échec, puisque les indicateurs biologiques (baisse de la biodiversité), physico-chimiques (trop de nutriments et de polluants) et hydromorphologiques (absence de continuité du courant avec en moyenne un barrage par kilomètre) sont tous dans le rouge.
La deuxième raison est la vulnérabilité de l’approvisionnement en eau potable. Le lac de la Haute-Sûre alimente 80 pour cent des robinets du pays. Si un problème grave survenait, les conséquences seraient catastrophiques. Or l’eau est fragile. Tant les rivières que leurs berges sont sensibles aux pollutions, et à leurs évolutions. S’assurer que le principal réservoir du pays soit en mesure de délivrer en continu une eau saine revêt une importance stratégique. Une sous-étude du projet TREC va ainsi s’intéresser particulièrement à ce qui se passe dans la Sûre et son lac.
L’objectif du programme est précisément de mieux connaître cette eau dont nous sommes dépendants. « Sur chaque site, 17 échantillons sont prélevés et 25 protocoles d’analyses permettent de les faire parler. Ces manipulations prennent entre deux et trois heures à chaque fois », explique la chercheuse Antonella Ruggiero.
Les labos mobiles permettent de traiter immédiatement les échantillons. La rapidité de ces opérations garantit une qualité d’information inédite sur un programme d’une telle ampleur. Ainsi, les scientifiques décryptent la composition de l’eau avec une précision qui atteint l’échelle de la cellule. Les données récupérées portent à la fois sur les pollutions (pesticides, hormones, antibiotiques, PFAS, métaux lourds), la résistance antimicrobienne, la baisse de la biodiversité ou l’impact du réchauffement climatique (adaptation des organismes à l’acidification de l’eau). Ces informations alimentent ensuite une base de données en libre accès pour les chercheurs.
Paul Wilmes, professeur en écologie des systèmes au LCSB, se félicite de profiter d’un cadre de recherche aussi performant. « J’ai travaillé à Stanford et à Berkeley et, honnêtement, ils n’ont pas mieux que nous avec l’EMBL », sourit-il. Spécialiste de l’écologie microbienne, il va étudier les échantillons récoltés à six endroits le long de la Moselle, de Schengen jusqu’à sa confluence avec le Rhin à Coblence. « Nous allons caractériser les microbiomes de l’eau et des sols, qui sont des communautés par nature très sensibles », explique-t-il. Il ose une boutade : « Nous pourrons enfin répondre à la grande question : Qu’avale-t-on si on boit la tasse en se baignant dans la Moselle ? »
L’ensemble de l’ADN présent dans les échantillons sera extrait et séquencé, y compris l’ADN environnemental. C’est-à-dire celui qui provient de fragments laissés par les espèces animales ou végétales (cellules mortes, excréments, mucus), ce qui permet de détecter leur présence sans avoir à les capturer. Et donc de visualiser avec acuité l’évolution de la biodiversité dans le temps. Toutes les espèces bactériennes, virales ou fongiques seront identifiées. Grâce aux analyses chimiques, les chercheurs recenseront et quantifieront les contaminants (pesticides, médicaments, métaux lourds, PFAS). Les mesures biogéochimiques autoriseront, elles, l’étude des interactions entre les polluants et les processus biologiques.
Jan Korbel, directeur de l’EMBL, souligne que « les micro-organismes sont très sensibles aux changements environnementaux » et qu’« ils peuvent ainsi servir d’indicateurs précoces de la santé des écosystèmes ». Il se félicite que, grâce au projet qu’il dirige, des signaux jusque-là invisibles pourront bientôt alerter sur la dégradation des écosystèmes.
Les sites de prélèvement n’ont pas été choisis au hasard. Pour certains, c’est l’histoire qui compte. Le port de Mertert, par exemple, a été sélectionné parce que son environnement industriel induit la présence de pollutions. La dernière en date, un déversement massif d’hydrocarbures, a eu lieu en mars. « Notre but n’est pas de dénoncer, mais de comprendre ce que provoquent ces événements dans les écosystèmes », souligne le coordinateur des équipes de terrain Thomas Haize.
Les recherches ciblent également les stations d’épuration, comme celle de Grevenmacher, mise en service en 2017. La comparaison des analyses réalisées en amont et en aval sera riche d’enseignements. Une étude menée conjointement en 2022 par le LCSB et l’Administration de la gestion de l’eau a déjà démontré que ces infrastructures étaient loin de nettoyer complètement l’eau. Cette année-là, 271 échantillons d’eaux de surface avaient été prélevés dans la Chiers, autour de la station d’épuration de Pétange. Si, à l’entrée, 409 composés chimiques avaient été identifiés, il en restait 178 à la sortie (soit 43 pour cent). Près de trois quarts de ces composés (73 pour cent) étaient issus de l’industrie pharmaceutique. Ces molécules provenaient d’antibiotiques, d’antidépresseurs, d’anxiolytiques, d’analgésiques opioïdes, d’anti-inflammatoires, d’antidiabétique ou d’anti-hypertenseurs. L’agro-industrie était la source de 36 autres molécules. Elles provenaient notamment du DNOC (un insecticide/fongicide interdit depuis 1999), du flufénacet (un herbicide-PFAS qui sera interdit à partir de décembre 2026) et du métazachlore (interdit depuis 2005 au Luxembourg dans les zones de protection des sources).
Les analyses des échantillons prélevés dans le cadre du programme TREC pourraient apporter de nouvelles idées pour améliorer l’efficacité de ces stations d’épuration. C’est en tout cas ce qu’espère Paul Wilmes : « Nous savons que certains microbes sont capables de dégrader certaines molécules ». « Grâce à l’énorme base de données que nous sommes en train de construire, nous découvrirons peut-être des microorganismes qui permettront la mise au point des nouveaux procédés de détoxification de l’eau. Ce sont des pistes tout à fait envisageables. »
Wilmes attend aussi d’examiner la dimension environnementale de l’antibiorésistance, causée par les rejets d’antibiotiques utilisés pour les humains ou les animaux. « C’est un défi majeur pour les années qui viennent », assure-t-il. Les effets de ces pollutions invisibles sont encore mal connus, mais elles entraînent certainement des conséquences importantes sur la santé humaine. « Nous savons que les perturbations de notre microbiote impactent notre santé », souligne-t-il. Le LCSB travaille notamment sur l’influence de l’ensemble des micro-organismes (bactéries, virus, parasites et champignons) présents à l’intérieur de nos intestins dans le développement des maladies neurodégénératives. Les antibiotiques présents dans l’eau que nous ingérons de manière inconsciente pourraient favoriser leur apparition.
Lundi, devant ses confrères, le directeur du LCSB Michael Henneka dressait un constat alarmant : « Tout le monde, dans cette salle, sera patient ou aidera un patient qui souffrira d’une maladie neurodégénérative. Leur développement est épidémique. C’est ce qui nous pousse, aujourd’hui, à chercher ce qui nous permettra d’endiguer cette progression. » Analyser l’eau que nous buvons, avec laquelle nous nous lavons et faisons la vaisselle ressemble donc à une véritable question de santé publique.
Le programme TREC se caractérise par sa démarche holistique, qui considère l’environnement comme un tout : la santé humaine, la santé animale et la santé des écosystèmes étant interconnectées et interdépendantes. Lors de la séance académique qui réunissait à Grevenmacher, lundi matin, les chercheurs, la ministre de la Recherche Stéphanie Obertin (DP) et des représentants des ministères de la Santé et de l’Environnement, la vice-rectrice de l’Université en charge de la recherche, Simone Niclou, vantait les mérites de cette approche « One health ». La biologiste faisait remarquer que, si ces recherches étaient complexes à mettre en place scientifiquement, elles étaient encore plus difficiles à transposer politiquement « puisqu’elles requièrent la coordination de plusieurs ministères et donc d’intérêts différents ». Les vieux combats plus ou moins souterrains entre les ministères de l’Environnement et de l’Agriculture, sont là pour le rappeler. Pourtant, soutenait-elle, « en tant que chercheur, il est essentiel de comprendre les conséquences de nos actions sur le futur ».
Les premières publications qui concerneront l’exploitation des échantillons récoltés sur les côtes européennes devraient être publiées l’année prochaine. Pour les articles qui concerneront la Moselle, il faudra attendre deux ou trois ans.
Le financement du projet TREC s’achèvera à la fin de cette année, mais les chercheurs n’imaginent pas une clôture aussi précoce. D’une part les labos mobiles sont presque neufs et, d’autre part, les projets parallèles prometteurs, nés de l’exploitation de la base de données, se multiplient un peu partout. On en dénombre déjà une centaine. « Nous sommes confiants sur la pérennisation de ce programme », assure Paul Wilmes. « Nous espérons maintenant que cette première étape soit la naissance d’une chaîne qui entraînera de nombreuses recherches dans le futur. »
