Les océans jouent un rôle essentiel dans la régulation du climat, en absorbant une part importante du dioxyde de carbone émis par les activités humaines et limitant ainsi l'ampleur du réchauffement climatique. Une partie de ce CO₂ se dissout directement dans l'eau de mer, mais une autre est capturée grâce à l'activité des phytoplanctons, des organismes microscopiques.

À l'image des plantes terrestres, ces microalgues réalisent la photosynthèse. En utilisant l'énergie du Soleil, elles transforment le dioxyde de carbone dissous dans l'eau en matière organique. Elles constituent ainsi la base de nombreuses chaînes alimentaires marines tout en participant au stockage du carbone.

Lorsque le phytoplancton meurt ou est consommé par d'autres organismes, une fraction du carbone qu'il contient est transportée vers les profondeurs océaniques sous forme de particules organiques, qui finissent par s'accumuler dans les sédiments marins. Sur des millions d'années, ces dépôts peuvent être enfouis, compactés puis transformés en roches sédimentaires riches en carbone. Ce mécanisme constitue l'un des principaux moyens par lesquels la Terre retire durablement du carbone de l'atmosphère. 

Mais ce processus pourrait être fragilisé par une pollution invisible, mais désormais présente dans l'ensemble des océans : les microplastiques.

Une pollution qui perturbe le phytoplancton

Les effets destructeurs des microplastiques sur les organismes marins sont documentés depuis plusieurs années. De nombreuses études ont montré que ces particules peuvent perturber la croissance, la photosynthèse ou encore la reproduction de certaines espèces de phytoplancton. Les mécanismes exacts varient selon les espèces et les conditions environnementales. Les microplastiques peuvent notamment réduire la quantité de lumière disponible pour les cellules, endommager leurs membranes ou transporter des substances chimiques susceptibles d'altérer leur métabolisme.

En conséquence directe, les microalgues se développent moins efficacement et capturent moins de carbone par photosynthèse. Jusqu'à présent, il restait cependant difficile d'évaluer les conséquences de ces perturbations sur la capacité des océans à stocker le carbone.

Pour répondre à ce problème, une équipe de chercheurs a développé un nouvel outil destiné aux analyses du cycle de vie, un ensemble de méthodes qui permettent d'évaluer l'empreinte environnementale globale d'un produit, depuis sa fabrication jusqu'à sa fin de vie. Leur travail s'appuie sur plus de 65 000 observations de phytoplancton marin, combinées à des données expérimentales sur les effets des microplastiques dans différentes régions du globe.

Dans une nouvelle étude publiée dans ScienceDirect, les scientifiques ont ainsi estimé la quantité de carbone qui pourrait ne plus être capturée en raison des effets des microplastiques sur ces organismes microscopiques.

La présence de microplastiques dans les océans perturbe la croissance des micro-organismes marins et limite leur capacité à traiter le carbone atmosphérique. © Fei Song et al., 2026

Leurs résultats montrent que les impacts varient fortement selon les régions : les zones tropicales apparaissent comme les plus vulnérables, suivies des régions arides. Ces secteurs combinent en effet une forte productivité biologique et une importante capacité de séquestration du carbone.

Selon leurs estimations, la pollution par les microplastiques aurait entraîné en 2020 une perte potentielle d'environ 75 000 tonnes de CO₂ qui n'ont pas pu être stockées par les écosystèmes marins. Les auteurs évaluent également la valeur économique de ce « service écosystémique » perdu à environ 5,5 millions de dollars.

Un nouveau lien entre pollution plastique et climat

À l'échelle mondiale, les 75 000 tonnes de CO₂ qui n'auraient pas été stockées représentent une faible quantité, comparée aux quelque 40 milliards de tonnes émises chaque année par les activités humaines. Mais ce chiffre n'est pas le principal enseignement de l'étude. L'intérêt de ces travaux réside surtout dans l'identification d'un mécanisme jusqu'ici largement absent des évaluations environnementales. Les microplastiques ne se contenteraient pas d'affecter les écosystèmes marins : ils pourraient aussi réduire la capacité naturelle des océans à atténuer le changement climatique.

Cette idée est d'autant plus importante que l'impact climatique du plastique ne se limite pas à sa présence dans l'environnement. La production de plastique repose principalement sur les combustibles fossiles et génère déjà d'importantes émissions de gaz à effet de serre. La pollution plastique pourrait donc agir sur le climat de deux manières : en émettant du CO₂ lors de sa fabrication et en affaiblissant les mécanismes naturels qui contribuent à le retirer de l'atmosphère.

Les auteurs soulignent toutefois que de nombreuses incertitudes subsistent. Les concentrations de microplastiques continuent d'augmenter dans les océans et leurs effets sur le phytoplancton restent encore mal connus. D'autres mécanismes biologiques pourraient également influencer la capacité des océans à séquestrer le carbone.

Ces travaux rappellent néanmoins qu'au-delà des images de plages polluées ou d'animaux marins piégés dans les déchets, les microplastiques pourraient avoir des conséquences plus discrètes mais potentiellement profondes, et doivent donc être intégrés dans nos évaluations de la triple crise planétaire (changement climatique, perte de biodiversité et pollution). En perturbant des organismes invisibles à l'œil nu, ils pourraient affecter l'un des grands équilibres qui participent à la régulation du climat terrestre.