Récifs artificiels: Ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas

Les récifs artificiels sont l’un des nombreux outils utilisés par les défenseurs de l’environnement marin pour restaurer les récifs coralliens du monde entier, ils sont fabriqués à partir d’une variété de matériaux naturels ou synthétiques, et se présentent dans un nombre infini de formes et de styles. Le but de ces récifs artificiels est généralement de fournir une zone de croissance stable pour les coraux, et un habitat pour les poissons et tous les autres organismes que vous trouverez sur un récif naturel. Au fil des ans, les récifs artificiels ont reçu de nombreux éloges de la part de ceux qui ont travaillé avec eux, mais de nombreuses critiques de la part de scientifiques qui y voient un travail sur les symptômes et non sur les problèmes auxquels sont confrontés les récifs coralliens. Au Programme de conservation des récifs New Heaven, nous travaillons avec des récifs artificiels depuis plus d’une décennie, et dans cet article, nous allons explorer l’histoire des récifs artificiels, puis examiner certaines des méthodes que nous avons trouvées les plus ou les moins réussies.

Un peu de contexte

Les cultures indigènes de l’Indo-Pacifique utilisent des structures en bambou et en feuilles de palmier pour attirer les poissons, appelées dispositifs d’agrégation des poissons ou DCP. On ne sait pas depuis combien de temps cette pratique dure, mais il est prudent de dire qu’elle a au moins plusieurs milliers d’années. Dans cette même tradition, bon nombre des premiers récifs artificiels ont été conçus comme des modes ou pour augmenter l’habitat du poisson disponible. Contrairement à de nombreux récifs artificiels modernes, ces premiers récifs artificiels n’étaient pas destinés à encourager la croissance de ces écosystèmes, mais ont plutôt été utilisés comme un outil pour nous aider à en récolter davantage. Un livre écrit par John Holbrook en 1860 est l’une des premières publications sur la conception et l’utilisation de récifs artificiels pour attirer les poissons dans une zone endommagée par le développement terrestre. Cependant, nous allons nous concentrer davantage sur les récifs artificiels pour la restauration des coraux, plutôt que sur ceux des climats tempérés ou utilisés pour augmenter les taux de capture des poissons.

Beaucoup de gens attribuent à Charles Darwin d’être le premier restaurateur de récifs, lorsqu’il a attaché des coraux délogés à des pieux de bambou et a observé qu’ils étaient capables de survivre, contrairement à ceux qui étaient laissés rouler dans les sables. Bien que ce ne soit pas un récif artificiel très efficace (le bambou se dégradera dans l’eau plus rapidement que le corail ne peut s’y enfermer), c’est un bon exemple de la façon dont les récifs artificiels peuvent être utilisés pour fournir un environnement de croissance sûr et stable pour les coraux. Bien qu’intéressant, ce sont probablement les plongeurs visitant des épaves englouties qui ont vraiment remarqué pour la première fois comment des substrats artificiels peuvent être transformés en environnements naturels florissants de récifs coralliens. À partir de ces racines, l’idée s’est imposée que nous pourrions réellement améliorer le taux de succession et de récupération des écosystèmes après qu’ils aient été endommagés en fournissant la structure dont les coraux et les éponges ont besoin, et l’habitat pour les poissons et les invertébrés qui jouent tous un rôle dans le maintien de l’écosystème sain et fonctionnel.

Au début, lorsque les récifs artificiels ont commencé à être utilisés pour la restauration des écosystèmes coralliens dans les années 1970-1980, de nombreuses structures coulées étaient facilement disponibles, telles que de vieux bateaux, des navires militaires déclassés, des wagons de train, des véhicules, etc. Beaucoup d’entre eux fonctionnaient bien, s’ils étaient stables, non toxiques et structurellement divers. Malheureusement, dans le même temps, d’autres ont vu dans les récifs artificiels un moyen d’éliminer les déchets sans payer les frais requis et même obtenir une certaine reconnaissance en tant qu’entreprise responsable. Ces exemples incluent le mélange de déchets industriels secs ou de cendres dans du béton, le déversement de millions de pneus dans les sables et l’utilisation de déchets de construction dans des endroits comme Singapour. Ces exemples ultérieurs ont fait reculer le domaine des récifs artificiels pendant de nombreuses années, et sont encore aujourd’hui utilisés par les scientifiques pour contester leur applicabilité dans la protection des ressources marines.

Heureusement pour les récifs cependant, la plupart des défenseurs de l’environnement reconnaissent que ces mauvais exemples ne sont qu’une partie de la courbe d’apprentissage et que les choses ont parcouru un long chemin depuis ces jours. Aujourd’hui, au lieu d’utiliser uniquement des matériaux d’opportunité ou de déchets, la plupart des récifs artificiels sont conçus et déployés à des fins ciblées en utilisant des matériaux durables et non toxiques qui offrent un degré élevé de diversité de surface et de structure. Aujourd’hui, nous reconnaissons généralement plusieurs objectifs principaux pour les récifs artificiels:

• Remplacer la structure et la diversité de l’habitat dans les endroits où il a été perdu (en raison du dragage, du développement, des tempêtes, du blanchiment, etc.)
• Augmenter la taille des récifs ou la structure disponible pour améliorer les ressources marines locales et améliorer la biodiversité
• Créer des sites de plongée / snorkeling artificiels pour soulager la pression touristique sur les récifs naturels
• Créer des récifs attrayants ou inspirés de l’art pour sensibiliser et communiquer les problèmes des récifs au grand public

Il est important de reconnaître que les récifs artificiels ne fonctionnent que dans des zones où la qualité de l’eau est encore propice à la croissance des coraux. Les récifs artificiels sont un excellent outil pour les gestionnaires des ressources marines, mais ce n’est qu’un outil sur notre ceinture. Il doit être utilisé conjointement avec une grande variété d’autres actions telles que l’établissement de règles et de réglementations, la réduction des menaces terrestres et marines locales, la réduction de la surpêche / de la surexploitation et d’autres méthodes d’atténuation ou de protection pour créer un programme de restauration des récifs coralliens efficace et holistique.

Ce qui ne fonctionne pas

De nombreux facteurs peuvent faire d’un récif artificiel un succès ou un échec, et même les mêmes techniques et matériaux peuvent bien fonctionner dans certaines situations et pas dans d’autres. Une description complète des matériaux, des techniques et des facteurs environnementaux à prendre en compte est beaucoup plus que ce qui peut tenir dans un article, ce qui explique en partie pourquoi nous proposons des cours approfondis sur le sujet. Cependant, voici quelques-unes des techniques que nous ou d’autres avons essayées qui ont échoué, et un peu pourquoi. Bien que cela ne fonctionne pas, nous voyons des gens répéter ces mêmes erreurs tout le temps tout en « essayant de réinventer la roue », c’est donc un point de départ important.

1. Déchets et matériaux potentiellement toxiques

Cela devrait être une donnée, mais nous le voyons encore aujourd’hui. Les déchets sont rarement bons pour la construction de récifs car ils ont tendance à être trop petits et non stables pour que des organismes puissent s’y développer. Ils lixivient souvent des produits chimiques toxiques ou ne fournissent pas la micro-structure de surface nécessaire pour que les organismes s’accrochent. L’exemple le plus célèbre de ceci est le récif d’Osborn construit en Floride au début des années 1970, qui a vu environ 2 millions de vieux pneus jetés sur le fond marin. 30 ans plus tard, des études ont montré que presque aucun poisson ne vivait dans la région, que les pneus lessivaient des produits chimiques toxiques et qu’à chaque tempête, ils se déplaçaient sur le fond de la mer (certains ont été retrouvés échoués aussi loin que la Caroline du Nord). Des projets identiques ont également été réalisés en Indonésie, aux Philippines et en Australie dans les années 1980

L’équivalent actuel de ces projets de pneus est probablement le mieux illustré par ceux utilisant du PVC ou des plastiques. Dans toute l’Asie du Sud-Est, les entreprises de tuyaux en PVC parrainent souvent ces projets, ce qui contribue à leur popularité. Cependant, à maintes reprises, ces récifs dits artificiels se déplacent ou se renversent même lors de tempêtes légères, se séparent et finissent par se dégrader et libérer des produits chimiques toxiques. De plus, le PVC bleu et vert a une surface lisse à laquelle les coraux ne recruteront pas ou ne s’attacheront pas facilement, et il ne finit donc jamais par ressembler à un récif naturel. Un autre exemple a été une étude menée par le Dr Laurie Raymundo à Guam à la suite de la pêche par explosion, dans laquelle des mailles en PVC ont été disposées sur le récif détruit et transplantées avec du corail. Les résultats semblaient prometteurs au début, mais lors de l’APCRS 2010, le Dr. Raymundo a montré des photos de la zone, aucun corail ne s’était attaché et pour la plupart, le maillage faisait désordre dans la zone et a ensuite été retiré.

2. Structures petites / non sécurisées

L’objectif principal des récifs artificiels est de créer une structure solide, mais cet objectif semble se perdre dans certains projets de récifs artificiels. L’exemple classique de ceci est l’utilisation de blocs de construction (aka brise ou parpaings), qui sont littéralement conçus pour être légers et faciles à briser en deux. Malgré ces attributs, le fait qu’ils soient bon marché et facilement disponibles partout dans le monde les a rendus populaires, bien que la technique soit largement infructueuse. Généralement, ceux-ci sont utilisés lors de très grands projets gouvernementaux ou d’entreprises, en utilisant des volontaires qui forent des trous dans les blocs puis époxy des fragments de corail dans les trous. Les plongeurs les placent ensuite dans des « nattes » sur le récif ou les zones de sable. Ils ont fière allure dans les premières séries de photos, mais après la première petite tempête ou la saison de la mousson, ils peuvent généralement être trouvés dispersés sur le bord du récif ou partiellement enterrés dans le sable, avec peu ou aucun des fragments de corail encore vivants. Il y a eu des tentatives très créatives et élaborées pour enfermer ou créer des unités plus grandes à partir des blocs à l’aide de cordes ou de barres d’armature, mais le vieil axiome de « déchets, déchets » est généralement vrai.

Bien que loin d’être une liste complète, ce sont quelques-uns des moyens les plus populaires que les gens se sont malheureusement mis en place pour échouer. Mais ne pensez pas que l’échec est omniprésent parmi les projets de récifs artificiels, car chaque année, de nouvelles techniques, matériaux et conceptions passionnants sortent qui prouvent leur applicabilité.

Alors, Qu’Est-Ce Qui Fonctionne?

Comme vous l’avez probablement déjà constaté, un récif artificiel idéal est:

• Stable dans les tempêtes normales à grandes
• Fabriqué à partir de matériaux durables, solides et non toxiques
• Conçu pour avoir une grande complexité de surface (texture) pour le recrutement de coraux, d’éponges et d’autres organismes
• Conçu pour fournir une grande complexité structurelle aux poissons et autres animaux
• Conçu pour se fondre dans avec le récif naturel, ou être conçu pour se démarquer et transmettre un message (sculptures et art)

Encore une fois, des considérations telles que la profondeur, le placement, la navigation en bateau, etc. ne sont pas discutés ici, mais sont d’une importance vitale pour le succès. Ci-dessous, nous examinerons quelques exemples de récifs artificiels avec lesquels nous travaillons couramment et commenterons un peu pourquoi nous aimons ces techniques, même si elles peuvent ne pas remplir les 5 critères ci-dessus.

1. Les épaves et autres grandes structures en acier

Les épaves de navires métalliques sont parmi les récifs artificiels les plus anciens et les mieux développés, même s’il n’y avait pas de lieu de repos prévu. Les navires de guerre de la Première et de la Seconde Guerre mondiale fournissent certains des exemples les plus étonnants de la façon dont l’océan peut revendiquer des structures artificielles et créer un écosystème vivant à partir d’un objet étranger. Dans certains cas, les vieilles épaves sont tellement recouvertes de coraux et de vie marine qu’elles n’ont été identifiées que grâce à des technologies avancées telles que le LIDAR, ou par accident lors d’opérations de forage ou de dragage.

Les organismes des récifs coralliens poussent bien sur les structures en acier, malgré les inquiétudes de certains quant au fait que le fer et d’autres nutriments limitants favoriseront la croissance des algues ou des bactéries. Bien qu’utilisant des matériaux d’occasion, les épaves coulées à dessein nécessitent toutefois des préparatifs en matière d’environnement et de sécurité avant d’être déployées. En plus des épaves, mais dans le même sens, l’utilisation de plates-formes pétrolières désaffectées comme récifs artificiels, à condition que les préparatifs environnementaux appropriés soient d’abord achevés, ces structures peuvent fournir des « îles de biodiversité » étonnantes dans des paysages marins autrement stériles.

Il convient cependant de noter que l’utilisation d’alliages métalliques mixtes est beaucoup moins efficace que les structures en acier. En raison des effets de la dégradation électrolytique qui se produit entre différents métaux lorsqu’ils sont placés dans une solution d’eau salée, des articles tels que des voitures, des hélicoptères ou des avions se dégradent et se séparent en quelques mois seulement.

2.Structures en béton

Le béton est le matériau préféré à utiliser pour la plupart des gestionnaires de récifs pour de nombreuses raisons. Premièrement, c’est un matériau de composition très proche du calcaire corallien naturel, et il est également solide, lourd, bon marché et facilement disponible partout dans le monde. Le béton peut être transformé en presque n’importe quelle forme ou taille et dure longtemps sous l’océan. Certains critiques affirment que les métaux traces trouvés dans le béton (ou ciment Portland) causeront des maladies des coraux, mais cela n’est jamais réalisé dans l’océan et, d’après notre expérience, les coraux prospèrent sur ces structures. Le principal attrait de l’utilisation du béton est que les structures peuvent rapidement devenir trop lourdes à déployer en utilisant les ressources limitées dont disposent la plupart des gestionnaires de petits récifs. Certains de nos plus grands projets concrets (Monde de la Flottabilité, Mini Square, les Cubes DMCR, etc.) n’ont été possibles que grâce à des partenariats avec le gouvernement, ce qui nous a permis d’accéder à de grandes péniches.

3. Unités modulaires faites de barres d’armature en acier, de ciment ou de verre

Certaines de nos structures préférées sont des unités plus petites qui sont facilement déployées (suffisamment légères pour être transportées par des bénévoles sur un bateau) puis assemblées en structures plus grandes sous l’eau. Suan Olan en est l’un de nos meilleurs exemples, si nous avons des structures faites de pièces préfabriquées en béton assemblées en structures intéressantes et parfois interactives. Nous avons également beaucoup de nos unités de bouteilles là-bas, ce qui a été l’une de nos techniques les plus réussies à ce jour. Les unités se composent d’une base en béton dans laquelle des bouteilles en verre sont placées et deviennent le point de fixation des coraux. Les unités sont enfoncées dans le sable pour les empêcher de se déplacer. Enfin, nous avons là beaucoup de nos structures métalliques qui sont fabriquées à partir de barres d’armature. À condition que ces structures restent petites, rigides et correctement soudées, elles se débrouillent très bien. Ils fournissent un endroit facile pour attacher les coraux, ont tendance à laisser les vagues les traverser pour éviter le renversement et durent environ 8 à 10 ans sous l’eau. Une fois qu’ils s’effondrent, ils sont généralement tellement couverts de corail que les choses continuent de croître normalement.

4. Dispositifs d’accrétion de minéraux

La méthode la plus intéressante de construction de récifs artificiels est probablement l’utilisation de dispositifs d’accrétion de minéraux, ou récifs artificiels électrifiés (traditionnellement connus sous le nom de Biorock ™). Ceux-ci commencent tout comme nos structures métalliques modulaires en barres d’armature, mais une fois dans l’eau, de l’électricité basse tension traverse la structure. Cela crée un effet connu sous le nom d’électrolyse, qui assure une protection cathodique à la structure (l’empêche de rouiller ou de se corroder), et provoque en outre la précipitation des minéraux de l’eau de mer et leur accumulation sur le métal. Cette action crée un environnement bénéfique pour la croissance des coraux et autres organismes sécréteurs de carbonate de calcium, qui ont tendance à se développer beaucoup plus rapidement sur ces structures (jusqu’à 3-5 fois) et à mieux survivre grâce à des perturbations telles que le blanchiment induit par la température. Traditionnellement, ces unités ont été très coûteuses et ont nécessité une grande quantité d’entretien et d’expertise. Cependant, nous travaillons avec notre partenaire CoralAid pour moderniser et révolutionner cette technologie afin que davantage de gestionnaires de récifs puissent l’utiliser.

Au cours des dernières années, des matériaux de méthodes de plus en plus intéressants ou nouveaux sont en cours de conception, dont certains sont très prometteurs. Ceux-ci incluent l’utilisation d’imprimantes 3D pour créer des structures avec une diversité de surface et de structure exponentiellement plus grande qui pourrait être obtenue par des moyens traditionnels, et l’utilisation croissante de l’art et de la sculpture pour attirer une plus grande sensibilisation aux ravages de l’océan. Pendant des années, les récifs artificiels ont été considérés comme des efforts mal dirigés ou des « ingérences insensées ». »Et il existe de nombreux exemples d’endroits où les gens sont allés pour la voie attrayante et médiatique de la construction de récifs artificiels sans se concentrer sur la résolution réelle des problèmes dans leur région. De tels efforts se solderont toujours par un échec. Cependant, de plus en plus de données et de preuves anecdotiques montrent que les récifs artificiels peuvent et doivent faire partie d’un programme de gestion intégrée et holistique des récifs.