Page 14 : Recommandations au sujet de la qualité des eaux utilisées à des fins récréatives au Canada – Troisième édition

Partie II : Documentation technique

9.0 Contamination fécale et sable des plages

La présente section fournit des informations sur le problème de la contamination fécale et de la présence de bactéries fécales indicatrices dans le sable des plages, notamment leurs effets sur la qualité des eaux récréatives et les mesures qui peuvent être prises pour limiter l'exposition des baigneurs à ce type de contamination dans un environnement de sable.

Il n'existe à ce jour aucune preuve concluante de l'existence d'un rapport entre le contact avec le sable de plage et l'incidence de maladies associées aux utilisations récréatives de l'eau, et aucune recommandation ne peut être établie concernant les concentrations d'indicateurs de contamination fécale dans le sable de plage. Une analyse régulière d'échantillons de sable visant à détecter la présence d'indicateurs fécaux n'est pas jugée comme étant une procédure pratique; ce type de surveillance n'est donc pas recommandé. Certaines circonstances peuvent toutefois justifier l'analyse d'échantillons de sable et de sédiments - par exemple, lors d'enquêtes portant sur des éclosions possibles de maladies d'origine hydrique ou dans le cadre d'une enquête relative à la sécurité et à l'hygiène du milieu.

Il faudra effectuer d'autres recherches pour caractériser plus précisément les relations entre les bactéries fécales indicatrices et la présence possible de pathogènes fécaux dans le sable des plages, et pour déterminer les répercussions potentielles sur la santé humaine. La combinaison de mesures, de procédures et d'outils en vue de, collectivement, réduire le risque d'exposition des baigneurs à la contamination fécale du sable des plages et des eaux récréatives constitue le moyen le plus efficace de protéger la santé des usagers de ces eaux.

Description

On sait que le sable des plages contient des microorganismes, et de nombreuses espèces de bactéries, de virus, de parasites et de champignons ont déjà été isolées dans ce milieu (OMS, 2003a). Les résultats d'études récentes démontrant que des bactéries fécales indicatrices peuvent être présentes en grand nombre dans le sable et dans les sédiments des zones riveraines et intertidales (Alm et coll., 2003; Whitman et Nevers, 2003; Edge et Hill, 2007) ont poussé les chercheurs à s'interroger sur la possibilité que ce milieu serve de véhicule pour la transmission d'agents pathogènes aux personnes qui fréquentent les plages. Cette possibilité préoccupe bien sûr de plus en plus les exploitants de plages, les agents de santé publique et les usagers. Ces derniers passent souvent plus de temps sur la plage que dans l'eau, et les enfants jouent beaucoup dans le sable, au bord de l'eau.

Présence de bactéries fécales indicatrices dans le sable des plages

On ne s'attend pas à ce que les bactéries entériques expulsées de leur habitat principal (l'intestin des humains et des animaux) survivent longtemps dans un habitat secondaire comme le milieu aquatique (Winfield et Groisman, 2003; Anderson et coll., 2005). Leur survie dépend d'un ensemble complexe de facteurs biologiques et environnementaux. Parmi les facteurs pouvant avoir une incidence défavorable sur la survie des microorganismes dans les eaux récréatives, on peut citer le rayonnement solaire, le stress osmotique, des variations importantes de la température, du pH et de la salinité, la disponibilité réduite de matières nutritives, et la concurrence et la prédation par les autres microorganismes (Winfield et Groisman, 2003).

On a reconnu que le sable des plages et d'autres milieux similaires comme les sols et les sédiments des zones riveraines et intertidales pouvait offrir des conditions plus favorables à la survie des microorganismes que le milieu aquatique adjacent. D'après Whitman et Nevers (2003), le sable procurerait un environnement suboptimal, mais tout de même viable et propice à la survie des bactéries entériques en protégeant ces dernières contre le rayonnement solaire, en atténuant les écarts de température, en offrant une certaine protection contre les prédateurs, en procurant une vaste surface propice au développement des biofilms, et en assurant un apport constant d'humidité et de matières nutritives grâce au ressac des vagues.

De nombreux chercheurs ont fait état de la présence, dans le sable et dans les sédiments des plages, de concentrations de bactéries fécales indicatrices plusieurs fois supérieures à celles mesurées dans les eaux de baignade adjacentes. Sur une plage du lac Michigan, Whitman et Nevers (2003) ont obtenu des numérations d'E. coli dans le sable des zones riveraine et submergée (moyenne de 1 000 à 10 000 ufc/100 mL) supérieures à celles mesurées dans l'eau de baignade (moyenne de 100 à 1 000 ufc/100 mL). Williamson et coll. (2004) ont obtenu des résultats semblables dans une étude des densités d'E. coli présentes dans l'eau de baignade et dans l'eau interstitielle des plages du lac Winnipeg. Alm et coll. (2003) ont indiqué qu'en moyenne, les concentrations d'E. coli et d'entérocoques étaient respectivement 3 à 17 fois et 4 à 38 fois supérieures à celles mesurées dans la colonne d'eau sur des plages du lac Huron et de la rivière Sainte-Claire. Edge et Hill (2007) ont mesuré des concentrations d'E. coli atteignant jusqu'à 114 000 ufc/g dans le sable sec d'une plage du lac Ontario.

Des études semblables ont montré qu'il était possible d'isoler des bactéries fécales indicatrices à partir d'autres habitats du bassin versant d'une plage comme le sable de l'arrière-plage (Byappanahalli et coll., 2006), les sédiments de cours d'eau de zones subtropicales ou tempérées (Byappanahalli et coll., 2003; Jamieson et coll., 2003, 2004; Ferguson et coll., 2005; Ishii et coll., 2006a), les sols de forêts tempérées (Byappanahalli et coll., 2006) et les amas d'algues vertes Cladophora (Whitman et coll., 2003; Ishii et coll., 2006b).

La possibilité que des bactéries entériques soient capables de se multiplier dans le sable et dans des milieux semblables des régions tropicales et subtropicales, à condition d'y trouver des conditions propices à leur croissance - notamment la température, l'humidité et les nutriments nécessaires, et une concurrences réduite de la part d'autres espèces de la microflore - retient de plus en plus l'attention des chercheurs (Davies et coll., 1995; Byappanahalli et Fujioka, 1998; Solo-Gabrielle et coll., 2000; Desmarais et coll., 2002; Anderson et coll., 2005). Des températures plus chaudes et des concentrations plus élevées de nutriments ont été citées parmi les facteurs susceptibles de favoriser la multiplication des bactéries indicatrices dans les sols tropicaux (Hardina et Fujioka, 1991; Whitman et Nevers, 2003). Whitman et Nevers (2003) ont avancé que certaines des conditions caractéristiques des plages tropicales pourraient se retrouver sur certaines plages tempérées des États-Unis pendant l'été.

Dans le cadre d'une étude de la qualité du sable et de l'eau réalisée sur une plage du lac Michigan, Whitman et Nevers (2003) ont observé que le sable fraîchement remplacé était rapidement colonisé par E. coli et que les concentrations de cette bactérie se rétablissaient entièrement en deux semaines. Les chercheurs n'ont pas été en mesure de confirmer si cet effet était dû à la multiplication des bactéries dans un environnement vierge, ou à un apport de l'extérieur. Kinzelman et coll. (2004a) ont mesuré des degrés semblables de diversité des souches d'E. coli recueillies dans l'eau et dans le sable des zones riveraine et submergée d'une plage de Racine, au Wisconsin. Selon eux, les concentrations d'E. coli mesurées dans le sable seraient principalement dues à un phénomène d'accumulation, et non à la reproduction.

Quelques chercheurs ont avancé que certaines des souches d'E. coli présentes dans le sable ou dans le sol des plages pourraient appartenir à un groupe génétiquement distinct de la majorité des isolats dominants dans les sources hôtes (Winfield et Groisman, 2003; Byappanahalli et coll., 2006; Edge et Hill, 2007). On a par ailleurs suggéré que ces souches pourraient être le résultat d'un processus d'adaptation à la survie et, peut-être, à la croissance dans le sol (Winfield et Groisman, 2003; Byappanahalli et coll., 2006). Byappanahalli et coll. (2006) ont indiqué avoir obtenu des preuves de l'existence d'une population d'E. coli génétiquement diversifiée dans des sols forestiers du bassin versant du lac Michigan. Ishii et coll. (2006a) auraient également recueilli des preuves de l'existence de populations « naturalisées » d'E. coli dans des sols nordiques tempérés du bassin du lac Supérieur. Ces auteurs ont aussi signalé que ces souches étaient capables de se multiplier dans des sols non amendés et non stériles, à des températures égales ou supérieures à 30 °C.

Effets du sable de plage sur la qualité microbiologique de l'eau

De très nombreuses informations tendent à prouver que le sable des plages peut constituer une importante source diffuse de contamination fécale des eaux de baignade (Alm et coll., 2003; Whitman et Nevers, 2003; Williamson et coll., 2004). Les bactéries fécales indicatrices présentes dans le sable peuvent provenir de différentes sources de pollution fécale. On pense en particulier que les goélands pourraient constituer une source importante de contamination fécale sur les plages (Lévesque et coll., 1993; Fogarty et coll., 2003; Williamson et coll., 2004). Les bernaches du Canada Branta canadensis pourraient également représenter une source de contamination fécale dans des zones adjacentes à des eaux de surface (Alderisio et DeLuca, 1999).

Les mécanismes de transfert à l'environnement aquatique de la contamination du sable comprennent le ressac des vagues, le ruissellement pluvial, et le transfert direct à partir des baigneurs. Plusieurs mécanismes comme l'action des vagues (y compris celles générées par la navigation commerciale et de plaisance), les orages et les activités des baigneurs peuvent également contribuer à la remise en suspension des sédiments près des rives. Boehm et coll. (2004) ont suggéré que la remise en circulation de l'eau dans l'aquifère de la plage sous l'effet des vagues et des marées pourrait aussi contribuer au transfert à l'eau de baignade des microorganismes et des nutriments du sable.

Microorganismes pathogènes dans le sable de plage

Les études réalisées à ce jour sur la présence et la survie des agents pathogènes entériques dans le sable de plage et les sédiments restent rares. Bolton et coll. (1999) indiquent avoir détecté des espèces cultivables de Campylobacter et de Salmonella dans respectivement 45 % et 6 % des échantillons de sable recueillis sur diverses plages de la côte du Royaume-Uni. Obiri-Danso et Jones (1999) ont signalé qu'on pouvait détecter des Campylobacter toute l'année, quoiqu'en faible nombre (< 0,5 log ufc/g en poids sec), dans les sédiments fluviaux de deux zones de baignade en eau douce du nord-ouest de l'Angleterre. On n'a toutefois pas détecté de Salmonella dans ces zones. Dans une étude de suivi réalisée sur des plages côtières du même bassin versant (Obiri-Danso et Jones, 2000), ces chercheurs ont relevé la présence de Campylobacter (C. lari, une campylobactérie thermophile uréase positive) dans des échantillons de sédiments prélevés uniquement en hiver. Ils n'ont toutefois réussi à isoler ni C. jejuni ni C. coli, et n'ont pas détecté du tout de Salmonella au cours des analyses. Ils en ont conclu que les sédiments ne servaient pas de réservoirs pour ces agents pathogènes dans ce système. Des chercheurs de l'INRE (2006) ont trouvé des espèces de Campylobacter, normalement présentes dans l'eau interstitielle du sable, sur deux plages contaminées par les excréments d'oiseaux au havre Hamilton, sur le lac Ontario. C. jejuni y était plus répandu que C. coli ou C. lari, même si toutes ces espèces existaient en petit nombre dans l'eau interstitielle.

D'autres chercheurs ont détecté la présence de S. aureus et de P. aeruginosa dans le sable de plage (Papadakis et coll., 1997; Esiobu et coll., 2004). P. aeruginosa est une espèce de bactérie relativement rustique largement présente dans le milieu aquatique, et reconnue capable de causer des éruptions cutanées et des infections des yeux et des oreilles chez les baigneurs. Les humains sont la source principale de S. aureus dans les eaux récréatives, et on considère donc que sa présence dans le sable des plages est directement liée aux activités des baigneurs. D'après ce qu'on en sait, cet organisme peut causer des infections cutanées chez les baigneurs (éruptions, coupures et écorchures infectées). Très peu de données sont disponibles sur la présence d'autres agents pathogènes d'origine hydrique (virus et protozoaires parasites) dans le sable des plages (OMS, 2003a).

Épidémiologie

Malgré les rapports faisant état de la présence de bactéries fécales indicatrices et de microorganismes potentiellement pathogènes dans le sable de plage, peu de travaux convaincants ont été publiés permettant de conclure à l'existence d'un lien entre ces organismes et les maladies chez les personnes qui fréquentent les plages. Marino et coll. (1995) ont indiqué, à l'issue d'une étude épidémiologique prospective réalisée sur deux plages de Malaga, en Espagne, que rien ne permettait de conclure à l'existence d'un rapport entre la présence de symptômes cutanés et les concentrations dans le sable des indicateurs contrôlés (E. coli, streptocoques fécaux, Candida albicans, champignons dermatophytes). Heaney et coll. (2009) ont étudié les associations entre l'exposition au sable et les maladies sur des plages marines et d'eaux douces dans le cadre de l'étude NEEAR conduite par l'U.S. EPA. Les incidences de maladies variaient d'une plage à l'autre. Les auteurs ont toutefois observé que le fait de creuser le sable était associé à une faible augmentation des cas de maladies gastro-intestinales signalées (taux d'incidence normalisé 1,13; intervalle de confiance à 95 % : 1,02-1,25). Les individus ayant indiqué avoir été enterrés dans le sable affichaient une incidence légèrement plus importante de maladie gastro-intestinale (1,23; 1,05-1,43) et de diarrhées (1,24; 1,01-1,52). Aucune association n'a été démontrée entre le contact avec le sable et une maladie non entérique (Heaney et coll., 2009). Des études épidémiologiques dans le cadre desquelles des échantillons microbiologiques ont été prélevés dans des eaux très peu profondes n'ont pas permis non plus d'établir une corrélation entre la qualité de l'eau à cette profondeur et les maladies des baigneurs (Calderon et coll., 1991; Fleisher et coll., 1996; McBride et coll., 1998; Haile et coll., 1999). Les numérations microbiologiques en eau peu profonde devraient donner des valeurs plus élevées que celles obtenues en eau plus profonde à cause du brassage que subissent le sable et les sédiments des zones riveraines et intertidales.

Gestion des risques sanitaires

Les mesures de gestion visant à réduire l'ampleur de la contamination fécale touchant les zones de plage, ainsi que les mesures visant à limiter l'exposition des baigneurs aux eaux récréatives pendant les périodes ou dans les zones où on estime que les risques sont plus importants font partie d'une stratégie efficace de protection contre le risque d'exposition des humains aux agents pathogènes provenant de la contamination fécale du sable des zones riveraines et intertidales.

L'enquête relative à la sécurité et à l'hygiène du milieu (ESHM) est un outil important pour aider les exploitants des zones de loisirs aquatiques à déterminer les sources terrestres possibles de contamination fécale risquant d'influer sur la qualité des lieux dont ils sont responsables. Pour en savoir plus sur le processus d'enquêtes, voir la partie I du présent document (Gestion des eaux récréatives).

Pour les gestionnaires et les exploitants de plages, les méthodes permettant de réduire l'étendue de la contamination fécale peuvent inclure l'élimination physique des déchets qui risquent d'attirer les animaux, et l'installation de barrières physiques conçues pour dissuader les animaux sauvages. On peut mentionner, par exemple, les poubelles à l'épreuve des animaux, ou les clôtures et les filets anti-goélands. Une réglementation émanant des autorités compétentes limitant l'accès aux plages publiques des animaux de compagnie constitue un autre mécanisme possible de contrôle.

Des manipulations physiques du sable ont également été proposées en guise de mesures possibles pour limiter la contamination fécale des plages et pour en réduire le transfert à l'eau de baignade. Kinzelman et coll. (2004b) ont indiqué qu'un raclage mécanique profond sans nivellement avait permis de diminuer les concentrations d'E. coli dans le sable - notamment le sable mouillé - d'une plage de Racine, au Wisconsin. On a également mentionné que des travaux d'aménagement effectués sur certaines plages afin d'en accroître la dénivellation auraient permis d'améliorer la qualité de l'eau (City of Racine Health Department , 2006). Une plage à pente plus prononcée limite la superficie de la zone exposée au ressac des vagues, ce qui permet au sable de sécher plus rapidement grâce à un meilleur drainage (Clean Beaches Council, 2005; City of Racine Health Department, 2006).

L'affichage d'avis interdisant certaines activités aquatiques récréatives pour de courtes périodes immédiatement après les épisodes de pluie constitue un autre moyen utile de prévention des risques. Il permet en effet de réduire le risque d'exposition des baigneurs aux pathogènes fécaux qui peuvent être entraînés, par la pluie, du sable dans l'eau de baignade.

Les usagers des plages peuvent également contribuer à ces stratégies en veillant à ce que leurs déchets soient convenablement éliminés, en évitant de nourrir les animaux sur la plage ou à proximité de celle-ci, et en respectant la réglementation et les codes de conduite prescrits. Ils peuvent en outre se tenir au fait des précautions à prendre pour réduire leur risque d'exposition. On rappelle aux personnes qui fréquentent les plages d'appliquer de bonnes pratiques d'hygiène en évitant de porter à leur bouche des objets qui sont entrés en contact avec le sable, en se lavant les mains avant de manger, et en se douchant dès que possible à leur retour de la plage. L'utilisation de serviettes de plage propres peut également contribuer à limiter l'exposition au sable (OMS, 2003a).

Des solutions de gestion des plages à plus grande échelle exigeraient une étude complète des sources de contamination et des caractéristiques du bassin versant, ainsi que la détermination des possibilités particulières de réduction ou de surveillance des sources de contamination fécale et de réduction du transfert de la pollution aux zones de baignade.

Résumé

  1. Le sable des plages et les milieux connexes peuvent offrir aux microorganismes d'origine fécale un environnement plus propice à leur survie que le milieu aquatique adjacent. Des facteurs physiques tels que l'action des vagues, les ondes de tempête, les marées et une forte densité de baigneurs peuvent entraîner le transfert, dans les eaux de baignade, des microorganismes contenus dans le sable et les sédiments des zones riveraines et intertidales.
  2. On ne dispose, à l'heure actuelle, d'aucune preuve concluante de l'existence d'un lien entre les microorganismes présents dans le sable des plages et les maladies chez les usagers de ces plages. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour établir les relations entre les bactéries fécales indicatrices et la présence possible de pathogènes fécaux dans le sable des plages, et pour déterminer les répercussions potentielles sur la santé humaine.
  3. Les barrières qui, collectivement, réduisent le risque d'exposition des personnes qui fréquentent les plages pourraient comprendre des campagnes de sensibilisation, de meilleures pratiques d'hygiène sur les plages, des méthodes de nettoyage appropriées du sable, et des mesures conçues pour éloigner les animaux (oiseaux et autres espèces sauvages) des plages.
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