2. DISCUSSION

Interprétation des résultats

• Hauteurs de feuillages

Les résultats expérimentaux montrent que les plantes de maïs cultivés dans un sol non contaminé (Pot CT) atteignent une hauteur moyenne de 29 cm. En revanche, les plantes ayant poussé dans les sols contenant des microplastiques (PEBD ou PET) présentent une croissance nettement inférieure, avec des tailles moyennes allant de 17, 82cm à a 17,67cm respectivement. Cette réduction des hauteurs des feuillages est statistiquement significative, ce qui confirme que la présence de microplastiques peut perturber la composition et l’activité des micro-organismes du sol, essentiels pour le cycle des nutriments. Les microplastiques affectent directement la photosynthèse des plantes avec un effet direct sur leurs croissances. En effet, les microplastiques peuvent diminuer les niveaux de chlorophylle réduisant ainsi leur capacité à effectuer la photosynthèse efficacement.

• Taux de germinations des grains

L’analyse des paramètres de fertilité met également en évidence que les sols contenant du PEBD et PET, ralentissent le taux de germination embryonnaire. Les moyennes sont de 50% soit 2 graines germés sur 4 pour les groupes contaminés comparés au groupe témoin qui montre une germination complète de 4 graines. Cette baisse de germination peut s’expliquer par une réduction de la disponibilité en eau et oxygène au niveau des semences, inhibant l’activation enzymatique nécessaire à la germination. La présence de microplastiques peut altérer la morphologie des racines, réduisant leur capacité à absorber l’eau et les nutriments. Ce phénomène s’explique bien par les textures plus compactes des sols contaminés, qui montrait une structure plus rigide. Cette rigidité cause une baisse de la capacité de rétention en eau et une porosité qui limitant le développement racinaire. Le pot Z, comprenant les paillettes plastiques PET qui se caractérise par leur rigidité, est celui ou la germination est la plus faible (une seule graine germée sur 4).

• Couleurs des feuilles

Les résultats de l’expérimentation mettent clairement en évidence des feuilles verdâtres et jaunâtres, observable particulièrement dans les pots contenants les microplastiques à plus forte concentration. Soit le pot C contenants du PEBD, et le pot Z contenant du PET comparativement au pot témoins présentant des feuillages de couleurs bien vertes.

Cette décoloration traduit souvent un stress physiologique et carence en nutriments, notamment en azote, fer ou magnésium, de à la réduction de l’absorption racinaire provoquée par la compaction du sol. Le jaunissement peut aussi signaler une perturbation de la photosynthèse 

• Texture du sol

L’analyse visuelle et tactile su sol a mis en évidence une compaction progressive dans les pots contenant des microplastiques, en particulier à mesure que leur concentration augmentait. Dans le pot témoin CT, le sol restait bien meuble, permettant une bonne circulation de l’air et de l’eau, favorable à l’enracinement et à la croissance du maïs. En revanche, les pots A, B, C (PEBD) ainsi que, X Y, C (PET) montraient un durcissement graduel : le sol devenait d’abord légèrement compact (pot A et X à 11,11%), puis compact (pot B et Y à 20,00%) et enfin très compact (pot Z à 27,27%). Cette compaction est due à l’encombrement physique des pores du sol par les fragments plastiques, qui réduisent la porosité et limitent l’infiltration de l’eau. Le PET, plus rigide que le PEBD, semble induire une compaction plus sévère, rendant le sol difficilement pénétrable par les racines. Cette mauvaise structure du sol compromet la rétention hydrique, la respiration des racines et la distribution des nutriments. Par conséquent, les plantes cultivées dans les pots les plus compactés ont montré une croissance plus lente et des signes de stress foliaire. Ces résultats confirment que les microplastiques altèrent profondément la structure physique du sol, au détriment de sa fertilité et de la productivité agricoles.

Comparaison avec la littérature

Ces résultats corroborent les travaux, qui ont démontré que les microplastiques affectent la structure du sol, réduisent la rétention d’eau, perturbent la distribution de l’oxygène et freinent l’absorption des nutriments (Perturbation de la photosynthèse) Les microplastiques peuvent bloquer la lumière et les nutriments essentiels à la photosynthèse, réduisant ainsi la capacité de la plante à produire de l'énergie. : Ralentissement de la croissance en diminuant la photosynthèse. Les microplastiques peuvent ralentir la croissance du maïs, affectant la taille des plantes et le développement des épis (Zhang et al,2023).

Cela suggère que les microplastiques créent une barrière physique qui gêne le contact des graines avec l’humidité et l’oxygène. D’après (Lozano et al., 2024). Les particules plastiques modifient la porosité du sol, limitant la diffusion de l’eau et de l’air, éléments cruciaux pour l’imbibition et l’activation enzymatique initiale des graines. En outre, certains microplastiques, en particulier le PET, peuvent libérer des additifs toxiques comme les phtalates et les bisphénols (Zhou et al., 2024), qui sont des perturbateurs endocriniens. Ces substances peuvent interférer avec les processus biochimiques fondamentaux de la germination.

Leur présence influence sur la dynamique racinaire, la disponibilité des ions nutritifs, et la diversité microbienne. En milieu agricole, les microplastiques proviennent principalement de l’usage intensif de plastiques dans les pratiques culturales modernes. Parmi les plastiques les plus fréquents, on retrouve le polyéthylène (PE), utilisé dans les films de paillage et les sacs d’engrais ; le polypropylène (PP), présent dans les ficelles agricoles, les filets ou les contenants ; et le polychlorure de vinyle (PVC), utilisé dans les systèmes d’irrigation et les bâches (Singh et al., 2023). Ces matériaux, en se dégradant, libèrent dans les sols des microplastiques qui interagissent avec les composants physiques, chimiques et biologiques du sol.

Dans le contexte des pays en développement comme le Cameroun, la problématique des microplastiques en milieu agricole reste encore peu explorée, alors même que l’utilisation de produits plastiques à usage unique et de techniques culturales non durables y est en augmentation. En milieu rural et périurbain, l’agriculture intensive, l’usage non contrôlé de composts contenant des résidus plastiques, ainsi que la mauvaise gestion des déchets plastiques contribuent fortement à la contamination progressive des sols. L’étude se propose donc d’analyser l’effet de différents types de microplastiques, notamment le polyéthylène basse densité (PEBD) et polyéthylène téréphtalate (PET) introduits à des concentrations variables, sur deux indicateurs de fertilité : le taux de germination des semences et la croissance en hauteur des plants. Les résultats attendus permettront non seulement de quantifier l’effet de ces polluants sur la fertilité apparente du sol, mais également de sensibiliser sur l’usage et la gestion des plastiques.

Implications

• Sur le plan économique

Une croissance ralentie et une photosynthèse diminuée peuvent entraîner une baisse significative des rendements agricoles, La pollution plastique des sols agricoles engendre une baisse directe de la productivité. Moins de germination, des plantes de moindre taille, et une dégradation des sols diminuent les rendements agricoles. Pour les producteurs, cela se traduit par des pertes financières importantes : réduction des volumes vendus, baisse de qualité des récoltes, augmentation des coûts liés à la restauration des sols, voire abandon de parcelles contaminées. À long terme, cela peut compromettre l’investissement dans l’agriculture locale et aggraver la dépendance alimentaire dans certaines régions. Les zones rurales, déjà fragiles économiquement, deviennent ainsi encore plus vulnérables aux chocs de productivité liés à la pollution. Ceci pourrait avoir des conséquences graves sur la sécurité alimentaire, en particulier dans les régions dépendantes du maïs comme aliment de base

• Sur le plan sanitaire

Les résultats de cette étude mettent en évidence une menace sérieuse pour la fertilité des sols agricoles. Un sol appauvri en nutriments entraine une baisse significative de la qualité des aliments produits. Pour le maïs dans notre cas riche qui est glucides, vitamines B1 & 2 et en magnésium, la baisse de rendement de production cause une menace alimentaire. Cette carence nutritionnelle peut conduire à des troubles de croissance chez les enfants, à une anémie chronique, ainsi qu’à une baisse générale de l’immunité. De plus, dans un contexte de sols dégradés, les agriculteurs ont souvent recours a des engrais chimique et pesticides en quantités accrue, exposant les consommateurs à des résidus toxique pouvant favoriser des maladies chroniques/ cancers, troubles hormonaux, pathologies rénales ou digestives.

Par ailleurs, l’insécurité alimentaire résultent de la baisse des rendements oblige certaines populations à modifier leur régime alimentaire vers des produits industriels moins sains, augmentant ainsi les risque d’obésité, de diabète et de maladies cardiovasculaires. Enfin, les zones rurales, la raréfaction des ressources agricoles peut générer des tensions sanitaires liées à la malnutrition et la surmortalité infantile qui en découlent pourrait causer la fragilité des systèmes immunitaires chez les individus

• Sur le plan social

L’infertilité des sols agricoles surtout pour les communautés rurales qui dépendent majoritairement de l’agriculture pour leur subsistance voient leurs moyens de vie se réduire. Ce qui engendre pauvreté, insécurité alimentaire et malnutrition. Provoque aussi un déséquilibre au sein des ménages, avec des tensions croissantes liées à la gestion des ressources. Les jeunes, face à l’absence d’opportunités agricoles viables, sont poussés à migrer vers les villes, favorisant l’exode rural et la désintégration traditionnelles. De plus, la perte de la fertilité aggrave la dépendance à l’aide alimentaire ou à l’achat de denrées importées, ce qui renforce les inégalités sociales. Dans certains cas, des conflits peuvent émerger autour de l’accès aux terres encore fertiles. L’augmentation de la précarité par conséquent peut aussi favoriser la délinquance et la déscolarisation. Enfin, cette crise agricole impacte la transmission des savoir traditionnels liés à la terre, mettant en péril les identités culturelles rurales. En sommes la dégradation des sols agricole fragilise le tissu social dans son ensemble et menace la stabilité des communautés.

Ces informations ont non seulement mis en évidence l’ampleur de la pollution plastique dans nos sols, mais aussi les lourdes conséquences économiques et socio-sanitaire qui en découlent, affectant la stabilité et le développement du secteur agro-alimentaire. Il devient donc crucial de repenser les stratégies de gestion éco-responsable des déchets pour les rendre véritablement efficaces. Ce constat souligne la nécessité d’une sensibilisation accrue des populations locales, afin de favoriser les comportements préservateurs de notre environnement. Cela permettrait de prévenir, ce qui pourrait limiter la présence de microplastiques dans les sols agricole.

CONCLUSION

L’analyse menée dans le cadre de ce mémoire met en évidence une réalité préoccupante : la pollution des sols agricoles par les microplastiques est une menace réelle, tangible et croissante pour la fertilité des sols, la productivité agricole, et la santé humaine. L’étude expérimentale a permis de démontrer, de manière visible et reproductible, que la présence de plastiques dans le sol compromet la germination, ralentit la croissance du maïs, induit une décoloration foliaire révélatrice de carences nutritionnelles, et entraîne une compaction du sol défavorable à son fonctionnement biologique. Ces résultats, bien qu’obtenus dans un cadre expérimental limité, peuvent être généralisés aux sols agricoles urbains, semi-urbains et périurbains des grandes villes camerounaises et africaines, où la gestion des déchets plastiques demeure insuffisante. Au-delà des chiffres et des observations, cette recherche soulève la nécessité d’agir rapidement, à travers des politiques de réduction à la source, d’éducation environnementale, de gestion décentralisée des déchets et de renforcement de la recherche scientifique locale. En somme, préserver la fertilité de nos sols revient à protéger la sécurité alimentaire, la santé des populations et le développement rural. Ce mémoire, en posant des jalons concrets sur les effets environnementaux des plastiques, appelle à une mobilisation multisectorielle pour bâtir une agriculture résiliente, propre et durable. Il s’agit d’un enjeu écologique, sanitaire et social majeur pour le Cameroun et pour l’Afrique.

Ce qui est déjà connu sur le sujet

• La pollution plastiques est un fléau planétaire qui est en augmentation croissante et affecte tout secteur d’activités à travers le monde
• La présence de microplastiques dans les sols agricole est liée à plusieurs facteurs notamment l’utilisation accrue de plastiques à usages unique, mauvaise gestion des déchets et irrigation des cultures par eaux usées
• Les zones les plus vulnérables sont des espaces agricoles ne possédant aucun périmètre de protection autour d’eux et facilement accessible à tous

Ce que cette étude apporte

• Cette étude fournit des données spécifiques sur la typologie des plastiques principalement retrouvé en milieu agricoles, à savoir les type PEBD et PET.
• L’étude démontrent clairement que la pollution plastiques est due aux comportements alcaïques des populations en matière de gestion et usages de plastiques : utilisation abusif et recyclage informel de sac plastiques comme conteneur de jeunes plants.
• Les résultats montrent que les microplastique polyéthylène basse densité et polyéthylène téréphtalate affecte considérablement les propriétés du sol, à savoir la capacité de rétention d’eau et la disponibilité des nutriments. Également, ceux-ci obstruent les voies empêchant la germination complete des grains et l’absorption du chlorophylle. Ces phénomènes perturbant le processus de photosynthèse, causant un jaunissement des feuillages et un stress oxydatif visible empêchant une croissance propice et diminuant le rendement des semis.

Remerciements

                Nous tenons à remercier les personnes et organisations suivantes pour leur contribution essentielle à cette étude :

• L’institut des sciences appliqués aux professionnels de l’environnement et la santé pour son engagement et son soutien dans la réalisation de ce travail.
• Les chercheurs et les consultants pour leurs précieuse expertise ainsi que la révision critique du travail

Limites et difficultés de l’étude

Malgré la rigueur méthodologique adoptée au cours de cette étude, certaines limites et difficultés ont été rencontrées et méritent d’être soulignées, car elles ont pu influencer partiellement les résultats obtenus.

a) Limites liées au sol

• Nature du sol rouge : Le sol rouge utilisé présente une acidité naturelle et une forte teneur en fer, qui peuvent interagir avec les microplastiques et fausser l’interprétation des effets stricts de ces derniers. De plus, l’absence d’analyse physico-chimique approfondie (pH, CEC, teneur en matières organiques, etc.) a limité la compréhension fine des dynamiques du sol.

b) Limites liées aux microplastiques utilisés

• Taille irrégulière des fragments de plastique : Bien que les microplastiques aient été découpés manuellement à partir de PEBD (sachets plastiques) et de PET (bouteilles), leur taille et forme restaient variables, rendant difficile l’uniformité des conditions entre les différents pots.
• Absence de caractérisation chimique : Les plastiques utilisés n’ont pas été analysés en laboratoire pour identifier les additifs ou contaminants potentiels (phtalates, colorants, métaux lourds), ce qui pourrait introduire des biais non maîtrisés dans les effets observés sur les plants.

c) Contraints logistiques et techniques

• Conditions de culture non contrôlées : Les pots ont été placés en extérieur, exposés aux aléas climatiques (pluies, variations de température, vent), ce qui a pu affecter la croissance des plants de manière non homogène.
• Absence d’arrosage automatisé : L’irrigation a été réalisée manuellement, ce qui ne garantit pas une parfaite équité d’apport en eau entre tous les pots.
• Durée limitée de l’expérimentation : L’étude s’est étalée sur environ 4 semaines, ce qui est insuffisant pour observer des effets à long terme des microplastiques sur l’ensemble du cycle du maïs, en particulier la phase de floraison ou de fructification.