Quand un volcan déclenche des épidémies de choléra

Publié par Isabelle le 22/10/2020 à 13:00
Source: CNRS INEE
Le choléra est endémique du Rift africain, et le bord du lac Kiwu constitue un point chaud de départ des épidémies. Une équipe de recherche internationale, dont plusieurs scientifiques du laboratoire Chrono-environnement, a démontré que l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) volcano-tectonique du volcan (Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et l'empilement de matériaux issus de la montée d'un magma sous forme de lave et de tephras tels que les cendres. Ce...) Nyiragongo, situé en bordure du lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou une...) Kivu (Le Kivu (prononcer Kivou) est une région et une ancienne province de l'est de la République démocratique du Congo. Cette région fut connue au XIXe...), influence les caractéristiques physico-chimiques du lac et de ce fait, influence la prolifération du bacille dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le...). Ces derniers sont ensuite consommés par les populations riveraines, qui s'exposent ainsi à une potentielle contamination. Les risques d'épidémie sont donc directement liés à l'activité du volcan. Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue PLOS neglected tropical diseases en août 2020.

Le choléra (Le choléra est une toxi-infection entérique épidémique contagieuse due à la bactérie Vibrio cholerae, ou bacille virgule, découverte par Pacini en 1854 et redécouverte par Koch en 1883. Elle est...) (Vibrio cholerae) est apparu le long du lac Kivu dans le rift (Un rift est une zone où la lithosphère continentale est en extension, ce qui provoque son affaissement (graben), une zone de volcanisme et une importante sédimentation continentale. L'expression morphologique de cette extension est un long...) africain dans les années 1970. Depuis cette date, il est endémique du Rift, malgré l'absence de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution...) d'eau marine, dans lequel il prolifère habituellement. La province du Katana, située en bordure du lac Kivu, et le point (Graphie) chaud le plus important du rift, à partir duquel démarrent toutes les épidémies touchant cette région.

Une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) internationale, dont plusieurs scientifiques du laboratoire Chrono-environnement (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Franche-Comté) a formulé l'hypothèse que la présence endémique de Vibrio choléra dans ce secteur imposait l'existence d'une niche écologique (La niche écologique est un des concepts théoriques de l'écologie. Il traduit à la fois :) favorable à la survie du bacille. Ils ont alors vérifié l'idée selon laquelle l'activité volcano-tectonique des volcans bordant le lac Kivu pourrait, en contrôlant la salinité et la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) des eaux de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) et des eaux souterraines, régir les caractéristiques de l'eau du lac et favoriser la prolifération du bacille.


L'émission de dioxyde de soufre du volcan Nyiragongo, dont le cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un effondrement d'origine souterrainne...) et la silhouette en arrière-plan de la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations...) de Goma sont représentés sur cette image, reflète son activité. Cette activité est corrélée à la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des cas de choléra à l'approche de la ville de Goma, dans la province de Katana. Cette relation peut s'expliquer par le fait que l'activité du volcan modifie la qualité physico-chimique des eaux de surface du lac Kivu (augmentation de la salinité et de la température), et la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) de l'eau du lac et des poissons pêchés dans le lac en Vibrio cholerae. La mesure de l'activité du volcan permet donc de prévoir le risque d'une épidémie de choléra à proximité de ce lac.
© Doudou Batumbo

L'activité volcanique (évaluée chaque semaine par le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens...) de SO2 du panache du volcan Nyiragongo sur la période 2007-2012) est fortement corrélée positivement avec la conductivité, la salinité et la température de l'eau du lac Kivu. Sur la période 2007-2012, ces trois paramètres ont été fortement corrélés positivement avec la dynamique temporelle des cas de choléra dans la zone sanitaire de Katana bordant le lac. Les variables météorologiques (température de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) et précipitations) et les autres caractéristiques de l'eau (à savoir le pH et la concentration d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) dissous dans l'eau du lac) n'étaient pas liées à la dynamique du choléra sur la même période. Sur la période 2016-2018, les chercheuses et chercheurs ont échantillonné chaque semaine la salinité et la conductivité de l'eau du lac, et deux fois par mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) la présence de vibrions dans l'eau du lac et dans les poissons.

L'abondance de V. cholerae dans le lac a été positivement corrélée à la salinité et à la température du lac, ainsi qu'au nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de cas de choléra dans la population de la zone sanitaire de Katana. L'abondance de V. cholerae dans les poissons a été positivement corrélée avec l'abondance de V. cholerae dans l'eau du lac, ce qui suggère que leur consommation contamine directement les humains. L'activité du volcan, en contrôlant les caractéristiques physico-chimiques du lac Kivu, est donc un déterminant majeur de la présence du bacille dans le lac. Les flux de SO2 dans le panache du volcan peuvent être utilisés comme un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus grande...) pour prévoir les risques d'épidémie.

Références:
Doudou Batumbo Boloweti, Patrick Giraudoux, Catherine Deniel, Emmanuel Garnier, Frederic Mauny, Celestin Mahinda Kasereka, Roger Kizungu, Jean Jacques Muyembe, Didier Bompangue, Gudrun Bornette. Volcanic activity controls cholera outbreaks in the East African Rift, PLOS Neglected tropical diseases, Août 2020.

Contacts:
- Gudrun Bornette - CHRONO-ENVIRONNEMENT (CNRS/UNIV FRANCHE-COMTE) - gudrun.bornette at univ-fcomte.fr
- Françoise Immel - Responsable du Service de Diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de...) de l'Information Scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) et Technique - Laboratoire Chrono-environnement (CNRS/Université Bourgogne Franche-Comté) - francoise.immel at univ-fcomte.fr
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