La fluorescence des récifs et l'art de la plongée fluo de nuit
Descendez sous la surface après le coucher du soleil, éteignez votre lampe blanche ordinaire, et le récif semble s'effacer dans le noir. Puis vous levez une lampe d'excitation bleue, glissez un filtre jaune devant votre masque, et la même colonie de corail s'embrase de vert électrique, d'orange incandescent et de rouge profond. Rien n'a changé sur le récif lui-même. Ce qui a changé, c'est la longueur d'onde de la lumière que vous projetez, et le fait que certaines protéines nichées dans les tissus du corail convertissent discrètement cette énergie bleue en couleurs que votre œil peut enfin percevoir.
Ce qu'est réellement la fluorescence
La fluorescence est un phénomène physique simple et bien défini. Une molécule absorbe un photon d'énergie relativement élevée, ce qui correspond à une courte longueur d'onde, puis réémet presque instantanément un photon d'énergie plus faible et de longueur d'onde plus grande. C'est précisément cet écart entre l'entrée et la sortie qui explique pourquoi une lumière d'excitation bleue produit une lueur verte, jaune, orange ou rouge, et non davantage de bleu. Le processus s'arrête à l'instant où vous retirez la lumière excitatrice.
Il faut le distinguer de deux notions avec lesquelles on le confond souvent. La bioluminescence est une lumière produite par une réaction chimique à l'intérieur de l'organisme, sans aucune source lumineuse extérieure ; une luciole ou un poisson-lanterne fabrique ainsi sa propre lumière. La phosphorescence désigne une réémission différée qui persiste après l'extinction de la source, comme certains matériaux qui continuent de luire dans le noir une fois la lampe éteinte. La fluorescence des coraux n'est ni l'une ni l'autre : elle est instantanée et n'existe que tant que votre lampe bleue est dirigée sur l'animal. Dès que votre faisceau s'éloigne, cette portion de récif se rassombrit, et c'est aussi ce qui rend si hypnotique le geste de promener la lumière sur les coraux.
Les protéines à l'origine de la lueur
Les couleurs proviennent d'une famille de protéines fluorescentes intégrées aux tissus du corail. Elles sont apparentées à la protéine fluorescente verte, ou GFP, isolée pour la première fois de la méduse Aequorea victoria. Cette molécule et les travaux qui en ont découlé ont été récompensés par le prix Nobel de chimie en 2008, attribué à Osamu Shimomura, Martin Chalfie et Roger Tsien, et les protéines de type GFP sont depuis devenues un pilier de la biologie cellulaire, servant de marqueurs lumineux pour suivre gènes et cellules.
Chez les coraux, ces protéines existent en plusieurs variantes qui émettent à des longueurs d'onde différentes, ce qui explique qu'une même colonie puisse afficher plusieurs couleurs à la fois. Le vert est le plus courant, mais le cyan, le jaune, l'orange et le rouge apparaissent aussi selon l'espèce et les protéines présentes. La répartition est souvent inégale sur une même colonie, si bien que les pointes, les bords et les bouches s'allument dans des teintes différentes de celles du tissu voisin. Et les coraux ne sont pas seuls : certaines anémones, quelques poissons et divers autres habitants du récif émettent aussi une fluorescence, de sorte qu'une plongée fluo révèle souvent des créatures lumineuses bien au-delà des coraux durs pour lesquels vous êtes descendu. À côté des véritables protéines fluorescentes, la chlorophylle produit sa propre lueur rouge profond, si bien que les algues symbiotiques logées dans les tissus du corail se manifestent souvent comme une toile de fond rouge sourd sous les couleurs plus vives des protéines.
Pourquoi les coraux fabriquent des protéines fluorescentes
Ici, la réponse honnête est que les biologistes débattent encore de la fonction, et que ces protéines remplissent probablement plus d'un rôle. Une hypothèse de premier plan est la photoprotection : les protéines pourraient absorber ou diffuser l'excès de lumière et ainsi protéger le corail et ses algues symbiotiques d'une intensité nuisible dans les eaux peu profondes et très ensoleillées. Une idée voisine va dans le sens inverse et suppose que, dans la pénombre ou en profondeur, les protéines déplacent la lumière vers des longueurs d'onde que les algues exploitent plus efficacement pour la photosynthèse.
D'autres rôles avancés vont d'une action antioxydante, qui neutraliserait des molécules réactives nocives, à une influence sur la relation entre le corail et son partenaire algal. Comme les données appuient plusieurs de ces pistes à la fois sans qu'aucune soit complète, la position raisonnable consiste à considérer la fluorescence comme une caractéristique véritablement polyvalente dont l'histoire n'est pas encore entièrement écrite. Méfiez-vous de tout guide qui vous promet une raison unique et bien nette.
L'optique d'une plongée fluo
Pour observer l'effet sous l'eau, il faut résoudre un problème : la lueur fluorescente est faible et se noie facilement dans une lumière plus vive des mêmes couleurs. C'est pourquoi la plongée fluo se pratique de nuit, parfois aussi sous des surplombs fortement ombragés, là où le soleil ne peut pas écraser le signal.
Le dispositif comporte deux parties. D'abord une source d'excitation, une lampe qui émet une bande étroite de lumière bleue, car le bleu excite efficacement la plupart des protéines fluorescentes des coraux. Ensuite un filtre barrière, un verre jaune placé devant le masque et devant tout appareil photo. Le filtre barrière accomplit le travail décisif : il bloque la lumière bleue réfléchie tout en laissant passer vers l'œil la lueur émise, de plus grande longueur d'onde. Sans le filtre, vous ne voyez surtout qu'un éblouissement bleu ; avec lui, cet éblouissement disparaît et seule la fluorescence demeure. Les photographes montent un filtre jaune assorti sur l'objectif pour exactement la même raison.
La technique dans l'eau
Une plongée fluo est avant tout une plongée de nuit, et les règles habituelles n'en comptent que davantage. Une flottabilité maîtrisée vous tient à l'écart des coraux fragiles, une lampe blanche classique reste accrochée et prête comme votre moyen principal d'orientation et de signalisation, et vous planifiez la plongée avec la même rigueur de gaz, de profondeur et de binôme que pour n'importe quelle sortie nocturne.
La couche fluo vient par-dessus. Déplacez-vous lentement et laissez à vos yeux le temps de s'adapter, car l'effet est d'abord discret et devient d'autant plus intense que vous laissez l'obscurité s'installer. Balayez le récif avec la lumière bleue et laissez le contraste travailler : un corail banal sous lumière blanche peut devenir l'objet le plus lumineux du récif sous le bleu. Gardez la lampe blanche pour lire les instruments et vérifier votre environnement, puis revenez au bleu pour le spectacle. Ne touchez jamais les animaux et ne les serrez pas de trop près pour mieux voir.
Du spectacle à la science
Le phénomène qui offre une plongée saisissante est aussi un outil de travail. Les chercheurs se servent de la fluorescence pour repérer les minuscules recrues coralliennes, ces jeunes fraîchement installés presque invisibles en lumière blanche mais nettement lumineux sous le bleu, ce qui aide à évaluer si un récif se régénère. Les motifs de fluorescence peuvent aussi renseigner sur l'état et le stress des coraux, de sorte que la technique nourrit le suivi de la santé des récifs et l'étude du blanchissement. Ce que vous savourez comme un jeu de lumière est, en laboratoire ou lors d'un relevé, une manière sérieuse de lire le récif.
Sur la carte
Si vous voulez préparer une plongée fluo de nuit, commencez par repérer les récifs et les sites proches de chez vous et voyez quels centres proposent des plongées de nuit encadrées. Parcourez la carte pour localiser les sites riches en coraux, comparer les régions et marquer les endroits que vous voulez visiter une fois la nuit tombée. Le récif que vous avez traversé une douzaine de fois en plein jour deviendra un tout autre monde dès que vous emporterez la lumière bleue avec vous.