Isabelle Poitou décide de fonder l'association MerTerre en 2000 afin de poursuivre ses recherches sur le sujet qui la préoccupe : la pollution des milieux aquatiques par les déchets solides et visibles à l'œil nu, appelés macrodéchets.
Sa thèse terminée en 2004, Isabelle Poitou, au sein de son association basée à Marseille, se consacre entièrement à mettre en oeuvre les actions et les outils qu'elle a identifiés et développés au cours de ses recherches.
Pour connaître les origines des déchets, mettre en oeuvre des actions de réduction et les évaluer, elle est convaincue de la nécessité de centraliser les données quantitatives et qualitatives. Elle crée l'ODEMA (Observatoire des déchets en milieux aquatiques) en 2006 qui propose une méthode d'évaluation homogène des macrodéchets aux acteurs de terrain afin qu'ils puissent témoigner de ce qu'ils ramassent sur les cours d'eau, les rivages et les fonds marins. Ces données s'avèrent être de formidables outils pour les programmes de sensibilisation.
En 2010, l'association MerTerre se développe autour de quatre axes : la recherche d'outils de caractérisation des macrodéchets et d'aide à la décision pour les gestionnaires, socle de l'association qui la met aux rang des experts nationaux, européens et internationaux ; l'accompagnement des pouvoirs publics et des entreprises dans la construction et la mise en œuvre de programmes de réduction curatifs et préventifs ; l'identification et la coordination du réseau social qui organise des nettoyages bénévoles ; la réalisation d'outils et de programmes de sensibilisation pour les décideurs, le grand public et les enfants.