Fiche de dossier de presse. 14/02/2006

Des écosystèmes miniatures pour évaluer le risque écotoxicologique des pesticides

Dossier SIA - pesticides et milieux aquatiques

La législation européenne fait obligation aux sociétés phytosanitaires d'évaluer le risque écotoxicologique de leurs pesticides préalablement à leur mise sur le marché, y compris dans certains cas sur des écosystèmes expérimentaux. Les chercheurs de l'INRA, grâce à un dispositif expérimental original reproduisant un écosystème réel, ont caractérisé les paramètres qui influent sur la dynamique de restauration des populations dans les milieux aquatiques ayant subi l'impact d'un pesticide.

L'évaluation du risque appliquée aux produits phytopharmaceutiques est une démarche conduite a priori dans le cadre réglementaire de la Directive régissant leur mise sur le marché (Directive 91/414). Le texte de la Directive précise en effet que la mise sur le marché de tels produits est subordonnée à la démonstration préalable que l'utilisation du produit dans le cadre agronomique n'entraînera aucun effet inacceptable "sur les végétaux ou les produits végétaux, aucune influence inacceptable pour l'environnement en général et, en particulier, aucun effet nocif sur la santé humaine ou animale ou sur les eaux souterraines", avec pour définition de l'environnement : "L'eau, l'air, la terre, la faune et la flore sauvage, ainsi que toute interrelation entre ces divers éléments et toute relation existant entre eux et tout organisme vivant".
Dans de nombreux cas, l'évaluation du risque implique la réalisation d'études sur des écosystèmes expérimentaux. Pour ce faire, la législation européenne préconise l'utilisation de protocoles(1) qui doivent permettre d'étudier non seulement la phase qui suit la contamination, mais aussi la phase de "restauration". La restauration d'un écosystème est définie comme la possibilité qu'a un système perturbé de revenir à un état "comparable" à celui d'un système témoin, non perturbé.
Les critères permettant d'estimer les modalités de récupération d'un écosystème contaminé restent cependant à préciser.

Évaluer la dynamique de restauration naturelle des écosystèmes

C'est dans ce contexte que les chercheurs de l'INRA ont étudié la dynamique de restauration naturelle des populations d'organismes aquatiques après contamination par un pesticide. Ces travaux ont été menés sur la plate-forme expérimentale des mésocosmes aquatiques de l'INRA de Rennes.

Cette plate-forme est unique en France pour les écosystèmes stagnants (de type mare ou petit étang) et vient en complément de deux autres plates-formes françaises de mésocosmes pour les écosystèmes courants (rivières artificielles).
L'objectif de l'étude était de caractériser les conditions permettant à un écosystème de récupérer à la suite d'une réduction drastique de l'abondance des arthropodes (crustacés, insectes). Pour cela, les expérimentateurs ont réduit de façon immédiate et spécifique, la communauté des arthropodes dans leurs écosystèmes expérimentaux en utilisant un insecticide de référence, la deltaméthrine(2).

Écosystèmes isolés : pas entièrement restaurés, mais une fonctionnalité préservée

Les conséquences de la réduction de cette communauté sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes ont ensuite été analysées pendant plus d'un an, dans les différents compartiments biologiques (micro-organismes, phytoplancton et périphyton, zooplancton, macroinvertébrés) d'écosystèmes présentant divers niveaux de connexion avec le milieu extérieur, à savoir des systèmes accessibles à la recolonisation par des organismes venus d'autres milieux d'une part et des systèmes totalement isolés d'autre part.
Les chercheurs ont observé qu'en dépit de la restauration rapide (en moins de 3 semaines) des populations de microorganismes et de microalgues du phytoplancton, les communautés d'invertébrés des écosystèmes isolés n'ont pas retrouvé la même composition spécifique que celle des écosystèmes ouverts.
Tandis qu'en moins de deux mois, les écosystèmes ouverts présentaient une diversité spécifique identique à celle de systèmes ouverts n'ayant pas subi le traitement, les écosystèmes isolés n'ont pas récupéré des effets de l'insecticide sur les arthropodes. Cependant, dans ces écosystèmes isolés, un nouvel état d'équilibre des communautés d'invertébrés s'est mis en place, avec une diversité spécifique moindre mais une fonctionnalité apparemment préservée.

Perspectives pour les tests d'homologation de nouveaux produits

Ces résultats devraient conduire à mieux cerner l'approche méthodologique permettant de caractériser le processus de restauration en lui-même et de juger de son succès.
Les retombées de ces travaux sont directement exploitables par les experts chargés de l'évaluation de dossiers de demandes d'autorisation de mise sur le marché des pesticides, dans la mesure où ils permettent de prendre en compte de manière quantitative les paramètres qui, à l'échelle de l'écosystème, vont influer sur les processus qui déterminent la dynamique de restauration des populations dans les milieux aquatiques ayant subi l'impact d'un pesticide.
A terme, il est envisageable de formaliser des procédures expérimentales permettant de statuer  sur le potentiel de récupération des écosystèmes aquatiques après contamination par une substance active.

(1) Guidance Document on Aquatic Ecotoxicology in the context of the Directive 91/414/EEC. Sanco/3268/2001 rev.4 (final) 17 October 2002

(2) Le but de cette étude n'était pas d'analyser les effets de la deltaméthrine (qui ont largement été étudiés en mésocosme) mais uniquement de l'utiliser comme outil pour réduire de manière significative et spécifique les populations d'arthropodes, et pouvoir étudier les conséquences sur l'écosystème.