Thèse soutenue par Pierre-Jean Copin le 13 novembre 2015, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST)
De plus en plus de substances chimiques sont émises et détectées dans l’environnement. Parmi ces substances, on trouve les herbicides qui sont utilisés en agriculture pour lutter contre la présence des mauvaises herbes. Après leur application sur les sols, les herbicides peuvent être entrainés par les eaux de pluie jusque dans les ruisseaux et les rivières. Les concentrations de ces substances varient donc de manière importante dans les systèmes aquatiques en période de pluie ou en période de temps sec. Des pics élevés de concentrations sont suivis de période de concentrations très faibles ou nulles. Les herbicides présents dans les cours d’eau peuvent engendrer des effets toxiques sur les algues et les plantes aquatiques.
Or les tests classiques d’écotoxicologie effectués en laboratoire sont réalisés en exposant les espèces vivantes à des polluants de manière continue. Ils ne permettent donc pas d’évaluer les effets des concentrations fluctuantes comme celles des herbicides. Le but de cette thèse est d’étudier et de modéliser les effets des concentrations fluctuantes d’herbicide sur les espèces de microalgues vertes Scenedesmus vacLtolatus et Pseudokirchneriella subcapitata.
Des expériences en laboratoire ont également été effectuées dans le but de valider le modèle. Quatre herbicides ont été testés. Il s’agit de l’atrazine (utilisé jusqu’à récemment pour le maïs), du diuron (utilisé dans la vigne), de l’isoproturon (utilisé pour les céréales) et du Smétolachlore (utilisé pour le maïs).
Les résultats de ce travail de thèse indiquent que les effets des concentrations fluctuantes d’herbicide peuvent être modélisés sur des algues d’eau douce. Le modèle est relativement simple pour les inhibiteurs de la photosynthèse tels que l’atrazine, le diuron ou l’isoproturon. Il nécessite la connaissance de deux paramètres, le taux de croissance de l’algue sans polluant et la courbe dose-réponse pour chaque substance.
Cependant, des expériences supplémentaires doivent être réalisées si la substance étudiée induit un délai de l’effet et du rétablissement ou si une algue est cultivée avec une autre algue dans le même milieu de croissance. Le modèle pourrait également être adapté pour tenir compte des mélanges de substances. Appliqué pour prédire les effets sur les algues de scénarios réels, le modèle montre que les longs pics de concentrations jouent le rôle le plus important. Il est donc crucial de les mesurer lors du monitoring des cours d’eau. D’autre part, une évaluation du risque effectuée avec ce modèle montre que l’impact des pics de concentrations sur les espèces les plus sensibles est total. Cela met en évidence, une fois de plus, l’importance de tenir compte de ces concentrations fluctuantes dans l’évaluation du risque environnemental des herbicides, mais également des autres polluants.
