# Contrôle des risques de toxicité liés aux pesticides : un modèle technico-économique d'optimisation pour la gestion des usages phytosanitaires en agriculture

Oussama MGHIRBI (1,2,3), Philippe LE GRUSSE (1,3), Jacques FABRE (4), Elisabeth MANDART (1), Jean-Paul BORD (2,3)

(1) CIHEAM-IAMM : Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier. 3191 Route de Mende, 34093, Montpellier cedex 5, France

(2) Université Montpellier 3 (UM3). Route de Mende, 34199 Montpellier cedex 5, France

(3) UMR GRED Gouvernance, Risque, Environnement, Développement (UM3/IRD). Centre IRD de Montpellier - UMR GRED, BP 64501, 34394 Montpellier cedex 5, France

(4) DIATAE. 3191 Route de Mende, 34093 Montpellier cedex 5, France

## Résumé

Les enjeux sanitaires, environnementaux et socio-économiques liés à l'utilisation massive de produits phytosanitaires sont une préoccupation pour l'ensemble des acteurs intervenant dans les filières agricoles (agriculteurs, conseillers, chercheurs, représentants de pouvoirs publics, etc.) (1). Face au nombre important d'acteurs concernés par l'usage des pesticides sur un territoire et les différents intérêts de chacun, nous sommes face à une situation de complexité pour gérer les pollutions diffuses d'origine agricole. Ces inquiétudes ont conduit au développement de dispositifs agro-environnementaux et socio-économiques qui visent à encourager la réduction et la gestion de l'usage des pesticides. De nombreux acteurs, notamment les agriculteurs et les gestionnaires territoriaux, expriment leurs besoins et l'utilité de ces dispositifs à travers la création d'outils d'aide à la décision pour la gestion des pratiques phytosanitaires.

Dans ce contexte de demande, autant par les acteurs de terrain que par les pouvoirs publics d'outils d'aide à la gestion de l'usage des pesticides, nous avons centré notre réflexion sur le développement d'un modèle de minimisation des risques en se basant sur des indicateurs de risques pour la santé de l'applicateur (IRSA) et pour l'environnement (IRTE) calculés sur les propriétés des matières actives et des produits commerciaux (2,3). Ce modèle est basé sur les techniques de programmation linéaire et permet de proposer des scénarios de choix de produits phytosanitaires dans des itinéraires techniques en fonction de différents niveaux de contraintes et d'aspiration des différents acteurs. Le modèle propose une gestion multi-échelles, de la parcelle au bassin versant, et une gestion simultanée des risques santé et environnementaux. Les indicateurs de risque santé et environnementaux peuvent être désagrégés en sous indicateurs permettant une gestion adaptée au contexte. Pour l'indicateur santé il est possible de pondérer les poids des risques aiguës (risques d'inhalation, risques cutanés, etc.) et des risques chroniques (cancérigène mutagène, neurotoxicité, reproduction développement perturbation endocrinienne) ; pour l'aspect risque environnemental, il est également possible de pondérer les contraintes en fonction de la localisation en termes de risques de toxicité terrestre (sol), aérien, aquatique ou de mobilité.

Le modèle permet donc de gérer les choix de produits en fonction des risques au niveau d'une parcelle et d'un ensemble de parcelles dans une exploitation agricole. Des besoins sont par ailleurs exprimés pour une gestion globale au niveau d'un bassin versant. Pour ce changement d'échelle dans la gestion des scénarios, nous avons élaboré une méthode de distribution statistique des usages à partir d'une typologie des pratiques phytosanitaires des exploitations agricoles croisées avec une typologie des contraintes spatiales (type du sol, pente, proximité des cours d'eau ou masses d'eau, etc.). Cette démarche permet une représentation de la diversité agricole et une évaluation d'impacts de l'usage des
pesticides par culture et au niveau spatial. Nous avons ensuite introduit les paramètres économiques (coût de production, coût des produits phytosanitaires, rendement, prix de vente, etc.) en complément des indicateurs de risque (IRSA et IRTE)<fnref n="1" /> pour chaque culture (2,3), ainsi que les contraintes (pression phytosanitaire par année agricole, efficacité des pesticides, etc.). Cet outil permet d'analyser les scénarios de réduction des risques liés aux pesticides en proposant des combinaisons de substitution des produits phytosanitaires, en fonction de critères d'efficacité et de performance économiques.

**Mot clés :** Pesticides, modèle technico-économique, optimisation, pratiques phytosanitaires, risque de toxicité.

Références Bibliographiques

(1) **Roussary A, Salles D, Busca D, Dumont A et Carpy-Goulard F (2013)** Pratiques phytosanitaires en agriculture et environnement. *Économie rurale* 1/ 2013 (n° 333), pp 67-80

(2) **Mghirbi O, Ellefi K, Le Grusse P, Mandart E, Fabre J, Ayadi H, Bord J-P (2014)** Assessing plant protection practices using pressure indicator and toxicity risk indicators: Analysis of the relationship between these indicators for improved risk management, application in viticulture. *Environmental science and pollution research, Online* **ISSN** 1614-7499, **DOI** 10.1007/s11356-014-3736-4

(3) **Ayadi H, Le Bars M, Le Grusse P, Mandart E, Fabre J, Bouaziz A, Bord J-P (2013)** SimPhy: a simulation game to lessen the impact of phytosanitaries on health and the environment – The case of Merja Zerga in Morocco. *Environmental science and pollution research*, Volume 21, Numéro 7, pp 4950-4963

<footnote n="1">1 **IRSA** : Indicateur de Risque sur la Santé de l'Applicateur ; **IRTE** : Indicateur de Risque de Toxicité sur l'Environnement.</footnote>
# Le rôle central de l'opérateur dans la réduction de l'exposition aux produits phytopharmaceutiques

Lambert Mandy (1), Alain Denis (1) Grimbuhler Sonia (1)

(1) Irstea 1, rue Pierre Gilles de Gennes CS 10030 92761, Antony Cedex - mandy.lambert@irstea.fr
sonia.grimbuhler@irstea.fr

L'utilisation d'intrants sur les cultures répond aux contraintes économiques d'obtention de rendements suffisants. Lors de leur utilisation, les opérateurs, utilisateurs de produits phytopharmaceutiques, sont exposés à ces substances qui peuvent avoir des effets néfastes sur l'organisme. Les études d'expologie définissent les déterminants techniques, humains et organisationnels de l'exposition. En complément à ces études, l'analyse ergonomique d'un traitement phytopharmaceutique peut être réalisée. L'intérêt de cette démarche est de placer l'opérateur au centre de son activité et donc de sa sécurité. En effet, l'expérience des opérateurs leur permet de développer un panel de stratégies pouvant réduire l'exposition. La sécurité n'est donc pas juste règlementaire (sécurité réglée) mais elle peut également être le résultat d'une connaissance de l'opérateur sur son activité lui permettant d'anticiper des situations à risque (sécurité gérée) (Nascimento et al., 2009 ; Daniellou et al., 2010). L'opérateur n'est donc plus considéré comme une source d'erreur mais comme un élément de sécurité capable de s'adapter à son environnement de travail pour assurer la réalisation de son activité et réduire ou limiter son exposition.

L'objectif cette présentation est d'identifier le rôle de l'expérience sur le développement de comportements sécuritaires par les opérateurs utilisateurs de produits phytopharmaceutiques.

Pour répondre à cet objectif, une analyse de l'activité de manipulation des produits a été réalisée auprès de 23 viticulteurs margelais. L'évaluation de l'exposition potentielle des opérateurs a été caractérisée par le dénombrement des contacts cutanés entre l'opérateur et son environnement de travail, afin d'identifier la phase de travail potentiellement la plus exposante parmi la phase de remplissage, d'application et de nettoyage du matériel, cette action vise à identifier les zones de l'environnement de travail à risques durant ces différentes étapes. Les contacts directs (contacts à l'intérieur des emballages, contacts avec la bouillie...) et indirects (contacts avec le matériels souillés ...) avec le produit sont déterminés. Cette caractérisation a servi d'indicateur pour définir les comportements sécuritaires ou non sécuritaires des opérateurs. Enfin, ces résultats ont été présentés aux opérateurs afin de valider l'analyse faite de leur activité.

La phase de remplissage a été identifiée comme la phase la plus importante dans l'exposition des opérateurs, le nombre de contact était le plus élevé durant cette phase. Au cours de cette phase, quatre zones à risques ont été identifiées, il s'agissait de la cuve du pulvérisateur, les bords de l'orifice d'incorporation, l'embout du tuyau de remplissage en eau et la zone d'ouverture des produits. A partir de ce résultat, les comportements ont pu être classés. Les résultats montrent que l'ensemble des opérateurs ont acquis par expérience des comportements permettant de réduire leur exposition journalière. Ces comportements peuvent avoir été mis en place par l'opérateur dans le but de réduire leur exposition (limiter le risque d'incident lors de l'application) mais également pour d'autres raisons comme assurer l'efficacité (introduire le niveau d'eau juste) ou limiter la perte de temps (limiter le temps de remplissage) avec comme conséquence la réduction de leur exposition.

En conclusion, il existe donc une sécurité gérée dans les exploitations viticoles margelaises, les opérateurs développent des savoir-faire leur permettant d'assurer leur sécurité face aux risques
phytopharmaceutiques. Ces savoir-faire sont le résultat d'expériences passées entrainant le développement de nouveaux comportements. La présentation de ces résultats aux opérateurs a mis en évidence l'intérêt pour les pratiques sécuritaires développées par les autres viticulteurs. En effet, il semble que ces derniers échangent peu sur leurs pratiques de travail. Il semble donc important de développer le partage des savoir-faire cela permettrait d'apporter des solutions concrètes, utilisées par leur pairs et où l'investissement économique est faible. De plus, tous les opérateurs observés pensent que la gestion du risque dans les exploitations s'améliore, mais reste conscient des progrès encore à réaliser. Les résultats de l'étude montrent que cette volonté d'intégrer la sécurité dans les exploitations se traduit par des changements comportementaux visant à réduire l'exposition. Il est donc nécessaire de soutenir le développement de ces comportements sécuritaires afin de créer une culture de sécurité chez les viticulteurs. Cela peut se traduire par exemple par la création d'un espace d'échange permettant aux viticulteurs de remonter les difficultés rencontrées sur des pratiques de travail auprès d'autres viticulteurs selon différents thèmes (le remplissage en eau, l'incorporation des sacs de produits phytopharmaceutiques, gestion de la remise en route d'un pulvérisateur après un hivernage...etc). L'objectif n'étant pas de créer un guide de bonne pratique partagé par tous mais d'alimenter régulièrement un référentiel commun de pratiques sécuritaires pour une amélioration continue de la sécurité dans les exploitations.

Références :

1. Daniellou, F., Simard, D. & Boissières, I. (2010). Facteurs humains et organisationnels de la sécurité industrielle : un état de l'art Cahiers de la Sécurité Industrielle, Institut pour une Culture de Sécurité Industrielle, n°2, Toulouse, France

2. Nascimento, A. (2009). Produire la santé, produire la sécurité. Développer une culture de sécurité en radiothérapie. Thèse de doctorat en ergonomie, Cnam, Paris.
# Quelle réponse du droit face au risque des pesticides ?

Alexandra LANGLAIS

Laboratoire Institut Ouest droit et Europe (IODE- UMR 6262- Faculté de droit de Rennes 1, 9 rue Jean Macé, CS 54203 - 35042 Rennes Cedex, alexandra.langlais@univ-rennes1.fr.

## Résumé

Les derniers efforts juridiques en faveur d'une réduction des risques sanitaires et environnementaux liés aux pesticides sont le reflet d'une inquiétude grandissante de la société à leur égard. Cette prise en compte de plus en plus visible tend à masquer ou à faire oublier la finalité même des pesticides, celle de détruire des éléments considérés comme nuisibles. Dès lors, la réponse juridique ne doit pas être seulement de réduire les risques pour la santé et l'environnement causés par les pesticides mais de concevoir cette réduction sans impacter l'efficacité de sa fonction destructrice.

Plusieurs réponses du droit visent à répondre à cette exigence multidimensionnelle. La législation sur les autorisations de mise sur le marché des produits phytopharmaceutiques comme celle relative à l'utilisation durable des pesticides s'inscrivent dans cette conciliation d'enjeux potentiellement antinomiques. Cependant, dans les deux cas, les solutions apportées sont axées autour d'un même référentiel : (un produit phytopharmaceutique à remplacer ou à réduire.) et de façon ponctuelle (la destruction d'un ennemi de culture particulier).

Pourtant, la réduction voire la fin de notre dépendance aux pesticides régulièrement rappelée à l'échelle européenne invite à passer par une approche globale afin de traiter des causes avant celles de son traitement. La question de l'efficacité de la fonction des pesticides doit rester au centre mais c'est celle de sa fonction de protection des plantes et non de destruction des ennemis de culture qui doit être privilégiée. Cette approche fait naturellement appel aux notions de services écosystémiques et aux outils de politique publique qui peuvent leur être associés. Il reste que de nombreux défis restent à relever pour répondre à une telle approche que ce soit en termes de synergies d'actions à identifier et à juridiquement orchestrer, en terme d'éthique des choix politiques qui seront faits. En d'autres termes, la gestion des risques liés aux produits phytopharmaceutiques conduit à envisager une mutation des risques qui n'est pas à négliger.

Ces travaux sont effectués dans le cadre du programme ALTERPHYTO, Approches juridiques des protections alternatives contre les ennemis des cultures, programme APR Pesticides du Ministère de l'écologie avec l'appui financier de l'Office national de l'eau et des milieux aquatiques, par les crédits issus de la redevance pour pollutions diffuses attribués au financement du Plan Ecophyto, programme coordonné par l'institut de droit de l'environnement, Université de Lyon, en partenariat avec l'Institut Ouest Droit et Europe de l'université de Rennes 1.

Mots clés : autorisation de mise sur le marché, utilisation durable des pesticides, services écosystémiques
# Approches sociologiques des relations entre pesticides et société : état de l'art et perspectives de recherche.

Carole BARTHELEMY

Laboratoire Population Environnement Développement, UMR 151 Aix-Marseille Université, Institut de Recherche pour le Développement, Case 10, 3 Place Victor Hugo, CS 80249, 13331 MARSEILLE CEDEX 03, France.

## Résumé

Les sciences sociales et humaines sont, de plus en plus, sollicitées dans le cadre de la recherche concernant la réduction de l'utilisation des pesticides. Les difficultés à obtenir des résultats probants en la matière incitent les acteurs publics à sortir des approches « classiques » (agronomique, technique, économique et réglementaire) et à solliciter des disciplines scientifiques plus centrées sur les comportements des individus. Dans ce cadre, la sociologie, l'anthropologie, la psychologie, l'économie expérimentale mais également l'histoire apportent des éléments de réflexion pertinents. Dans le cadre de cette communication, les apports de la sociologie seront présentés comme un exemple de l'appréhension par les sciences sociales de l'utilisation des pesticides.

Trois parties structurent la communication. La première présente un rapide état de l'art des travaux réalisés en sociologie concernant la thématique des pesticides. L'entrée sanitaire, notamment en lien avec la santé au travail des agriculteurs et des salariés agricoles, génère des travaux sociologiques à la croisée de la sociologie rurale, de la sociologie des sciences et des controverses (Jas, 2010 ; Mera-Orcés, 2001). La difficile reconnaissance de pathologies liée à l'exposition aux pesticides et des mobilisations qu'elle suscite sont particulièrement étudiées (Salaris, 2014 ; Dedieu, Jouzel, Prete, 2015). Des recherches menées en sociologie et en anthropologie dans le cadre du programme « Réduction des risques associés à l'utilisation des pesticides » sont, ensuite, présentées, dans une seconde partie, afin de discuter non seulement de la manière dont les sociologues analysent la question des pesticides mais également pour comprendre leurs méthodologies. Le recours aux enquêtes et le recueil des discours génèrent des analyses qualitatives qui diffèrent des résultats quantitatifs produits par les sciences de l'environnement. Il s'agit, dans la troisième partie, de réfléchir à des approches transversales, entre sciences sociales et sciences de l'environnement qui permettraient de dépasser les clivages entre données textuelles et données statistiques et d'appréhender la réduction de l'utilisation des pesticides dans une démarche scientifique interdisciplinaire.

**Mot Clés :** Sociologie, Usages des pesticides, Risques sanitaires et environnementaux, Controverses et mobilisations, Interdisciplinarité sciences sociales/sciences de l'environnement.
Références bibliographiques

Dedieu F., Jouzel J-N., Prete G. (2015), *Les bénéfices du doute. Les usages politiques de la sous-évaluation des intoxications professionnelles liées aux pesticides en France et en Californie*, Les dossiers de l'environnement.

Jas N. (2010) Pesticides et santé des travailleurs agricoles en France, questions anciennes, nouveaux enjeux, *Courrier de l'Environnement de l'INRA*, n°59, pp. 47-59.

Mera-Orcés V. (2001) *The sociological dimensions of pesticide use and health risks of potato production in Carchi*, Ecuador, Paper prepared for presentation at the 2001 Open Meeting of the Human Dimensions of Global Environmental Change Research Community, Rio de Janeiro-Brazil (October 6-8, 2001).

Salaris C. (2014) Agriculteurs victimes des pesticides : une nouvelle mobilisation collective en santé au travail, *La nouvelle revue du travail* [En ligne], 4 | 2014, mis en ligne le 01 mai 2014, consulté le 28 avril 2015. URL : http://nrt.revues.org/1480.
Session 5 «Approches innovantes en modélisation du devenir et des effets des pesticides»

Vendredi 29 mai 8h30

Session animée par :

Valérie Pot, Inra, Grignon

Laure Mamy, Inra, Versailles

Alexandre Pery, AgroParisTech, Paris

L'évolution des pratiques agricoles, la diversité des molécules utilisées, mais aussi les progrès réalisés sur les outils d'observation expérimentale (imagerie 3D de la structure du sol) et la mise à disposition de plateformes de modélisation contribuent au renouvellement des questions scientifiques et des modèles décrivant le devenir des pesticides dans le système sol-plante-atmosphère de l'échelle microscopique à l'échelle de la parcelle. Parmi les contributions à cette session, nous trouverons notamment des travaux concernant la prise en compte de nouveaux itinéraires techniques ou de couplages innovants entre les processus régulant le devenir et les effets des pesticides, ainsi que des approches traitant de la généricité des molécules.

**08H30** : **Conférence invitée** : Outils de modélisation pour le transfert et les effets des pesticides : état des lieux, limites et perspectives. *Boivin A et Poulsen V (ANSES)*.

**08H50** : Prédiction du comportement des pesticides dans l'environnement à partir de leurs propriétés moléculaires. *Mamy L. et al.*

**09H05** : Détermination de l'importance de descripteurs moléculaires sur la mobilité dans la plante de molécules naturelles ou xénobiotiques. *Rocher F. et al.*

**09H25** : Contribution des dépôts atmosphériques gazeux à la contamination des eaux de surface par les pesticides. *Bedos C. et al.*

**09H40** : Evaluation des flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants : forçage du modèle de simulation du devenir des pesticides MACRO avec le modèle de culture STICS. *Yemadje SK. et al.*

**10H00** : L'évaluation intégrée pour la gestion des aires de captage d'eau potable sujettes à la pollution par les pesticides. *Vernier F. et al.*

**10H20** : Approche intégrée du suivi des effets non intentionnels aigus des produits phytopharmaceutiques sur la faune sauvage. *Quintaine T. et al.*

**10H40** : Pause-café – posters* - exposants
# Prédiction du comportement des pesticides dans l'environnement à partir de leurs propriétés moléculaires

Mamy Laure (1), Patureau Dominique (2), Barriuso Enrique (1), Bedos Carole (1), Bessac Fabienne (3), Louchart Xavier (4), Martin-Laurent Fabrice (5), Miège Cécile (6), Benoit Pierre (1)

## Introduction

De nombreux contaminants organiques résultant de l'activité humaine, en particulier les pesticides, mais aussi les HAPs, les PCBs ou les produits pharmaceutiques, par exemple, sont susceptibles d'être présents dans l'environnement. Selon les estimations, entre 30 000 et 100 000 substances sont concernées, il est donc impossible de les étudier au cas par cas. Ainsi, les méthodes de prédiction in silico présentent un intérêt croissant et se développent depuis de nombreuses années. Parmi elles, les relations quantitatives « structure-activité » (QSAR) sont basées sur l'hypothèse que la structure des molécules contient les caractéristiques responsables de leurs propriétés physiques, chimiques et biologiques permettant de comprendre et prédire leur activité ou leur comportement dans l'environnement. Ainsi, les objectifs de ce travail consistent à (1) réaliser une synthèse des relations QSARs existantes pour prédire le comportement dans l'environnement des pesticides et d'autres composés organiques, (2) identifier les descripteurs moléculaires les plus discriminants pour expliquer la variabilité de ce comportement.

## Méthodologie

Les QSARs peuvent être basées sur des propriétés physico-chimiques mesurées expérimentalement (solubilité dans l'eau Sw, coefficient de partage octanol-eau Kow...) et/ou sur des descripteurs moléculaires qui se déclinent en plusieurs classes : descripteurs constitutionnels (nombre d'atomes, type d'atomes...), géométriques (surface, volume...), topologiques (indices de connectivité) ou quantiques (moment dipolaire, énergies...). Les QSARs basées sur les propriétés physico-chimiques mesurées expérimentalement intègrent les incertitudes des mesures. Les descripteurs moléculaires présentent l'avantage de ne pas être

<footnote>(1) INRA-AgroParisTech UMR 1402 ECOSYS, 78850 Thiverval-Grignon - laure.mamy@versailles.inra.fr, barriuso@grignon.inra.fr, Carole.Bedos@grignon.inra.fr, benoit@grignon.inra.fr</footnote>

<footnote>(2) INRA UR 0050 LBE, avenue des étangs 11100 Narbonne - dominique.patureau@supagro.inra.fr</footnote>

<footnote>(3) Université de Toulouse - INPT EI Purpan, 75 voie du TOEC BP 57611, 31076 Toulouse ; UPS, IRSAMC, Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques, 118 route de Narbonne 31062 Toulouse ; CNRS (UMR 5626) 31062 Toulouse - fabienne.bessac@purpan.fr</footnote>

<footnote>(4) INRA UMR 1221 LISAH, 2 place Viala 34060 Montpellier Cedex 1 - louchart@supagro.inra.fr</footnote>

<footnote>(5) INRA UMR 1347 Agroécologie, 17 rue Sully BP 86510, 21065 Dijon - fabrice.martin@dijon.inra.fr</footnote>

<footnote>(6) IRSTEA MAEP, 5 rue de la Doua CS70077, 69626 Villeurbanne Cedex - cecile.miege@irstea.fr</footnote>
entachés d'erreurs expérimentales et ils peuvent être calculés pour des composés qui ne sont pas encore synthétisés. Dans ce travail, seules les QSARs basées sur les descripteurs moléculaires calculés sont recensées et discutées. L'ensemble des QSARs a ensuite été analysé selon deux critères : la fréquence d'utilisation d'un descripteur dans toutes les équations et son caractère générique, c'est à dire s'il est impliqué dans l'estimation d'une grande diversité de processus.

## Résultats et discussion

Pour la première fois, une synthèse bibliographique exhaustive des QSARs développées pour prédire le comportement dans l'environnement d'une grande diversité de pesticides et d'autres composés organiques a été réalisée (Mamy et al., 2015). Elle recense 790 équations impliquant 686 descripteurs moléculaires différents permettant d'estimer 90 paramètres décrivant la dissolution dans l'eau et le caractère hydrophobe des molécules (Sw et Kow), la dissociation (au travers du pKa), la volatilisation (pressions de vapeur, constante de Henry), la rétention dans les sols et les sédiments (coefficients d'adsorption) et le transfert vers les eaux souterraines, la biodégradation et la dégradation abiotique dans les sols, l'eau et l'air (donc les risques de persistance dans ces milieux) et l'absorption par les plantes.

Une grande partie des équations recensées concerne la prédiction du pKa (18.3% des équations), du caractère hydrophobe (Kow : 14.5%), de la solubilité dans l'eau (Sw : 8.2%), de l'adsorption dans les sols (12.9%) et de la biodégradation (9.5%). Cependant, dans le cas des pesticides, aucune QSAR n'a été développée pour prédire le pKa, la volatilisation, l'adsorption dans les sédiments, la photolyse, la photodégradation et l'oxydation dans l'atmosphère, et la dégradation sur la surface foliaire des plantes. Par ailleurs, d'une manière générale, il existe très peu de QSARs pour prédire la désorption ou le potentiel de transfert vers les eaux de surface des composés organiques.

Parmi les 686 descripteurs moléculaires utilisés dans les équations, cinq d'entre eux sont prédominants et ils sont également les plus génériques : un descripteur constitutionnel (la masse molaire) et quatre descripteurs quantiques (le moment dipolaire, la polarisabilité et les énergies des orbitales $E_{HOMO}$ et $E_{LUMO}$). Ces descripteurs permettent d'expliquer plus particulièrement la variabilité du devenir des pesticides et autres composés organiques dans l'environnement. Le développement de futures QSARs devra tenir donc compte en priorité de ces descripteurs.

Enfin, les résultats ont aussi montré que la combinaison de descripteurs appartenant à différentes catégories (constitutionnel, géométrique, topologique, quantique) améliore la performance des QSARs car elle permet de considérer simultanément différentes représentations et caractéristiques des molécules.

L'utilisation des QSARs pour l'évaluation des risques au niveau règlementaire (directive 1107/2009 CE concernant la mise sur le marché des produits phytopharmaceutiques et directive 1907/2006 CE REACH) se généralise de plus en plus. Dans ce cadre, ce travail pourra servir d'appui afin de trouver les équations les plus pertinentes pour estimer le comportement dans l'environnement des pesticides et d'autres composés organiques d'intérêt.

## Référence

Mamy L, Patureau D, Barriuso E, Bedos C, Bessac F, Louchart X, Martin-Laurent F, Miège C, Benoit P, 2015. Prediction of the fate of organic compounds in the environment from their molecular properties: A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 45: 1277-1377.

Mots-clés : pesticides, rétention, dégradation, volatilisation, descripteurs moléculaires
# Détermination de l'importance de descripteurs moléculaires sur la mobilité dans la plante de molécules naturelles ou xénobiotiques

Rocher Françoise (1), Roblin Gabriel (2), Chollet Jean-François (1)

Pour qu'une molécule puisse circuler dans le système conducteur des plantes, elle doit à un moment ou à un autre franchir une membrane plasmique. Ceci peut se faire essentiellement par un phénomène de diffusion simple, avec en particulier le mécanisme de piégeage d'acide fréquemment rencontré chez les pesticides, ou par un système de transport actif. Des modèles prédictifs ont été proposés vers la fin des années quatre-vingt, les principaux étant ceux de Bromilow (Bromilow et Chamberlain, 1988) et de Kleier (Kleier et al., 1998). Ces modèles prenaient en compte deux propriétés physico-chimiques des molécules étudiées, le pKa et le coefficient de partage octanol/eau, log K<sub>ow</sub>. Les choses ont peu évolué depuis alors que l'évaluation de la mobilité d'un composé dans les plantes demeure indispensable pour apprécier l'activité biologique sur certains parasites ou pour expliquer des phénomènes toxiques secondaires sur les organismes non-cibles. Pour répondre à cette attente, à partir d'une étude sur une cinquantaine de composés phénoliques, nous nous sommes proposés d'évaluer l'influence de dix descripteurs moléculaires sur la mobilité de ces molécules au sein de jeunes plants de *Mimosa pudica* L.

Les composés phénoliques, universellement présents dans les plantes, interviennent dans une large gamme de processus physiologiques allant d'un rôle structural dans la paroi cellulaire à une implication dans la croissance et la défense (Cheynier et al., 2013). Nombre d'entre eux sont impliqués dans des phénomènes d'allélopathie (Rice, 1984). Ces interventions peuvent modifier de nombreuses réactions cellulaires : perméabilité membranaire, absorption des nutriments, photosynthèse et respiration (Rice, 1984 ; Weir et al., 2004). Un autre intérêt pour certains de ces composés vient de l'observation d'une activité antimicrobienne (Amborabé et al., 2002). Dans un précédent travail, nous avons montré qu'une légère modification de l'arrangement moléculaire modifie profondément l'activité de la molécule mesurée sur le développement d'Eutypa lata, un champignon parasite du bois de la vigne. Ainsi, l'examen de l'effet d'une cinquantaine de dérivés de l'acide benzoïque sur ce modèle a mis en évidence des caractéristiques structurales importantes pour l'activité biologique : groupe hydroxyle en position 2 sur le cycle, activité moléculaire forte conférée par la présence d'un atome d'halogène, influence de la chaîne carbonée portant la fonction acide (Amborabé et al., 2002).

Les effets des composés précédemment étudiés ont été observés sur l'activité osmocontractile des cellules d'organes moteurs foliaires de *Mimosa pudica* L. dans le but de déterminer sur quelles cibles cellulaires ces composés étaient susceptibles d'agir (Saeedi et al., 2013). Ce modèle expérimental du mouvement provoqué des feuilles de cette plante en réponse à un choc (séismonastie) permet de quantifier rapidement l'action biologique d'un produit appliqué de manière exogène. L'analyse des résultats a montré que l'inhibition du processus obéissait aux mêmes contraintes structurales que celles notées lors de l'inhibition antifongique (Rocher et al., 2014), indiquant que l'activité de la molécule

<footnote>(1) IC2MP (Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers), UMR CNRS 7285, Université de Poitiers, 4 rue Michel Brunet, TSA 51106, 86073 Poitiers Cedex 9 – jean.franc.chollet@univ-poitiers.fr</footnote>

<footnote>(2) Laboratoire EBI (Écologie et Biologie des Interactions), UMR CNRS 7267, Équipe SEVE (Sucres, Échanges Végétaux, Environnement), Université de Poitiers, 3 rue Jacques Fort, TSA 51106, 86073 Poitiers Cedex 9</footnote>
pouvait se manifester sur des phénomènes s'effectuant sur des échelles de temps très différentes. Pour atteindre la cible cellulaire, une composante importante de cette action différentielle peut être liée aux modalités de l'absorption de ces divers composés, en relation notamment avec leur nature ionisable en fonction du pH externe. Compte tenu de cette propriété, il a été admis que ce type de molécule franchissait la membrane plasmique des cellules végétales par le seul mécanisme de piégeage d'acide (Krasavina, 2007). Cependant, les processus s'avèrent plus complexes puisque nous avons mis en évidence un mécanisme de transport actif de l'acide salicylique qui vient en complément du précédent (Rocher et al., 2009 ; Bonnemain et al., 2013).

Nous avons montré précédemment que les critères de log D (coefficient de distribution octanol/eau) et le pourcentage de forme non dissociée de la molécule, qui sont des propriétés physico-chimiques primordiales dans le mécanisme de transport de molécules ionisables, ne peuvent pas expliquer complètement la variation d'activité moléculaire observée dans nos modèles expérimentaux. C'est pourquoi, pour chaque composé testé, nous avons analysé les relations entre dix descripteurs moléculaires et l'activité osmocontractile du pulvinus. Parmi ces descripteurs moléculaires, certains d'entre eux sont connus pour être fortement corrélés à la diffusion au travers de membranes biologiques animales, en particulier lors du passage des barrières intestinale ou hémato-encéphalique. Ceci a permis l'élaboration de nombreux modèles prédictifs pour la résorption intestinale des médicaments et en particulier de l'aspirine. Nous avons mis en évidence que les principaux descripteurs impliqués dans la plupart de ces modèles étaient également ceux qui étaient corrélés chez le végétal avec le franchissement du plasmalemme lorsque celui-ci est requis pour avoir un effet biologique. Ainsi, le nombre de groupes donneurs et accepteurs de liaisons hydrogène (HBD + HBA), la surface polaire (PSA), le ratio d'atomes d'halogènes dans la molécule (Hal ratio) et le nombre de liaisons permettant une libre rotation (FRB) sont les descripteurs qui expliquent le mieux l'activité biologique observée dans notre étude. Des modèles prédictifs ont pu être établis en utilisant la régression PLS (Partial Least Squares).

Références

Amborabé BE, Fleurat-Lessard P, Chollet JF, Roblin G, 2002. Antifungal effects of salicylic acid and other benzoic acid derivatives towards *Eutypa lata*: structure-activity relationship. Plant Physiology and Biochemistry, 40: 1051-1060.

Bonnemain J-L, Chollet J-F, Rocher F, 2013. Transport of salicylic acid and related compounds. *In* S Hayat, A Ahmad, M-N Alyemini, eds, Salicylic Acid, Plant Growth and Development. Springer, Dordrecht, The Netherlands, pp 43-59.

Bromilow RH, Chamberlain K, 1988. Designing molecules for systemicity. Monograph - British Plant Growth Regulator Group: 113-128.

Cheynier V, Comte G, Davies KM, Lattanzio V, Martens S, 2013. Plant phenolics: Recent advances on their biosynthesis, genetics, and ecophysiology. Plant Physiology and Biochemistry, 72: 1-20.

Kleier DA, Grayson BT, Hsu FC, 1998. The phloem mobility of pesticides. Pesticide Outlook, 9: 26-30

Krasavina MS, 2007. Effect of salicylic acid on solute transport in plants. *In* S Hayat, A Ahmad, eds, Salicylic acid - A plant hormone. Springer AA, Dordrecht, The Netherlands, pp 25-68.

Rice EL, 1984. Allelopathy, Ed 2nd. Academic Press, Orlando.

Rocher F, Chollet JF, Legros S, Jousse C, Lemoine R, Faucher M, Bush DR, Bonnemain JL, 2009. Salicylic acid transport in *Ricinus communis* involves a pH-dependent carrier system in addition to diffusion. Plant Physiology, 150: 2081-2091.

Rocher F, Dedaldechamp F, Saeedi S, Fleurat-Lessard P, Chollet JF, Roblin G, 2014. Modifications of the chemical structure of phenolics differentially affect physiological activities in pulvinar cells of *Mimosa pudica* L. I. Multimode effect on early membrane events. Plant Physiology and Biochemistry, 84: 240-250.

Saeedi S, Rocher F, Bonmort J, Fleurat-Lessard P, Roblin G, 2013. Early membrane events induced by salicylic acid in motor cells of the *Mimosa pudica* pulvinus. Journal of Experimental Botany, 64: 1829-1836.

Weir TL, Park SW, Vivanco JM, 2004. Biochemical and physiological mechanisms mediated by allelochemicals. Current Opinion in Plant Biology, 7: 472-479.
# Contribution des dépôts atmosphériques gazeux à la contamination des eaux de surface par les pesticides

Bedos Carole, Loubet Benjamin, Barriuso Enrique

INRA-AgroParisTech UMR 1402 ECOSYS, 78850 Thiverval-Grignon - Carole.Bedos@grignon.inra.fr, Benjamin.Loubet@grignon.inra.fr, Enrique.Barriuso@grignon.inra.fr

## Introduction/Contexte

L'évaluation de la contamination par voie atmosphérique des eaux de surface à proximité des zones d'application de pesticides était souvent réduite à l'évaluation empirique de la « dérive » (transfert des gouttelettes de pulvérisation pendant le traitement). Cependant, des préoccupations émergent par rapport à des sources différées de contamination en relation avec la volatilisation des pesticides les jours suivant l'application depuis les sols traités. En effet, le dépôt consécutif à cette volatilisation, dont la source d'émission peut durer plusieurs semaines, serait susceptible, dans certaines situations, d'engendrer une contamination équivalente, voire supérieure, à celle liée à la dérive, plus ponctuelle dans le temps. Cette hypothèse est confirmée par des premiers résultats expérimentaux et par des tests de modélisation. Cependant, un manque d'outils opérationnels validés pour estimer cette voie de contamination est constaté. Cette étude propose un tel type d'outil basé sur des abaques de dépôts gazeux (similaires aux abaques de dérive) obtenus à partir de simulations sur un nombre significatif de scénarios.

## Méthodologie

Les scénarios ont été construits en choisissant des gammes de facteurs clefs identifiés en termes de (1) pratiques : 3 dates d'application, 26 produits de caractéristiques physico-chimiques contrastées ; (2) conditions pédoclimatiques : 3 localisations (avec des données climatiques sur une période de 9 ans) et (3) de configurations locales : 3 tailles de parcelle traitée, 2 configurations en aval (plan d'eau uniforme de 50 m ou cours d'eau situés à 5, 20 ou 50 m de la parcelle traitée avec un dépôt maximal ou minimal sur la zone non traitée - ZNT).
Un modèle calculant la volatilisation des pesticides appliqués sur sol nu (Volt'Air) a été couplé en « off-line » avec un modèle de dispersion atmosphérique et de dépôt gazeux des pesticides volatilisés (FIDES).

Les variables de sortie sélectionnées sont : le dépôt cumulé dans le temps et l'espace (en % de la dose appliquée), la concentration moyenne dans l'air à 1,5 m de hauteur (µg/m³).

## Résultats et discussion

Les facteurs d'intérêt gouvernant le dépôt, et corrélés aux potentialités d'émissions des pesticides, ont été identifiés, y compris les propriétés physico-chimiques et environnementales des pesticides. Cette approche mécaniste permet de mieux prendre en compte l'effet de chaque facteur influent – intensité et dimension de la source d'émission, dimension et nature de la ZNT,
caractéristiques des pesticides. Elle est adaptée à l'élaboration et au test des scénarios pour l'optimisation du dimensionnement et de la localisation des ZNT.

Pour élargir la gamme de situations, un autre couplage de modèles permettant d'une part de décrire la présence de haies et d'autre part les sources d'émission depuis un couvert végétal est en cours.

Une prochaine campagne de terrain fournira un jeu de données pour tester des abaques ainsi construites.

**Remerciements** : ONEMA, financeur de cette action

**Mots-clés** : volatilisation, dépôt gazeux, surfaces aquatiques, dérive, zone non traitée
# Evaluation des flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants : forçage du modèle de simulation du devenir des pesticides MACRO avec le modèle de culture STICS

Yemadje Sabine-Karen (1), Moeys Julien (2), Larsbo Mats (2), Justes Eric (3), Barriuso Enrique (1), Ubertosi Marjorie (4), Munier-Jolain Nicolas (4), Mamy Laure (1)

Le défi du plan Ecophyto consiste à diminuer d'une manière significative le recours aux produits phytosanitaires, tout en continuant à assurer un niveau de production élevé en quantité et en qualité. Seule une combinaison de différentes techniques culturales peut remplacer la protection chimique et cette combinaison implique l'introduction de nouveaux systèmes de culture. Cependant, un très grand nombre de systèmes peut être conçu et il est impossible de réaliser des expérimentations in situ pour étudier la durabilité de chacun de ces systèmes. Il est donc nécessaire de développer des outils pour évaluer les impacts sur l'environnement (liés à l'usage des pesticides) des systèmes de culture. Parmi les outils existants, la modélisation numérique permet la description des flux et des concentrations en pesticides dans les différents compartiments de l'environnement. Les modèles (modèles « pesticides ») permettent d'intégrer les effets induits par la variabilité des contextes agro-pédo-climatiques, cependant les pratiques agricoles y sont à l'heure actuelle représentées de manière incomplète. L'objectif de ce travail est donc de forcer un modèle « pesticides », MACRO (Larsbo et Jarvis, 2003), avec un modèle capable de représenter l'évolution des couverts végétaux sous différentes pratiques agricoles (rotation, associations de culture, gestion des résidus, travail du sol...) et sous différentes conditions pédoclimatiques, le modèle STICS (Brisson et al., 1998).

MACRO est un modèle monodimensionnel décrivant les transferts d'eau et de pesticides dans l'environnement. Il est largement utilisé en Europe dans le cadre de l'homologation des produits phytosanitaires. Sa principale originalité par rapport à d'autres modèles « pesticides » réside dans sa capacité à prendre en compte l'influence des écoulements préférentiels sur les pertes en pesticides. Le modèle STICS est un modèle générique qui permet de simuler la croissance de la majorité des cultures présentes en France, ainsi que les flux d'azote, de matières organiques et d'eau. Il offre l'avantage sur MACRO de simuler de façon beaucoup plus réaliste le fonctionnement des cultures en tenant compte des caractéristiques de la plante, des itinéraires techniques de la culture (dates de semis, fertilisation, irrigation) et des interactions avec les conditions climatiques et pédologiques. STICS est également caractérisé par sa robustesse, il a été testé dans un grand nombre de conditions pédoclimatiques (Coucheney et al., 2015).

<footnote>(1) INRA-AgroParisTech UMR 1402 ECOSYS, 78850 Thiverval-Grignon - sabine-karen.yemadje@grignon.inra.fr, enrique.barriuso@grignon.inra.fr, laure.mamy@versailles.inra.fr</footnote>

<footnote>(2) Swedish University of Agricultural Sciences - Department of Soil and Environment, Lennart Hjelms väg 9 box 7014, 750 07 Uppsala, Suède - julien.moeys@slu.se, mats.larsbo@slu.se</footnote>

<footnote>(3) INRA-INPT/ENSAT UMR 1248 AGIR, 24 Chemin de Borde Rouge - Auzeville CS 52627, 31326 Castanet-Tolosan Cedex - ejustes@toulouse.inra.fr</footnote>

<footnote>(4) INRA-AgroSup Dijon-Université de Bourgogne UMR 1347 Agroécologie, 17 rue Sully BP 86510, 21065 Dijon - marjorie.ubertosi@agrosupdijon.fr, nicolas.munier-jolain@dijon.inra.fr</footnote>
D'un point de vue technique, les deux modèles STICS et MACRO fonctionnent en série. Le modèle STICS simule le développement de la culture et fournit des variables qui constituent des indicateurs de développement des cultures (Figure 1). Ces variables sont ensuite transmises comme données d'entrée au modèle MACRO qui simule le devenir des pesticides et fournit en sortie les flux d'eau et de pesticides dans les systèmes de culture.

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 1. Représentation schématique du forçage du modèle MACRO par le modèle STICS</figcaption></figure>

Une des premières étapes de ce travail a consisté à comparer les résultats fournis par MACRO à ceux fournis par [STICS-MACRO] et de les comparer à des mesures in situ. Nous nous sommes basés sur une expérimentation de plein champ localisée à Dijon-Epoisses (domaine expérimental de l'INRA) où plusieurs systèmes de cultures innovants sont caractérisés et évalués. Nous disposons, entre autres, de mesures de flux d'eau et de pesticides. Dans un premier temps, nous avons testé le cas d'une rotation colza-blé-orge de référence et d'un traitement au fluroxypyr (herbicide des céréales). La comparaison des sorties des deux modèles montre des différences entre les quantités simulées d'eau mais aussi de pesticide. Le modèle [STICS-MACRO] simulant mieux que MACRO seul la dynamique de développement des plantes au cours des différentes phases de croissance, il permet de mieux décrire les flux d'évapotranspiration et donc d'améliorer le bilan hydrique du modèle « pesticide ».

La méthodologie proposée dans ce travail, basée sur le forçage d'un modèle « pesticide » par un modèle de culture, [STICS-MACRO], permet d'intégrer la variabilité des pratiques agricoles et des conditions environnementales pour évaluer les flux de pesticides dans les systèmes de culture innovants. Les tests de la robustesse de [STICS-MACRO] se poursuivent en modélisant divers types de systèmes innovants. Puis, l'étape suivante consistera à tester la sensibilité de cet outil aux variations des pratiques agricoles.

### Remerciements

Action cofinancée par l'INRA et le ministère chargé de l'agriculture, avec l'appui financier de l'ONEMA, par les crédits issus de la redevance pour pollutions diffuses attribués au financement du plan Ecophyto, dans le cadre de l'APR « Pour et Sur le Plan Ecophyto (PSPE1) »

### Références bibliographiques

Brisson N. et al., 1998. STICS: a generic model for the simulation of crops and their water and nitrogen balance. I. Theory and parameterization applied to wheat and corn. Agronomie, 18, 311-346.

Coucheney E. et al., 2015. Accuracy, robustness and behavior of the STICS soil-crop model for plant, water and nitrogen outputs: Evaluation over a wide range of agro-environmental conditions in France. Environmental Modelling and Software, 64, 177-190.

Larsbo M., Jarvis N.J., 2003. MACRO 5.0. A model of water flow and solute transport in macroporous soil. Technical description. Rep EmergoUppsala: Swedish University of Agricultural Sciences.

Mots-clés : modélisation, systèmes de culture innovants, pesticides, MACRO, STICS
# L'évaluation intégrée pour la gestion des aires de captage d'eau potable sujettes à la pollution par les pesticides

Vernier Françoise, Leccia Odile, Lescot Jean-Marie

Irstea, UR ADBX, 50 Avenue de Verdun 33612 Cestas cedex, France – francoise.vernier@irstea.fr

Les captages superficiels de Coulonges-Saint Hippolyte sont destinés à fournir de l'eau potable pour l'essentiel du département de la Charente Maritime avec une zone de recharge théoriquement composée de tout l'impluvium du fleuve Charente. La majeure partie des eaux souterraines et de surface est polluée par les nitrates et par certains pesticides. De plus, certains affluents du fleuve sont structurellement déficitaires. Pour ces raisons, des dérogations de non atteinte du bon état écologique des masses d'eau pour 2021 et 2027 seraient demandées à l'Union européenne (Directive-Cadre Européenne sur l'eau 2000/60/CE).

Face à cette situation préoccupante, l'Agence de l'Eau Adour Garonne a financé deux projets interdisciplinaires, ModChar1 et 2, coordonnés par Irstea-Bordeaux (Institut de recherche des sciences et de la technologie pour l'environnement et l'agriculture). Ces projets ont deux objectifs distincts : un premier objectif institutionnel de gouvernance de la ressource en eau en termes de qualité et de quantité dans la zone de captage ; un deuxième objectif méthodologique s'attachant à développer des méthodes et outils qui puissent permettre d'analyser les impacts des activités agricoles et des mesures proposées, de quantifier leurs effets sur la quantité et la qualité de l'eau et d'en évaluer les conséquences économiques. Cette approche intégrée est basée sur l'analyse d'indicateurs agronomiques, sur l'évaluation de l'efficacité environnementale à partir du modèle agro hydrologique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) couplé à l'applicatif GENLU2 développé par Irstea Bordeaux et sur un calcul des coûts directs des mesures à partir d'un modèle bioéconomique également développé par Irstea.

La première étape a été d'abord de définir un scénario de référence décrivant spatialement l'état actuel de la zone de captage, puis ensuite de tester plusieurs scénarios d'évolution des pratiques agricoles proposés par les parties prenantes du fleuve Charente (mise en œuvre de mesures agro-environnementales, ouvrages, développement de la viticulture biologique...). Après définition et formalisation, les scénarios sont alors concomitamment évalués par le calcul d'indicateurs de pression (comprenant l'indicateur de fréquence des traitements), par la simulation des transferts de pesticides dans les eaux de surface (et souterraines) et par l'évaluation des coûts des changements pour les agriculteurs. Ces scénarios sont alors classés selon leur coût et l'efficacité environnementale et à différents niveaux (sous bassin, bassin, zone de captage).

Cette approche de modélisation intégrée pour une analyse coût-efficacité (CE) a été appliquée à plusieurs bassins versants alimentant des captages d'eau potable dans le bassin Adour-Garonne. Les résultats montrent qu'il est possible de classer les scénarios en fonction de leur rapport CE, qui peuvent être représentés graphiquement (cartes de ratios CE ou graphiques) permettant ainsi une discussion rationnelle entre les acteurs.

Mots-clés : modélisation intégrée, indicateurs, pesticides
# Approche intégrée du suivi des effets non intentionnels aigus des produits phytopharmaceutiques sur la faune sauvage

Quintaine Thomas (1), Bro Elisabeth (2), Decors Anouk (1), Millot Florian (2), Aubry Philippe (3)

Pour détecter les effets aigus létaux ou sub-létaux des produits phytopharmaceutiques (PPP) sur la faune sauvage, les documents guides publiés par l'Autorité Européenne de Sécurité des Aliments (EFSA) proposent notamment la mise en œuvre d'une surveillance active ciblée par la recherche active de cadavres en plein champs, dans les zones traitées par la molécule ciblée ou dans les zones adjacentes. Cette surveillance renforcée s'inscrit dans le cadre du suivi des effets non intentionnels (ENI) des PPP après leur autorisation de mise sur le marché (AMM) et des AMM provisoires qui nécessitent des données de terrain pour affiner l'évaluation du risque.

L'évaluation du risque *a priori* ne peut envisager toutes les voies d'exposition de la faune sauvage à un PPP. Contrairement aux modèles d'exposition *a priori*, la surveillance active en conditions opérationnelles prend en compte la diversité et la complexité des processus conduisant à l'intoxication d'un individu. Toutefois, la probabilité de collecter un cadavre en plein champs dépend de nombreux facteurs qui limitent considérablement les possibilités de quantifier l'effet d'un PPP sur la dynamique des populations. Il en découle qu'il est difficile de déduire l'effet d'un PPP sur la population à partir de l'exposition des individus. Nous avons identifié trois sources majeures de difficultés plus ou moins contrôlables : (i) la fréquence des évènements de mortalité imputable à une intoxication par un PPP, (ii) les moyens humains disponibles pour effectuer les recherches en plein champs, et (iii) l'ensemble des facteurs qui vont conditionner à la fois la détectabilité d'un cadavre et la possibilité de l'utiliser pour des analyses toxicologiques.

Dans ce contexte, nous avons évalué la pertinence de ce type de surveillance en utilisant une approche intégrée qui s'appuie, (i) sur des données de suivi d'épidémiosurveillance, tant généraliste (depuis 1986) que renforcée, sur les parcelles traitées (2009 – 2011) du réseau SAGIR (réseau Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage-Fédération Nationale des Chasseurs-Fédération Départementale des Chasseurs), (ii) sur un modèle de simulation paramétré par les résultats d'études de terrain spécifiques ou par des expérimentations. Nous avons choisi de considérer le risque d'intoxication de la Perdrix grise (Perdix perdix) par le

<footnote>(1) Unité Sanitaire de la Faune, Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage, BP 20, 78612, Le Perray-en-Yvelines Cedex – thomas.quintaine@oncfs.gouv.fr, anouk.decors@oncfs.gouv.fr</footnote>

<footnote>(2) Centre National d'Étude et de Recherche Appliquée – Petite Faune Sédentaire des Plaines, Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage, BP 20, 78612, Le Perray-en-Yvelines Cedex – elisabeth.bro@oncfs.gouv.fr, florian.millot@oncfs.gouv.fr</footnote>

<footnote>(3) Direction des Études et de la Recherche, Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage, BP 20, 78612, Le Perray-en-Yvelines Cedex – philippe.aubry@oncfs.gouv.fr</footnote>
méthiocarbe, utilisé en enrobage de semence ou en plein pour protéger les semis de colza. La Perdrix grise est une espèce emblématique des plaines céréalières de France, dont les populations sont fragilisées. Des craintes sont remontées de la part des acteurs de terrain quant au rôle du méthiocarbe dans la diminution des populations de perdrix. Théoriquement, l'ingestion de quelques grains serait suffisante pour atteindre la DL50.

Le modèle développé permet de simuler la production, la persistance, l'échantillonnage spatial ainsi que la détection des cadavres. Il est ainsi possible de confronter en sortie de modèle le ratio (Robs) du nombre de cadavres trouvés imprégnés au nombre total de cadavres trouvés, avec le ratio théorique (Rth) du nombre total de cadavres d'animaux intoxiqués au nombre total de cadavres. La comparaison de ces deux ratios permet d'évaluer la capacité de la surveillance à estimer l'effet du PPP considéré sur la mortalité. Le modèle se divise en trois parties : (i) un modèle d'état individu-centré qui produit des cadavres dans un paysage contenant notamment des parcelles traitées, (ii) un modèle d'échantillonnage probabiliste des parcelles à prospecter pour rechercher les cadavres, et (iii) un modèle d'observation prenant en compte la détectabilité des cadavres. Des recherches actives de cadavres ont finalement été menées sur le terrain afin de confronter les résultats du modèle avec ceux d'une surveillance réelle.

Les résultats des simulations montrent que le ratio *Robs*, qui correspond à celui obtenu sur le terrain, est un bon indicateur du ratio *Rth*. Cependant, même en conditions idéales, la probabilité de retrouver un cadavre, même non imprégné, est trop faible pour pouvoir estimer valablement l'impact du PPP sur la population. Sur le terrain, les recherches actives ont confirmé ce résultat et n'ont pas permis de trouver de cadavres imprégnés.

Ainsi, dans le cadre du suivi des ENI des PPP sur la faune sauvage, cette étude montre les limites des surveillances basées sur la détection des mortalités telles que proposées par les documents guide de l'EFSA pour certaines espèces et substances actives ciblées. Malgré le haut risque théorique d'intoxication au méthiocarbe pour la Perdrix grise, notre modèle montre l'impact de la faible probabilité de trouver un cadavre sur la possibilité d'estimer l'effet de PPP sur les populations. Historiquement, très peu de cadavres imprégnés de méthiocarbe ont été rapportés dans la surveillance généraliste du réseau SAGIR. Par ailleurs, un seul cadavre a été retrouvé imprégné lors des trois années de surveillance renforcée et les recherches actives effectuées sur le terrain vont dans ce sens. Ce résultat est à rapprocher des expérimentations qui ont montré la non-appétence des granulés de méthiocarbe pour les perdrix même en condition de disette.

L'utilisation d'outils de modélisation est donc fortement recommandée pour anticiper les résultats de ce type d'étude. Cependant, l'efficacité des réseaux de surveillance pour détecter des pics de mortalité montre que les limites mises en évidence ici peuvent ne concerner que les molécules présentant un faible risque pour la faune sauvage. Des moyens techniques sont en outre disponibles pour améliorer la découverte et la collecte de cadavres (suivis télémétriques).

Mots-clés : écotoxicologie terrestre, suivi de mortalité, modélisation
**11H10** : Évaluation de l'impact d'un inhibiteur de la synthèse de la chitine, le novaluron, sur l'hormone de mue et la composition biochimique des cuticules chez *Palaemon adspersus*. *Berghiche H. et al.*

**11H30** : Effets d'extraits aqueux de végétaux et du bio-insecticide Bti sur la survie d'hydracariens et de gastéropodes non-cibles et réponse de la GST. *Mansouri M. et al.*

**11H50** : L'association d'un engrais NPK et de l'insecticide deltaméthrine favorise la prolifération *d'Anopheles gambiae* (*Diptera : Culicidae*) résistants aux pyréthrinoïdes. *Darriet F. et al.*

**12H10** : Mise en évidence des résidus de pesticides dans les gîtes larvaires à *Anopheles gambiae s.l* en zone cotonnière au Sud-ouest du Burkina Faso : incidence sur la sensibilité des vecteurs aux insecticides et impact sur l'efficacité des outils de lutte anti-vectorielle. *Hien A. et al.*

**12H30** : Atteinte du métabolisme énergétique cellulaire chez des juvéniles de gardons *Rutilus rutilus* exposés à un herbicide, l'éthofumésate, à deux températures. *Maes V. et al.*

**12H50** : Déjeuner

**14h20** : Contrôle et surveillance des résidus de pesticides dans la menthe verte fraîche. *Hormatallah A et al.*

**14H40** : CIA : un outil élaboré à partir des index phytosanitaires Acta pour aider à la traçabilité des expositions professionnelles agricoles aux pesticides. *Spinosi J. et al.*

**15H00** : Conclusion

**15H30** : Fin
# Évaluation de l'impact d'un inhibiteur de la synthèse de la chitine, le novaluron, sur l'hormone de mue et la composition biochimique des cuticules chez *Palaemon adspersus*

Hinda Berghiche*, Hamida Benradia, Noureddine Soltani

Laboratoire de Biologie Animale Appliquée, Faculté des Sciences, Département de Biologie, Université d'Annaba, 23000-Annaba, Algérie - *hindabentoubal@hotmail.ca*

La contamination de l'environnement en général et des milieux aquatiques en particulier par les substances toxiques est un problème d'actualité. Souvent, en raison de l'activité agricole et la lutte contre les insectes nuisibles, les produits phytosanitaires se retrouvent dans le milieu aquatique par lessivage provoquant une dégradation de la qualité des eaux, contaminant ainsi plusieurs espèces telles que les Crustacés. Par ailleurs, les impératifs environnementaux ont encouragé la recherche de méthodes alternatives comme la lutte biologique ou la mise au point de molécules à faibles risques écotoxicologiques comme les régulateurs de croissance des insectes (RCIs) rebaptisés IGDs (Insect growth disruptors) perturbateurs de croissance des insectes. Ces molécules représentent une méthode alternative de lutte plus sélective, notamment vis-à-vis des auxiliaires et des organismes non visés.

L'étude proposée vise à examiner l'impact du Novaluron (EC20%), un insecticide de la classe des benzoylphenylurées (BPUs) très efficace contre les moustiques, sur un organisme non ciblé: la crevette *Palaemon adspersus* (Decapoda, Palaemonidae). Le produit a été testé à deux concentrations (0,91 µg/L et 4,30 µg/L) correspondant, respectivement aux CL₅₀ et CL₉₀ obtenues à l'égard des larves du quatrième stade de *Culiseta longiareolata* (Diptera, Culicidae) (Bouaziz *et al.*, 2011). Le traitement a été effectué au début du cycle (stade A) et pendant 15 jours, jusqu'au stade D.

L'hormone de mue (ecdystéroïdes) a été dosée dans l'hémolymphe par une méthode enzymo-immunologique (EIA) selon Porcheron *et al.* (1988) et modifiée par De Reggi *et al.* (1992). La chitine dans le tégument périphérique a été quantifiée selon une procédure gravimétrique de Wilinder (1974) et un dosage d'après Lehmann & White (1976) adapté par Fortwendel *et al.* (2008) et Farnesi *et al.* (2012). Les prélèvements des échantillons (hémolymphe et céphalothorax) ont été effectués chez des individus de *P. adspersus* à différents stades (A, B, C et D) du cycle de mue.

Dans les conditions normales, les concentrations des ecdystéroïdes hémolymphatiques (pg équi 20E/µl d'hémolymphe) augmentent au cours du cycle de mue pour atteindre un pic au stade D, c'est à dire à la veille de l'exuviation. Chez les séries traitées au novaluron aux deux concentrations testées (CL₅₀ et CL₉₀), le même profil hormonal a été enregistré jusqu'au stade C avec une absence de pic au stade D et une augmentation significative (p< 0,01) de la concentration des ecdystéroïdes aux stades B, C et D.

L'évolution normale de la quantité (µg/mg de tissu) et du taux (%) de chitine montre une augmentation au cours de la période allant du stade A jusqu'au stade C et une diminution à la veille de l'exuviation (stade D). L'application du novaluron se traduit par une diminution
significative (p< 0,05) des quantités et des taux de chitine à tous les stades avec un effet doses-réponses. Les résultats concernant l'évolution des taux de protéines cuticulaires chez les témoins révèlent une diminution au cours de la période allant du stade B jusqu'au stade D. Tandis que, le traitement par l'insecticide à la CL₉₀ augmente de façon significative (p< 0,01) le taux des protéines cuticulaires. Dans les conditions normales, le taux des sels calciques augmente uniquement au stade D et le traitement par le novaluron s'avère sans effet significatif (P> 0,05).

Ainsi, les résultats obtenus confirment le mécanisme d'action primaire de cet insecticide sur la chitine et suggèrent des effets secondaires sur cette espèce non visée.

Mots clés: Toxicologie, *Palaemon adspersus*, Crustacés, Novaluron, Chitine.

Références bibliographiques :

Bouaziz A., Boudjelida H., Soltani N. (2011). Toxicity and perturbation of the metabolite contents by a chitin synthesis inhibitor in the mosquito larvae of *Culiseta longiareolata*. *Annals of Biological Research*, 2(3), 134-142.

De Reggi M.L., Pitoizet N., Gharib B., Delbecque J.P. (1992). New enzyme immunoassay for ecdysteroids using peroxydase enzyme and polyclonal or monoclonal antibodies. *Xth Ecdysone Workshop, Liverpool* 6-7 th April, Abstract p 91.

Farnesi L.C., Brito J.M., Linss J.G., Pelajo-Machado M., Valle D., Rezende. G.L. (2012). Physiological and morphological aspects of *Aedes aegypti* developing larvae: effects of the chitin synthesis inhibitor Novaluron. *PLoS ONE*, 7, e30363.

Fortwendel J.R., Juvvadi P.R., Pinchai N. (2008). Differential effects of inhibiting chitin and 1,3-β ββ β-D-glucan synthesis in Ras and calcineurin mutants of *Aspergillus fumigates*. *Antimicrob. Agents Chemother*. doi: 10.1128/AAC.01154-08.

Lehmann P.F., White L.O., (1976). Acquired immunity to *Aspergillus fumigates*. *Infection and immunity*, 13(4), 1296-1298.

Porcheron P., Oberlander H., Leach C.E. (1988). Ecdysteroid regulation of amino sugar uptake in a lepidopteran cell line derived from imaginal discs. *Arch. Insect Bicohem. Physiol.*, 7, 145-155.

Wilinder, B.S. (1974). The crustacean cuticle. Studies on the composition of the cuticle. *Comp. Biochem. Physiol.*, 47 (A), 779-787.
# Effets d'extraits aqueux de végétaux et du bio-insecticide *Bti* sur la survie d'hydracariens et de gastéropodes non-cibles et réponse de la GST

Meriem Mansouri<sup>(1)</sup>, Zineb Dahchar<sup>(2)</sup>, Fatiha Bendali-Saoudi<sup>(1)</sup>, Noureddine Soltani<sup>(1)</sup>

La lutte chimique, qui consiste en l'utilisation de pesticides chimiques naturels ou de synthèse, continue à être le moyen majeur de contrôle malgré ses conséquences néfastes sur l'environnement. Après pollution des eaux de surface et souterraines, ses effets toxiques peuvent impacter la chaîne trophique, ou encore entrainer le développement d'une résistance acquise chez des insectes ravageurs ou vecteurs de maladies infectieuses chez l'homme, comme les Culicidae, les sauterelles et les mouches noires. L'atteinte au niveau des espèces non visées a été signalée suite à l'utilisation impulsive, intempestive, inconditionnelle et irrationnelle des produits chimiques. Aussi, la lutte chimique affecte la viabilité et la reproduction de la faune non ciblée, comme les hydracariens, les poissons d'eau douce, les gastéropodes et beaucoup d'espèces d'intérêt biologique et écologique.

Les hydracariens (Acari : Hydrachnidia) et les Physidae (gastéropodes d'eau douce) constituent des groupes importants en terme de surveillance écologique, car ils constituent d'importantes espèces bioindicatrices. Suite à cela, la nécessité d'utiliser des insecticides d'origine biologique n'atteignant que les espèces visées, est devenue un intérêt mondial. Ce nouveau moyen de lutte permettrait de préserver les organismes bénéfiques et de protéger l'environnement de toute sorte de pollution. La lutte biologique constitue une alternative efficace dans les milieux naturels, car elle offre des solutions durables, grâce à leur variété, leur spécificité, leur compatibilité intrinsèque avec le milieu naturel et leur pouvoir évolutif avec et sans intervention humaine.

Dans ce travail, nous avons évalué l'effet toxique sur des hydracariens et des Physidae du bio-insecticide *Bti* (connu pour sa spécificité et sa biodégradation) et des extraits aqueux de trois plantes, le *Myrtus communis*, l'*Eucalyptus camaldulensis* et le *Nerium oleander*. Les expositions ont été menées à des concentrations, que nous avons déterminées, correspondant aux concentrations létales 50 de ces composés à l'égard des moustiques de *Culex pipiens*, après 24, 48 et 72 h.

La concentration létale 50 de 24 h du *Bti* a été estimée à 0,004 µg/ml. Après 12 jours d'exposition à cette concentration, les espèces d'hydracariens n'ont montré aucune mortalité significative, contrairement aux Physidae, qui ont été affectés significativement par le *Bti*. Les concentrations létales 50 de 24h des extraits aqueux des plantes *Myrtus communis*, *Eucalyptus*

<footnote><sup>(1)</sup> Laboratoire de Biologie Animale Appliquée, Département de Biologie, Faculté des Sciences, Université de Badji-Mokhtar, 23000 Annaba, Algérie - mansourimeriem49@yahoo.fr</footnote>

<footnote><sup>(2)</sup> Laboratoire d'Ecostaq, Département de Biologie, Faculté des Sciences, Université de Badji-Mokhtar, 23000 Annaba, Algérie-z.dehchar@gmail.com</footnote>
*camaldulensis* et *Nerium oleander* ont été estimées par 0,006 g/ml, 0,01 g/ml, 0,05 g/ml respectivement, contre les moustiques. Cependant, les extraits aqueux de ces plantes ont montré un effet néfaste vis-à-vis la faune non ciblée (Hydrachnidia et Physidae).

Suite à ce test de toxicité, nous avons mesuré l'activité de la Glutathion S-transférase (GST), enzyme du stress environnemental, chez les hydracariens et l'escargot, après introduction du *Bti* (à nouveau à 0,004 µg/ml). L'induction de la GST par le *Bti* a été enregistrée au niveau des organismes non visés, après 24, 48 et 72 h.

D'après les résultats des tests de toxicité, le biocide *Bti* et les extraits végétaux s'avèrent efficaces pour les Culicidae *Culex pipiens*. En revanche, ces méthodes de lutte alternative ont un effet sur les espèces non-cibles : le *Bti* est sûr pour les Hydrachnidia mais avec effet néfaste pour les gastéropodes d'eau douce, et d'autre part les extraits des plantes sont toxiques pour les espèces non cibles. De plus, le *Bti* a induit une réponse biochimique du stress environnemental par l'induction de la GST chez les Hydrachnidia et l'escargot d'eau douce, ce qui confirme son activité dans le milieu de vie d'une part, et la sensibilité et la réponse des espèces bioindicatrices (Hydracariens et Physidae) d'une autre part.

*Mots-clés :* Lutte chimique, pesticides, pollution, faune non ciblée, lutte biologique, biocide, GST
# L'association d'un engrais NPK et de l'insecticide deltaméthrine favorise la prolifération d'Anopheles gambiae (Diptera : Culicidae) résistants aux pyréthrinoïdes

Frédéric Darriet, Marie Rossignol, Fabrice Chandre

Institut de Recherche pour le Développement (IRD), MIVEGEC (UM1-UM2-CNRS 5290-IRD 224) Maladies Infectieuses et Vecteurs, Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle, 911 Avenue Agropolis, BP 64501, 34394 Montpellier Cedex 5 - frederic.darriet@ird.fr

**Contexte** : Il est désormais clairement établi que les caractéristiques physico-chimiques et biologiques des gîtes larvaires sont déterminantes dans la prolifération des moustiques. Une collection d'eau qui abrite les larves et les nymphes d'une espèce déterminée de moustique se montre plus attractive à l'encontre des femelles gravides de la même espèce qu'un autre gîte similaire mais dépourvu de larves. De plus, la présence dans l'eau d'un engrais NPK (N=azote, P=phosphore et K=potassium) et plus encore de la combinaison matière végétale et NPK attire les femelles à la ponte tout en favorisant le développement des larves et donc, au final, les chances de survie du moustique.

**Objectif** : Dans la présente étude, nous avons pris comme modèle biologique les rizières et le moustique *Anopheles gambiae* qui y prolifère. *An. gambiae* est le vecteur majeur des parasites du genre *Plasmodium* responsables des paludismes en Afrique subsaharienne. Notre objectif consistait à observer le cycle biologique d'une population d'*An. gambiae* résistante aux pyréthrinoïdes (homozygote Kdr), selon que cette dernière se développe dans des environnements plus ou moins riches en matière végétale et en engrais et que, à un moment donné de son cycle larvaire, le moustique se trouve confronté à la pression de sélection d'un insecticide.

**Matériels et méthodes** : Les essais ont été réalisés en milieux aqueux, avec deux concentrations en matière végétale (2,5 et 5 g/l) testées seules et en association avec 8-12-8 et 17-23-17 mg/l de NPK. Alors que trois répliques de chacun des milieux n'ont pas subi de pression de sélection (gîtes témoins), trois autres répliques de ces mêmes environnements ont fait l'objet d'un traitement à 2,5 g/ha (= 0,25 mg/m²) de deltaméthrine (pyréthrinoïde). Cette dose est préconisée dans les rizières pour lutter contre la galle du riz *Orseolia oryzivora* (Diptera : Cecidomyiidae). Vingt quatre heures après la constitution des milieux, cent larves de stade 1 d'*An. gambiae* ont été installées dans chaque environnement, la nourriture des larves étant assurée par les seuls éléments apportés par la matière végétale et/ou l'engrais NPK. Les traitements faits avec la deltaméthrine ont été réalisés 48 heures après le comptage des larves. Les adultes mâles et femelles ont été dénombrés quotidiennement afin d'établir la dynamique imaginale propre à chaque environnement.

**Résultats** : Les essais ont montré que 2,5 g de matière végétale par litre d'eau ne suffisent pas à nourrir la centaine de larves présentes dans chaque gîte. Le fait de traiter ces gîtes avec la deltaméthrine inverse la situation, en donnant aux larves qui survivent à l'action neurotoxique de l'insecticide, l'occasion de se partager le peu de nourriture disponible et de poursuivre ainsi leur développement jusqu'au stade de l'adulte (24% des moustiques ont émergés de ces milieux traités). Si les deux concentrations en NPK n'ont pas amélioré les qualités nutritives des milieux non traités, elles ont en revanche joué un rôle prépondérant dans les milieux traités, en multipliant par 2,5 le nombre des moustiques émergeants (60%). Les milieux composés de 5 g de matière végétale par litre d'eau ont en revanche libéré assez de nourriture (matière organique en suspension) pour alimenter les larves et
permettre l'émergence de 74% d'adultes. Les deux concentrations en NPK ont de surcroît apporté un complément nutritionnel aux larves, puisque par rapport à la matière végétale seule, la combinaison des deux parties a permis l'émergence de 84 à 93% d'anophèles adultes. L'azote, le phosphore et le potassium apportés par l'engrais ne sont pas directement assimilés par les larves de moustiques, mais ces trois minéraux favorisent le développement des bactéries, des algues et des champignons qui accroissent la biomasse des gîtes. Dans la mesure où ces milieux déjà riches en nutriments ne génèrent pas de stress alimentaire, l'impact du traitement insecticide a suivi un schéma de sélection plus traditionnel, qui s'est exprimé par une forte réduction du nombre des adultes émergents.

**Conclusion** : Dans les milieux pauvres en matière organique, donc incapables d'assurer l'alimentation d'un grand nombre de larves de moustiques, c'est paradoxalement l'action de les traiter avec la deltaméthrine qui – en éliminant les larves les plus vulnérables à l'action toxique du biocide – permet aux larves plus résistantes de consommer le peu de nourriture disponible et de poursuivre leur évolution jusqu'au stade de l'adulte. Cette pression de sélection induite par l'insecticide, et qui aboutit au final à transformer un gîte impropre à la survie des moustiques en un gîte productif, ne peut être observée que dans les endroits où les moustiques sont résistants aux pyréthrinoïdes. Dans les très nombreuses régions du monde où les vecteurs du paludisme ne montrent plus qu'une sensibilité limitée aux insecticides conventionnels, il est désormais conseillé, du moins dans les rizières, les cultures maraîchères, les retenues collinaires et les étangs, d'utiliser des molécules actives sur des cibles nouvelles, ou bien des combinaisons d'insecticides possédant des modes d'action différents. Dans la mesure aussi où l'interface agriculture/santé ne relève ni des compétences de l'agriculteur, ni de celles des services de la lutte antivectorielle il serait désormais nécessaire de développer un partenariat entre les scientifiques, les riziculteurs et les services de démoustication. Cette association de compétences créerait une synergie forte à même d'initier des programmes de recherches pluridisciplinaires, dont la finalité serait de protéger les cultures tout en visant à réduire au mieux les densités de moustiques agressives pour l'homme.

Mots-clés : Anopheles gambiae – résistance aux pyréthrinoïdes – engrais – deltaméthrine – prolifération
# Mise en évidence des résidus de pesticides dans les gîtes larvaires à *Anopheles gambiae* s.l en zone cotonnière au Sud-ouest du Burkina Faso : incidence sur la sensibilité des vecteurs aux insecticides et impact sur l'efficacité des outils de lutte anti-vectorielle

Hien S. Aristide (1), Namountougou Moussa (1), Soma D. Dieudonné (1), Combary Patrice (2), Diabaté Abdoulaye (1), Dabiré K. Roch (1)

(1) IRSS, Direction Régionale, 399, Avenue de la liberté 01 BP 545 Bobo-Dioulasso 01, Burkina Faso - drbobo.irss@fasonet.bf

(2) PNLP, 03 BP 7009 Ouagadougou 03 Burkina Faso

**Introduction** : Plusieurs études ont montré le rôle de l'agriculture dans la sélection et la propagation de la résistance aux insecticides d'Anopheles gambiae s.l, vecteur majeur du paludisme. Cependant aucune étude n'avait encore mis en évidence la présence d'insecticides dans les gîtes larvaires comme source de sélection et de propagation de cette résistance dans les zones à usage intense d'insecticides agricoles. La présente étude s'inscrit dans cette optique d'investiguer la présence de résidus de pesticides dans les gîtes larvaires et leur implication formelle dans la résistance des vecteurs aux insecticides en zone d'intenses activités agricoles d'Afrique de l'Ouest.

**Matériels et Méthode** : Cette étude a été conduite de Juin à Novembre 2013 à Dano au Sud-Ouest du Burkina Faso en zones de cultures de coton conventionnel et biologique. Des échantillons d'eau et de sédiments prélevés dans les gîtes larvaires situés à proximité des champs de coton biologique et conventionnel ont été soumis à une analyse chromatographique pour rechercher et doser les résidus d'insecticides qui s'y trouveraient. Des larves d'Anopheles gambiae s.l ont été aussi collectées dans ces gîtes pour des tests de toxicité des eaux de gîtes en comparant leur mortalité à celles de la souche sensible, Anopheles gambiae Kisumu. Les adultes qui ont émergés de ces eaux ont été ensuite utilisés pour des tests de sensibilité aux insecticides par le protocole en tubes et cônes OMS. Tous les moustiques testés (vivants et morts) ont été analysés en PCR pour l'identification des espèces et la caractérisation des gènes de résistance (kdr L1014F et L1014S).

**Résultats** : Les analyses chromatographiques réalisées en début de traitement (Juillet/Août) ont montré la présence d'un herbicide (Diuron) à des concentrations variant entre 0,022 et 0,105 mg/kg de sol. La deltaméthrine et la lambdacyhalothrine ont été mis en évidence dans les échantillons d'eau des gîtes larvaires des zones de coton conventionnel en Octobre/Novembre à des concentrations respectivement de 0,0147 et de 1,49 µg/l. Les résultats de l'analyse de la toxicité des eaux de ces gîtes larvaires ont montré un taux de mortalité larvaire significativement
plus bas dans l'eau de gîtes des sites de culture de coton biologique (80,75%) comparativement à celle des sites de coton conventionnel (92,75%) respectivement avec les larves de la souche sensible d'An. gambiae Kisumu (80.75% vs 92.75% avec P<0,0000) et sauvage (49.75% vs 66.5% avec P<0,0000). Les résultats des tests en tube OMS ont montré qu'An. gambiae s.l était sensible au bendiocarb 0,1% et résistante à la deltaméthrine 0,05% avec des taux de mortalité respectifs de 85,32% et 52,04%. Les fréquences alléliques des mutations *kdr* L1014F, L1014S et *ace-1*<sup>R</sup> conférant respectivement la résistance aux pyréthrinoïdes et aux carbamates / organophosphorés étaient de 0,95, 0,4 et 0,12.

**Conclusion** : Nos résultats ont permis d'une part pour la première fois d'établir par des analyses directes (tests biologique et chromatographique) une évidence directe du rôle de l'agriculture dans la sélection et la propagation de la résistance d'An. gambiae s.l. en Afrique de l'Ouest et d'autre part une pollution chimique plus élevée dans le site de culture de coton conventionnel comparé à celui biologique.

Mots-clés : Anopheles gambiae s.l ; résistance ; coton : pollution chimique ; Burkina Faso.
# Atteinte du métabolisme énergétique cellulaire chez des juvéniles de gardons (*Rutilus rutilus*) exposés à un herbicide, l'éthofumésate, à deux températures

Maes Virginie, Betoulle Stéphane, Dedourge-Geffard Odile, Geffard Alain, Vettier Aurélie, David Elise

UMR-1 02 SEBIO INERIS-URCA-ULH, Unité Stress Environnementaux et BIOsurveillance des milieux aquatiques. Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 REIMS Cedex 2, France – virginie.maes@univ-reims.fr

L'éthofumésate est un herbicide appartenant à la famille des benzofuranes communément utilisé dans les cultures de betteraves. Chez les végétaux, l'éthofumésate agit sur la synthèse des acides gras à longues chaines, et donc sur la synthèse des lipides. Après traitement, les pesticides vont se retrouver dans les milieux aquatiques via des processus de ruissèlement et/ou d'infiltration. Il apparaît alors important d'évaluer les effets de telles pressions sur les organismes aquatiques non cibles. Pour cela, il est nécessaire de développer des outils permettant la mise en évidence de la contamination des milieux, mais également l'évaluation du risque écotoxicologique pour ces espèces non cibles. Dans ce contexte, le développement de marqueurs généralistes semble indispensable, afin de mieux comprendre les modalités d'action des polluants sur ces espèces. Ces marqueurs plus généralistes devraient permettre d'évaluer de façon plus globale l'état de santé des organismes considérés. Le métabolisme énergétique apparaît alors comme un candidat de choix dans cette recherche de nouveaux biomarqueurs intégrateurs des effets des contaminations chimiques. Plus particulièrement, l'étude du métabolisme énergétique cellulaire, c'est-à-dire l'étude des processus de formation de l'énergie cellulaire sous forme d'ATP, semble une démarche adéquate pour évaluer les effets des pesticides sur les organismes aquatiques non cibles. En effet, l'étude des voies aérobie et anaérobie du métabolisme énergétique devrait permettre d'avoir une vue d'ensemble des flux d'énergie au sein de l'organisme et des réponses de l'animal pour faire face à une contamination. L'objectif principal de ce travail est d'analyser les impacts potentiels de l'éthofumésate sur le métabolisme énergétique, et plus particulièrement sur le métabolisme énergétique cellulaire d'un cyprinidé d'eau douce, le gardon (*Rutilus rutilus*). Nous nous sommes focalisés plus spécifiquement sur deux des processus de formation d'ATP : la glycolyse et la chaine respiratoire. De plus, pour comprendre les flux d'énergie, il est important de connaître, non seulement les activités de ces voies métaboliques, mais également l'état des réserves en substrats de ces deux voies, c'est à dire les lipides et les glucides principalement. Chaque processus a été étudié à deux niveaux de régulation, moléculaire et biochimique. Apprêhender ces différents niveaux de régulation devrait permettre de fournir une meilleure compréhension des effets des pesticides sur les réponses biologiques liées à la physiologie des organismes et de leur modulation par ceux-ci.

Deux expositions à l'éthofumésate ont été réalisées en laboratoire sur des juvéniles de gardons (*Rutilus rutilus*), la première à une température de 10 °C et la seconde à une température de 17 °C. La température apparaît en effet comme un facteur de variabilité particulièrement pertinent à considérer dans la caractérisation des réponses du métabolisme énergétique, tant pour appréhender la saisonnalité de ces réponses que dans une perspective de changement global. Après 10 jours d'acclimatation, les juvéniles de gardons ont été exposés à quatre concentrations en éthofumésate : 0 ; 0,5 ; 5 ou 50 µg/L
durant sept jours. Lors du lancement de l'exposition, neuf gardons ont été sacrifiés (T₀), puis neuf poissons par condition ont été sacrifiés après un (T₁) et sept jours (T₇). Le muscle blanc a été prélevé et stocké à -80°C pour les mesures biochimiques et moléculaires. L'effet de l'éthofumésate a été évalué sur les réserves énergétiques musculaires, en mesurant les concentrations en glucides, lipides et protéines. La voie de la glycolyse a été étudiée à deux niveaux de régulation : moléculaire et biochimique. Au niveau moléculaire, les gènes de quatre enzymes de la glycolyse ont été choisis afin d'étudier leur expression au niveau musculaire : l'hexokinase (hk), la phosphofructokinase (pfk), la glycaldéhyde 3-phosphate deshydrogénase (g3pdh), la pyruvate kinase (pk). Le niveau biochimique a été étudié, via l'analyse des flux glycolytiques. De même, la chaine respiratoire a été étudiée à deux niveaux de régulation, moléculaire, par l'expression relative du gène codant pour la cytochrome-c-oxidase (ccox1), et biochimique, par l'analyse du système de transfert des électrons (ETS).

L'éthofumésate ne semble pas agir sur la concentration en glucides, quelle que soit la température d'exposition considérée. Les individus exposés à l'éthofumésate à 17 °C présentent une diminution de la concentration en protéines. En revanche, les individus exposés à l'éthofumésate à 10 °C présentent une diminution de la concentration en lipides musculaires, ce qui peut éventuellement indiquer une utilisation de cette réserve pour venir alimenter le cycle de Krebs et la chaine respiratoire. Si lors de l'exposition à l'éthofumésate à 10 °C aucun effet n'est mis en évidence sur les flux aérobie et anaérobie de la glycolyse, une atteinte des flux aérobie et anaérobie des individus exposés à l'éthofumésate à 17 °C est observée, sans effet sur l'expression des gènes étudiés, ce qui peut indiquer que l'éthofumésate à 17 °C serait capable d'agir directement sur les enzymes de la glycolyse (activité ou métabolites) ou sur l'état énergétique cellulaire. Lors de l'exposition à 10 °C, des effets de l'éthofumésate ont été observés au niveau de l'expression des gènes *hk* et *g3pdh*, ce qui peut éventuellement suggérer un effet de la molécule sur le métabolisme aérobie, ainsi qu'une redirection du flux métabolique vers la voie des pentoses phosphates. Or dans cette étude, aucune différence significative sur le métabolisme aérobie et anaérobie n'a été mise en évidence au niveau des activités, ce qui suggère la mise en place de mécanisme de compensation entre les deux niveaux de régulation. Concernant les effets de l'éthofumésate sur la chaine respiratoire, à une température de 10 °C, aucune différence n'a pu être mise en évidence, que ce soit au niveau moléculaire ou au niveau biochimique. En revanche, une diminution de l'activité ETS après un jour d'exposition a été observée chez les individus exposés à l'éthofumésate à 17 °C. Aucun effet de l'herbicide n'a pu être mis en évidence sur l'expression du gène *ccox1*, à une température d'exposition de 17 °C. Donc, à une température d'exposition de 17 °C, l'éthofumésate semble agir directement sur les enzymes de la chaine respiratoire et/ou sur la concentration des substrats pour altérer la chaine respiratoire.

En conclusion, l'éthofumésate induit peu d'effets sur les réponses du métabolisme énergétique des gardons à une température d'exposition de 10 °C, néanmoins une légère atteinte du métabolisme aérobie a pu être mise en évidence, notamment par l'utilisation des lipides musculaires. En revanche, à une température d'exposition de 17 °C, l'herbicide agirait directement sur les activités des enzymes de la glycolyse et de la chaine respiratoire, ce qui peut potentiellement induire un effet sur la disponibilité de l'énergie cellulaire. Finalement, les effets de l'éthofumésate sur le métabolisme énergétique cellulaire des gardons sont plus prononcés à une température d'exposition de 17 °C par rapport à une température d'exposition de 10 °C, ce qui peut traduire un effet protecteur des températures plus faibles vis-à-vis des atteintes chimiques sur le métabolisme énergétique. Cette étude souligne l'importance d'appréhender l'effet de la température comme facteur de confusion lors des études écotoxicologiques.
# Contrôle et surveillance des résidus de pesticides dans la menthe verte fraîche

Hormatallah A.⁽¹⁾, Chtaina N.⁽²⁾, Salghi R.⁽³⁾, Lh Bazzi⁽⁴⁾

Au Maroc, la filière de la menthe (Menthe fraîche, séchée, pouliot coupée, biologique, ...) occupe une place importante dans le tissu socioéconomique national. La superficie emblavée par cette culture est de l'ordre de 3 300 ha avec une production annuelle de 84 000 tonnes en moyenne, dont 5 200 tonnes sont exportées pour une valeur de près de 104,5 millions de Dirhams (env. 10 millions €). La menthe fraîche représente 98% du tonnage exporté. Néanmoins, comme toutes les cultures, la menthe est sujette à l'attaque de plusieurs parasites, à savoir les insectes noctuelles avec trois espèces reportées, les pucerons, l'oïdium et la rouille ainsi qu'à la compétition d'adventices (espèces mono et dicotylédones). Pour pallier ces dégâts, les producteurs ont recours à l'emploi de pesticides. La spécificité de la menthe en tant que culture à usage mineur, les diverses notifications émises par le Système d'Alerte Rapide de l'Union Européenne «RASFF» concernant les résidus de pesticides détectés dans la menthe en provenance du Maroc et les normes de l'Union Européenne (principalement celles dictées par le Règlement d'exécution UE n°323/2014 et n°1295/2014 et aussi celles du Codex Alimentarius) conduisent à développer davantage un système de surveillance et de contrôle des résidus de pesticides dans la menthe. C'est dans ce cadre qu'une synthèse de données de surveillance et de contrôle des résidus de pesticides dans les productions de menthe pendant deux campagnes successives de 2012 à 2014 a été conduite, afin de chercher, quantifier les résidus des pesticides détectés et vérifier leur conformité avec les valeurs des Limites maximales de résidus (LMR), principalement celles de l'Union Européenne.

L'échantillonnage a porté sur 536 et 362 échantillons, prélevés respectivement durant les campagnes 2012-2013 et 2013-2014, à partir des lots des différents producteurs des régions productrices et exportatrices de la menthe, pour la recherche des résidus de 144 pesticides appartenant à diverses familles chimiques d'insecticides-acaricides (Pyréthrinoïdes de synthèse, Organophosphorés, Chloronéonicotinoïdes, Régulateurs de Croissance, Diamides, Avermectines...), de fongicides (Benzimidazoles, Conazoles, Strobilurines, Dicarboximides, ...) et d'herbicides. (Triazines, Urées substituées, ...). Les échantillons ont été analysés dans un laboratoire de contrôle certifié selon la norme ISO 17025. La méthode d'extraction-purification QuEChERS a été choisie pour déterminer diverses matières actives de différentes familles

<footnote>(¹) Laboratoire des pesticides, Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Complexe Horticole d'Agadir, Maroc. - phytopharmacie@yahoo.fr ; ahormatallah@hotmail.com</footnote>

<footnote>(²) Laboratoire des pesticides, Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Rabat, Maroc</footnote>

<footnote>(³) Equipe Génie de l'Environnement et de Biotechnologie, Ecole Nationale des Sciences Appliquées, B.P 1136 Agadir, Maroc</footnote>

<footnote>(⁴) Laboratoire EACCE, Agadir, Maroc</footnote>
chimiques avec une seule et même procédure d'extraction (méthode multi-résidus). Après extraction par l'acétonitrile et purification par SPE (Solid-Phase Extraction), les résidus de pesticides ont été déterminés et quantifiés par Chromatographie en phase Gazeuse et/ou Liquide couplée à la Spectrométrie de Masse (GC/MS et/ou LC/MS/MS). Les performances des méthodes utilisées ont été vérifiées au niveau de la limite de détection, la limite de quantification et le taux de recouvrement. Les taux de résidus retrouvés ont ensuite été comparés aux valeurs des LMR fixées principalement par l'Union Européenne.

Pour la campagne 2012-2013, 28,7% des échantillons analysés ont montré la présence de résidus de pesticides. Le Chlorpyriphos est le plus fréquent avec une présence de 10,4% à des niveaux de résidus allant de 0,031 à 7,70 mg/kg. Les résidus de la Cyperméthrine ont été détectés dans 1,5% des échantillons, avec des concentrations variant de 0,096 à 26,7 mg/kg, ceux de Diméthoate de 0,017 à 0,054 mg/kg, ceux du Myclobutanil de 0,025 à 0,59 mg/kg et ceux de l'Hexaconazole de 0,10 à 1,19 mg/kg. On note aussi la présence de résidus de Carbendazime à des niveaux variant de 1,1 à 1,6 mg/kg, d'Endosulfan (0,056-0,26 mg/kg), d'Azoxysthrobine (0,012-2,45 mg/kg), de Difenconazole (0,033-0,57 mg/kg), de l'Imidacloprid (0,15-0,17 mg/kg) et du Spinosad (0,01-0,076 mg/kg). Le Chlorpyriphos est responsable des 7,8% des non-conformités enregistrées.

Trente-quatre pourcent des échantillons de menthe analysés pendant la campagne 2013-2014 contenaient un ou plusieurs résidus de pesticides. Les résidus de Pirimicarbe ont été détectés dans 10,2% des échantillons analysés avec des concentrations de 0,010 à 1,29 mg/kg, ceux du Difenconazole dans 4,4% avec 0,034-0,58 mg/kg, ceux du Chlorpyriphos de 0,011-0,89 mg/kg dans 5,2%, et ceux de l'Azoxystrobine de 0,053 à 0,167 mg/kg dans 2,5%. Ont aussi été quantifiés, le Flubendiamide (0,019 - 0,070 mg/kg), le Diméthoate (0,011 - 0,34 mg/kg), le Carbendazime (0,04 - 0,08 mg/kg), la Cyperméthrine (0,55-15,5 mg/kg), le Flutriafol (0,066 - 0,11 mg/kg), le Thiabendazole (0,028 - 0,098 mg/kg) et la λ-cyhalothrine (0,044 - 0,14 mg/kg). L'Endosulfan et l'Oxadixyl ont été retrouvés avec des résidus respectifs de 3,33 et 0,37 mg/kg. Le Pirimicarbe et le Chlorpyriphos représentaient respectivement 3% et 2,5% des dépassements des LMR Européennes.

Bien que le dépassement de LMR n'implique pas nécessairement un risque de santé publique, il est néanmoins le signe du non-respect des bonnes pratiques agricoles. Donc une prise de conscience des producteurs de menthe à la bonne gestion des pesticides est primordiale pour réduire les contaminations par les pesticides. C'est la raison pour laquelle l'Office National de Sécurité Sanitaire des Produits Alimentaires (ONSSA), en partenariat avec Crop life Maroc et des structures de vulgarisation du Ministère de l'Agriculture, a mené des opérations de sensibilisation et d'assistance technique des producteurs de menthe via le projet des écoles aux champs afin de promouvoir les bonnes pratiques pour une gestion sécuritaire des pesticides et les inciter à l'adoption de stratégies de protection intégrée dans la culture de la menthe.

Mots Clés : Menthe, RASSF, QuEChERS, résidus de pesticides, LMR, Union Européenne
# CIA : un outil élaboré à partir des index phytosanitaires Acta pour aider à la traçabilité des expositions professionnelles agricoles aux pesticides

Spinosi Johan<sup>(1, 2)</sup>, Perrier Laurent<sup>(2)</sup>, Chaperon Laura<sup>(2)</sup>, Fort Emmanuel<sup>(2)</sup>, Moisan Frédéric<sup>(1)</sup>, Delval Philippe<sup>(3)</sup>, El Yamani Mounia<sup>(1)</sup>

## Introduction

La récente expertise collective Inserm « Pesticides : effets sur la santé » met en évidence la présomption d'un lien entre l'exposition prolongée aux pesticides et le développement de certaines pathologies (par exemple, les cancers). Elle montre aussi qu'en France, il n'existe pas de base de données historisées recensant les expositions professionnelles aux pesticides. Pourtant, cette connaissance des expositions tout au long de la carrière professionnelle est nécessaire pour la surveillance épidémiologique, la veille sanitaire et la reconnaissance des maladies professionnelles. De plus, les travailleurs de l'agriculture (chefs d'exploitation et salariés) sont rarement capables de retracer précisément leurs expositions à ces produits (plus de 1000 potentiellement utilisables). En revanche, ils se remémorent plus facilement les cultures sur lesquelles ils ont travaillé.

Ainsi, afin d'améliorer la connaissance de ces expositions passées, un recensement historique des usages homologués en France de chacune des substances actives selon les années et les cultures a été réalisé et mis à disposition grâce à l'outil Compilation des Index Acta (CIA). Ce travail a été réalisé par le Département santé travail de l'Institut de veille sanitaire dans le cadre du projet Matphyto et en partenariat avec l'Université Claude Bernard Lyon 1 (Umrestte) et l'Association de coordination technique agricole (Acta).

## Méthode

L'Acta édite chaque année depuis 1961 un index phytosanitaire qui, sans être un catalogue officiel de l'ensemble des spécialités agro pharmaceutiques commercialisées en France, décrit toutes les substances actives autorisées pour un usage agricole, ainsi que certaines spécialités qui en contiennent. Le recueil des données d'intérêt contenues dans l'ensemble des Index papier mis à disposition par l'antenne Acta de Marcy l'Etoile (Rhône) doit permettre l'élaboration : (I) de fiches de synthèse historiques pour chaque substance active répertoriée et (II) d'une base de données avec une interface informatique simple et facile à utiliser permettant une interrogation et une recherche multicritères.

<footnote><sup>(1)</sup> Institut de Veille Sanitaire, Département Santé Travail, 12 rue du val d'Osne 94 415 Saint-Maurice – dst@invs.sante.fr / johan.spinosi@univ-lyon1.fr</footnote>

<footnote><sup>(2)</sup> Université Claude Bernard Lyon 1, Umrestte, 8 avenue Rockefeller, 69 373 Lyon Cedex 08</footnote>

<footnote><sup>(3)</sup> Association de Coordination Technique Agricole, Institut Claude Bourgelat, VetAgroSup, 1 avenue Bourgelat 69 280 Marcy l'Etoile</footnote>
L'ensemble des Index phytosanitaires, dont le contenu a constamment évolué au cours du temps, ont été consultés et compilés depuis la première édition de 1961. L'objectif de ce travail étant de recenser les usages homologués chaque année et d'en faire un suivi continu au cours des 50 dernières années, un très important travail d'interprétation, d'homogénéisation et de saisie des données a été effectué. Par exemple, des regroupements de différentes dénominations d'usages autorisés ont été réalisés afin d'harmoniser les informations disponibles dans l'ensemble des ouvrages. Chaque regroupement est réalisé en fonction de la qualité des données disponibles et de critères agronomiques et d'usages phytosanitaires. Des choix ont également été faits sur la dénomination des familles chimiques, ou l'interprétation des usages. L'ensemble des choix d'homogénéisation ont été soumis à l'avis d'experts issus d'instituts techniques agricoles.

## Résultats

L'outil CIA de Matphyto met à disposition les données d'intérêt sous la forme :

* de fiches individuelles (une par substance) reprenant les données sur : la famille chimique, les usages par année, certaines caractéristiques (solubilité, toxicité...), l'évolution de la formulation, etc.

* d'une base informatique Access® permettant des requêtes multicritères à partir d'une interface utilisateur simple : liste des substances par culture, par année, par période, par famille chimique, etc.

* de graphiques à partir des principales extractions possibles : évolution du nombre de substances actives depuis 1961 (946 substances), répartition de celles-ci dans les différents groupes de produits (28 groupes), groupes de cultures (7 groupes et 32 sous-groupes), au sein des différentes familles chimiques (210 dont 28 majeures), etc.

## Conclusion

Cet outil, téléchargé gratuitement sur le site de l'ACTA www.acta.asso.fr et celui de l'InVS : www.invs.sante.fr, est le premier du genre. Il sera mis à jour annuellement. Il permet de reconstituer les usages autorisés des produits phytosanitaires. Il fournit des informations historisées pour chacune des substances actives mise sur le marché en France. Son interface informatique permet d'effectuer aisément des recherches multicritères en fonction des cultures, des dates, des familles chimiques, etc. L'ensemble de ces données améliore la reconstitution des expositions des professionnels actuels du monde agricole mais aussi de tous ceux ayant pu y travailler au cours de leur vie et pour lesquels la traçabilité des expositions professionnelles est encore plus complexe. Cet outil est utile pour la surveillance et la veille en santé travail. Il s'adresse à un large public : médecins du travail, épidémiologistes, travailleurs de l'agriculture, agronomes, etc.

Mots-clés : traçabilité des expositions professionnelles, index phytosanitaire, base de données, santé humaine