L'approche PICT pour évaluer l'impact écotoxicologique des contaminants métalliques dans les sédiments : Guide méthodologique, application et perspectives opérationnelles

Le developpement d'outils permettant d'etablir in situ des liens entre la presence de contaminants et la reponse des communautes aquatiques exposees represente un enjeu important en vue d'apprehender plus finement l'impact de ces substances sur la qualite ecologique des milieux aquatiques recepteurs. Cela est particulierement vrai au niveau du compartiment sedimentaire qui reste peu pris en compte dans l'evaluation de la qualite ecologique et ecotoxicologique des milieux aquatiques. L'exposition chronique des communautes aquatiques aux contaminants peut se traduire par la selection d'especes tolerantes et par des phenomenes d'adaptation genetique ou physiologique. Au sein des communautes microbiennes, ces processus peuvent engendrer l'acquisition et le developpement de capacites de tolerance, conformement au concept PICT (« Pollution Induced Community Tolerance »). L'etude de ces capacites adaptatives, generalement assez specifiques d'un compose ou d'une famille de composes, peut permettre d'etablir des liens entre exposition et effets biologiques sur les communautes microbiennes. Appliquee aux sediments, l'approche PICT pourrait ainsi renseigner sur l'impact ecotoxicologique des contaminants sur les communautes microbiennes associees a ce compartiment et sur ses consequences sur la qualite ecologique des milieux aquatiques Dans ce contexte, nous avons developpe une approche PICT pour evaluer l'impact de contaminants metalliques sur les communautes microbiennes sedimentaires. Le couplage entre, d'une part, des campagnes d'echantillonnage en milieu lotique et lacustre et, d'autre part, des developpements methodologiques en laboratoire, nous a ainsi permis de proposer une methodologie robuste, detaillee dans le present rapport. Celle-ci tient compte de toutes les etapes, depuis l'echantillonnage jusqu'a l'analyse des courbes dose-reponse permettant de determiner les niveaux de tolerance. Developpee en prenant comme modele le cuivre, cette methodologie est applicable a d'autres types de composes metalliques. La mise en oeuvre de cette methode dans differents ecosystemes (lac Leman, rivieres en region Auvergne-Rhone-Alpes) a permis de demontrer son fort potentiel operationnel pour repondre au besoin de marqueurs biologiques d'exposition dans le compartiment sedimentaire afin de completer les methodes de bioindication existantes, peu adaptees a la problematique des contaminants toxiques. A ce stade, elle est par exemple directement applicable pour suivre l'evolution temporelle de la qualite ecotoxicologique d'une station donnee, dans un contexte de degradation ou au contraire d'amelioration de la qualite chimique en lien avec la contamination metallique (par ex. pour evaluer l'efficacite de mesures visant a reduire localement l'impact de ce type de contamination). En complement, notre travail fait ressortir deux perspectives principales d'amelioration de cette approche pour renforcer son caractere operationnel. Sur la base de la methode developpee, la premiere concerne la definition de valeurs-seuils d'exposition a partir des niveaux de tolerance mesures, afin de s'affranchir du besoin de mettre en oeuvre une demarche de comparaison relative, basee sur la comparaison de la tolerance d'une communaute microbienne exposee avec celle d'une communaute « de reference ». La deuxieme concerne l'elaboration d'une methode permettant de s'affranchir de « l'effet matrice » en passant par une etape de detachement des communautes microbiennes du sediment avant la realisation des tests de toxicite visant a mesurer les niveaux de tolerance. Une telle methode offrirait egalement la possibilite de miniaturiser les protocoles et de les automatiser, ce qui pourrait grandement faciliter son transfert operationnel. Nous avons travaille sur ce point en proposant une premiere methode de detachement microbienne tres prometteuse. Des recherches supplementaires sont neanmoins necessaires pour verifier que cette methode est applicable a tout type de sediment et qu'elle ne fausse pas les conclusions fournies par les resultats des approches PICT.