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En anglaisRÉSUMÉ
La surveillance de la qualité de l'air, comme celle de l'eau, est généralement assurée par des réseaux de capteurs physico-chimiques donnant des valeurs numériques. Mais ces mesures directes ont des limites liées entre autres au fait qu'il n'est pas possible d'associer facilement ces valeurs à des effets toxiques ou à des nuisances spécifiques qui se manifesteraient sur des êtres vivants. Une alternative consiste alors à avoir recours à des méthodes basées directement sur l'observation et l'étude des réactions d'organismes vivants exposés aux épisodes de pollution.
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Air and water quality monitoring is generally ensured by a network of physico-chemical sensors providing numerical data. However, these direct measurements present limits as it is not easy to relate these values to toxic effects or specific nuisances which could affect living beings. The alternative consists in recoursing to methods which are directly based on the observation and the study of the reactions of living organisms exposed to pollution episodes.
Auteur(s)
-
Jean-Pierre GARREC : Laboratoire Pollution atmosphérique INRA – Centre de recherche de Nancy
INTRODUCTION
La surveillance de la qualité de l'air, comme celle de l'eau, est généralement assurée par des réseaux de capteurs physico-chimiques donnant des valeurs numériques. Mais ces mesures directes d'éléments inorganiques comme organiques se heurtent rapidement :
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à la faible représentativité de l'échantillon ;
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à des difficultés analytiques en raison de la présence fréquente de faibles teneurs ;
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aux coûts et à la maintenance des appareils de mesure physico-chimiques, comme aux coûts unitaires des analyses, parfois élevés ;
-
au fait qu'il n'est pas possible d'associer facilement ces valeurs à des effets toxiques ou à des nuisances spécifiques qui se manifesteraient sur des êtres vivants.
Une alternative consiste alors à avoir recours à des techniques intégratives de mesure capables d'apprécier la contamination du milieu, c'est-à-dire à des méthodes basées directement sur l'observation et l'étude des réactions d'organismes vivants exposés aux épisodes de pollution.
On parle dans ce cas de méthodes de bioindication ou, plus précisément, de biosurveillance. La biosurveillance est définie d'une façon générale comme étant : « l'utilisation des réponses à tous les niveaux d'organisation biologique (moléculaire, biochimique, cellulaire, physiologique, tissulaire, morphologique, écologique) d'un organisme ou d'un ensemble d'organismes pour prévoir et/ou révéler une altération de l'environnement et pour en suivre l'évolution ».
Il est vite apparu que l'utilisation d'organismes vivants en biosurveillance de l'air comme de l'eau offrait de nombreux avantages, comme ceux :
-
de bioconcentrer fortement les contaminants inorganiques comme organiques et de fournir une information intégrée dans le temps (détection des polluants très peu concentrés ou fugaces) ;
-
de prendre en compte la situation réelle de la pollution atmosphérique ou aquatique, c'est-à-dire d'accumuler sans distinction l'ensemble des polluants présents ;
-
de donner des informations sur la contamination reçue par les organismes vivants dans des conditions naturelles (biodisponibilité des polluants, risques sanitaires potentiels, contamination des chaînes alimentaires) ;
-
de détecter des pollutions nouvelles ou accidentelles non prises en compte par les systèmes de contrôle classiques ;
-
d'avoir, en tant que matériel biologique, un fort impact psychologique pour sensibiliser les populations aux problèmes de la qualité de l'air ou de l'eau.
Si l'on ajoute l'approche simple et rapide de ces méthodes originales, celles-ci, en fournissant des informations supplémentaires sur les risques biologiques, apparaissent maintenant comme des méthodes complémentaires et incontournables des méthodes physico-chimiques de surveillance de l'air comme de l'eau.
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3. Intérêts et limites pratiques des méthodes de biosurveillance végétale
Dans la pratique, les méthodes de biosurveillance végétale présentent les intérêts et les limites suivants.
-
Intérêts :
-
faible coût d'investissement et faible infrastructure (pas de besoin d'électricité, par exemple) ;
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facilités d'entretien et de suivi, avec une faible technicité (intéressantes pour les pays en voie de développement, par exemple) ;
-
possibilité de pouvoir multiplier les sites de mesure (pour la cartographie, par exemple) avec des facilités de redéploiement et d'extension ;
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possibilité de densifier, à faibles coûts, les réseaux de capteurs physico-chimiques déjà existants.
-
-
Limites
Les principales limites pratiques de ces méthodes sont avant tout liées au caractère biologique de celles-ci :
-
une disponibilité non permanente des plantes en fonction du climat et du cycle de végétation ;
-
des difficultés pour remonter aux concentrations en polluants dans les milieux ;
-
des possibilités d'artéfacts avec d'autres stress biotiques ou abiotiques ;
-
le fait que, à dose égale, les pics de pollution ont un impact physiologique plus important que les faibles concentrations (cela étant dû au temps de mise en place des systèmes de défense).
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Intérêts et limites pratiques des méthodes de biosurveillance végétale
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GARREC (J.P.), C. VAN HALUWYN (C.) - Biosurveillance végétale de la qualité de l'air. Concepts, méthodes et applications. - Éditions Tec et Doc Lavoisier, Paris, 118 p (2002).
-
(2) - LAGADIC (L.), CAQUET (Th.), AMIARD (J.C.), RAMADE (F.) - Les biomarqueurs en écotoxicologie. - Collection d'Écologie, éditions Masson, Paris, 432 p (1997).
-
(3) - LAGADIC (L.), CAQUET (Th.), AMIARD (J.C.), RAMADE (F.) - Utilisation de biomarqueurs pour la surveillance de la qualité de l'environnement. - Éditions Tec & Doc Lavoisier, Paris, 316 p (1998).
-
(4) - YUNUS (M.), IQBAL (M.) - Plant response to air pollution. - John Wiley and Sons, Chichester, 545 p (1996).
-
(5) - DE TEMMERMAN (L.), BELL (J.N.B.), GARREC (J.P.), KLUMPP (A.), KRAUSE (G.H.M.), TONNEIJCK (A.E.G.) - Biomonitoring of air pollutants with plants – Considerations for the future. - Dans : “Urban air pollution, bioindication and environmental awareness”. Éds. A. Klumpp, W. Ansel, G. Klumpp, Cuvillier Verlag, Göttingen, p. 337-373 (2004).
- ...
ANNEXES
1 Réglementation – Normalisation
-
En milieu aérien
Le tableau 1 présente les principales directives de biosurveillance rectifiées depuis plusieurs années, en particulier par la VDI (Allemagne)
En France, partant du constat que rien d'équivalent n'existait, et sous l'impulsion de chercheurs spécialisés dans ce domaine, un groupe de rédaction des normes françaises (AFNOR) sur le thème de la biosurveillance de la qualité de l'air a été constitué en 2005. L'effort de ce groupe porte actuellement sur l'élaboration pour 2008 (?) des quatre normes de biosurveillance végétale du milieu aérien suivantes :
NF X 43-900 relative à la biosurveillance de l'ozone troposphérique au moyen des tabacs (variétés Bel W3 et Bel B).
NF X 43-901 relative à la biosurveillance des métaux lourds au moyen du ray-grass.
NF X 43-902 relative à la biosurveillance de la qualité de l'air par les bryophytes.
NF X 43-903 relatif à la biosurveillance de la qualité de l'air par les lichens épiphytiques – détermination d'un indice biologique de lichens épiphytiques.
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