Valentin DUPRAZ, Jessy JAUNAT, Françoise GOULARD - Régie de l'eau de Bordeaux Métropole

Le projet BIOCAIRE a pour objectif d’éprouver les méthodes novatrices de l’écotoxicologie, en déployant des batteries complètes de bioessais, dans un objectif opérationnel, pour une appropriation de ces outils par les gestionnaires.

Le gammare est un crustacé amphipode d'eau douce sensible aux contaminants utilisé pour diagnostiquer l'impact des micropolluants dans les milieux aquatiques (INRAE/BIOMAE).

Contexte 

Les eaux souterraines sont considérées comme moins vulnérables que les eaux de surface du point de vue qualitatif. Pourtant, nombre de masses d’eau souterraine sont soumises à des contaminations liées aux activités humaines conduites en surface. Ce transfert de contaminants de la surface vers les nappes peut se faire par exemple par infiltration directe des eaux de recharge ou encore du fait des relations nappes-rivières. Le contrôle de la qualité des eaux de surface, mais également des rejets auxquelles elles sont soumises, peut-donc s’avérer, dans certains contextes, un enjeu majeur pour assurer la pérennité d’une ressource souterraine.

Le projet BIOCAIRE, lauréat de l’appel à projets « Biosurveillance des milieux aquatiques et rejets aqueux », est financé à 61% par l’OFB. Il se compose d’un consortium impliquant la Régie de l’Eau Bordeaux Métropole (porteuse du projet), Orléans Métropole, l’INERIS, l’UMR EPOC (Université de Bordeaux/CNRS), l’INRAE et SUEZ/Le LyRE ainsi que des entreprises spécialisées dans la réalisation de bioessais (Tame-Water, WatchFrog, Toxem, Biomae). Ce projet vise ainsi à proposer de nouvelles stratégies basées sur des outils biologiques afin de surmonter les limitations actuelles des méthodes de surveillance de la qualité chimiques des milieux aquatiques, conformément à la Directive Cadre sur l'Eau (DCE ; 200/60/CE).

Les approches conventionnelles de surveillance basées sur un nombre limité de substances présentent des lacunes pour évaluer précisément la contamination et la toxicité chimique des eaux. Contrairement aux méthodes analytiques classiques qui ciblent des substances spécifiques, les méthodes écotoxicologiques intègrent toutes les substances actives biodisponibles dans un échantillon, fournissant des informations sur la toxicité potentielle globale du mélange. Ces méthodes répondent aux besoins de la DCE en introduisant la surveillance "autre que substance par substance".

Cependant, l'utilisation de ces méthodes biologiques pour la surveillance chimique des milieux aquatiques pose plusieurs défis. Il est nécessaire de déterminer quel ensemble de bioessais serait optimal pour détecter et quantifier les polluants chimiques et leur toxicité potentielle, en tenant compte des contextes d'application. De plus, comment intégrer les informations biologiques avec les analyses chimiques existantes pour identifier les principales causes de toxicité ? L'implémentation de ces méthodes doit garantir la fiabilité et la reproductibilité des données, tout en assurant leur faisabilité technico-économique.

Objectifs

Le projet BIOCAIRE vise à évaluer l'efficacité de méthodes écotoxicologiques (bioessais in vitro, in vivo ex situ et in situ) et chimiques (extraction, analyses chimiques ciblées/non-ciblées) complémentaires pour caractériser l'impact de deux rejets aqueux sur le milieu récepteur que sont :

• les eaux pluviales d’un exutoire routier dans la Jalle de Blanquefort (Bordeaux) ;
• les eaux usées traitées d’une station d’épuration des eaux usées (STEU) dans la Loire (Orléans).

Ce projet se décline en trois étapes qui visent à :

• (i) la définition d’une méthodologie commune ;
• (ii) le déploiement d’un large panel de bioessais complété par des analyses chimiques pour éprouver la méthodologie et définir une batterie de bioessais optimisée ;
• (iii) l’application de la batterie optimisée à la caractérisation de l’impact des deux rejets suivis sur leur milieu récepteur dans un contexte opérationnel.

Les bioessais qui seront mis en œuvre viseront à évaluer d’une part l’écotoxicité générale (croissance, reproduction, mortalité) sur différents niveaux trophiques (algues, invertébrés aquatiques, poissons), et d’autre part l’écotoxicité spécifique ciblant l’inhibition de la photosynthèse, la perturbation de l’activité endocrine et métabolique et la génotoxicité.

Ces bioessais seront déployés selon une approche graduée et seront complétés par des analyses chimiques ciblées et non-ciblées. La troisième étape aura également pour finalité la production d’une grille d’interprétation opérationnelle, proposant des actions de gestion pertinentes selon les données acquises par les bioessais et les analyses chimiques, ainsi que d’une liste de recommandations pour l’application des outils de biosurveillance à destination des gestionnaires et opérateurs de l’eau.

Impacts potentiels 

Le projet BIOCAIRE représente la première étude de cette envergure visant à éprouver les outils de biosurveillance dans un contexte opérationnel. Par conséquent, il vise à répondre à des enjeux techniques et méthodologiques importants afin d’acquérir l’expérience nécessaire à l’élaboration d’un ensemble de recommandations pour le déploiement des outils de biosurveillance à plus large échelle.

Pour le mener à bien et répondre aux questions innovantes qu’il soulève, un consortium d'experts académiques, institutionnels et privés spécialisés dans l'analyse de l'impact des pollutions sur les matrices aqueuses a été constitué. Son expertise reconnue (participation au GT Bioessais) et son expérience dans de nombreux projets de recherche seront des atouts essentiels pour répondre aux questions novatrices du projet.

Les données acquises renforceront d’une part la validité et l'efficacité des outils biologiques testés, favorisant leur déploiement à plus grande échelle et d’autre part la capacité opérationnelle de la biosurveillance.