Des outils écotoxicologiques au service de la surveillance de la qualité des milieux aquatiques

Une application des outils issus des travaux du laboratoire d’écotoxicologie du centre INRAE Lyon-Grenoble Auvergne-Rhône-Alpes

Le dispositif développé par le SIAPP s’appuie sur 4 sites d’études répartis le long de la Seine et de la Marne et sur une vingtaine de bioessais mis en œuvre lors de 12 campagnes réparties entre 2018 et 2023. La batterie de tests déployée repose sur une très grande diversité de modèles biologiques, allant de la cellule (bactéries, levures et champignons) aux organismes supérieurs (larve d’amphibiens, larves de poissons et crustacés).

Depuis de nombreuses années le laboratoire d’Écotoxicologie de Lyon (unité RiverLy) développe des travaux dont un des objectifs est de proposer des outils opérationnels pour améliorer la surveillance des milieux et mieux caractériser les rejets qui s’y déversent. Les résultats présentés dans le fascicule « Biosurveillance : surveiller la qualité des eaux franciliennes en mesurant leurs effets sur le vivant » illustrent entre autres les travaux menés au sein d’INRAE, les collaborations mises en place et la pertinence des outils qui en sont issus.

Si de nombreux biotests d’écotoxicologie normalisés sont disponibles en laboratoire, peu le sont en milieux naturels. L’exposition contrôlée d’organismes dans le milieu naturel et la mesure de leur réponse constituent aujourd’hui un vrai challenge. Le crustacé amphipode, Gammarus fossarum, est une espèce clé dans le fonctionnement des écosystèmes et se distribue sur une très large partie des systèmes aquatiques européens. À l’aide de financements de l’Agence française de la biodiversité et des agences de l’eau, RiverLy a développé la mesure de plusieurs marqueurs chez cette espèce encagée directement dans les milieux. Ces travaux ont permis, pour la première fois, d’établir des valeurs de référence pour chaque réponse mesurée, intégrant leur variabilité naturelle au regard des principaux paramètres environnementaux (température et dureté). En 2014, ces outils ont été transférés via la création de la spin-off Biomae qui les a industrialisés et normalisés à l’AFNOR, les rendant ainsi disponibles et applicables par les acteurs de l’eau tel que le SIAAP.

Améliorer la qualité des milieux ou réduire la pression chimique qu’ils reçoivent passent également par une meilleure caractérisation des rejets qui s’y déversent. Un des challenges liés à l’étude des rejets est de caractériser la dynamique de leur contamination, proposer des outils d’alerte afin de pouvoir in fine optimiser les process de traitement. L’étude du comportement de fuite des organismes constitue une réponse de choix pour étudier les pics de contaminants dans un rejet au cours du temps. C’est pour atteindre cet objectif que le laboratoire d’écotoxicologie de Lyon a développé le ToxMate en collaboration avec la société Viewpoint. Cet outil permet de suivre en temps réel par video-tracking sur 30 jours des individus de 3 espèces d’invertébrés d’eau douce, l’amphipode Gammarus fossarum (arthropode), la sangsue Erpobdella testacea (annélide) et le gastéropode Radix auricularia (mollusque) et de quantifier le nombre de comportements de fuite enregistré, utilisé comme indicateur de pics de contaminants dans le rejet. Cet outil est actuellement déployé par la Direction Innovation du SIAAP.

INRAE-SIAAP, un partenariat qui dépasse la biosurveillance des milieux

La publication du fascicule « Biosurveillance : Surveiller la qualité des eaux franciliennes en mesurant leurs effets sur le vivant », dont la coordination éditoriale a été réalisée conjointement par les équipes de la Direction Innovation du SIAAP et le laboratoire d’Ecotoxicologie du centre INRAE Lyon-Grenoble Auvergne-Rhône-Alpes, illustre les liens forts établis depuis de nombreuses années par les deux établissements, notamment dans le cadre de la démarche « inneauvation ».

MOCOPEE est le programme phare de cette démarche. Créé en 2014 par le SIAAP en partenariat avec l’Université de technologie de Compiègne (UTC) et INRAE, ses objectifs sont multiples : accroître la maîtrise et le niveau d’optimisation des filières de traitement des eaux usées, progresser sur les questions relatives au vieillissement des ouvrages, accompagner l’adaptation de l’usine d’épuration aux enjeux de la transition écologique et énergétique du territoire francilien. Les travaux effectués conjointement par INRAE et le SIAAP dans ce cadre ont permis notamment des avancées significatives sur des sujets tels que l’empreinte environnementale des installations, via l’étude des émissions de protoxyde d’azote ; le vieillissement des matériaux membranaires ou bien l’application des outils de biologie moléculaire pour le suivi des installations de digestion anaérobie.