Sensibilité de descripteurs structurels et fonctionnels des communautés aquatiques pour l’évaluation du risque environnemental de substances chimiques organiques en mésocosmes lotiques et lentiques

par Yannick Bayona

Thèse de doctorat en Écologie

Sous la direction de Thierry Caquet.

Soutenue en 2014

à Rennes, Agrocampus Ouest .

mots clés

• Pseudomonas fluorescens
• Relations plante-sol

Résumé

Les études en mésocosmes pour l'évaluation du risque environnemental des substances chimiques pour les milieux aquatiques implique l’utilisation de paramètres qui soient sensibles aux toxiques et pertinents d'un point de vue écologique. Ce travail de thèse avait pour objectif de proposer et de tester différents descripteurs des communautés d’organismes aquatiques (diatomées, zooplancton et macroinvertébrés benthiques), basés sur la structure taxonomique, les traits bioécologiques et des mesures de processus fonctionnels. Des expérimentations ont été réalisées dans des mésocosmes lotiques (Rivières Pilotes, Total S. A. , Lacq) et lentiques (INRA U3E, Rennes) exposés à différentes concentrations de deux substances organiques (le thirame et une coupe d’hydrocarbures). La période de post-traitement a été prise en compte afin d’évaluer les capacités de restauration des communautés exposées. L’utilisation des différentes approches a permis de mettre en évidence des effets directs et indirects des traitements sur les communautés, des effets asynchrones (i. E. Après l’arrêt du traitement) sur des processus fonctionnels, ainsi que des modifications de la niche trophique (i. E. Niche isotopique) des gastéropodes. Cependant, quels que soient les types de mésocosmes ou d’organismes considérés, les indices de bioindication se sont avérés non sensibles. Les résultats obtenus au cours de ce travail ont permis de montrer qu’une meilleure évaluation des risques environnementaux des substances chimiques en mésocosmes passe par la définition de procédures de tests adaptées au type d'effet analysé, incluant la définition de points de mesure pertinents, et par la mise en oeuvre de ces procédures dans différentes conditions hydrologiques afin d'accroître la diversité des situations et des effets mesurables.

Titre traduit

Sensitivity of structural and functional descriptors of aquatic communities for the Environmental Risk Assessment of organic chemicals in pond and stream mesocosms

Résumé

Environmental risk assessment of chemicals in aquatic mesocosms requires the use of sensitive and ecologically relevant endpoints. The present work aimed at defining and testing different endpoints based upon the taxonomic (including bioindication metrics used for the biomonitoring of natural ecosystems) and functional (biological and ecological traits) characteristics of aquatic communities (diatoms, zooplankton and benthic macroinvertebrates), and the measurement of functional processes (e. G. , realized trophic niche, litter breakdown). Experiments were performed in lotic (Rivières Pilotes, Total S. A. , Lacq) and lentic (INRA U3E, Rennes) mesocosms exposed to several levels of two organic chemicals, thiram, a dithiocarbamate fungicide, and the hydrocarbon fraction of a petroleum distillate. Particular attention was paid to the post-treatment period to assess the capacity of communities to recover after a several-week long treatment period. The variety of approaches used allowed observing direct and indirect effects, asynchronous effects (i. E. , observed after the end of treatment) on functional processes, and changes of trophic niche size of gastropods (i. E. Isotopic niche). However, no bioindication index tested during this work showed ability to detect effects of chemical-induced disturbance, whatever the type of mesocosm or organisms studied. Overall, results suggested that improvement of ecological risk assessment of chemicals using aquatic mesocosms implies the development of protocols adapted to the nature of the effects (e. G. , lethal, sublethal, direct, indirect) and to the measured endpoints (e. G. ,