Les familles de pesticides

Les pesticides appartiennent à plusieurs familles dont les principales sont :

Les carbamates

Les premiers carbamates insecticides ont été mis au point par Du Pont de Nemours en 1931 [Fournier, 1988]. Ce sont des esters de l’acide carbamique.

FIG.1.2 – Structure de l’acide carbamique.

Ils se révèlent meilleurs fongicides qu’insecticides et étaient appelés autrefois dithiocarbamates. On peut citer comme exemple l’aldicarbe, le carbaryl, l’éthiofencarbe, le carbofuran (Fig. 1.3) et le pyrimicarbe.

FIG.1.3 – Carbofuran

Les carbamates simples subissent, sous l’action des rayons ultra violets (UV), des réactions d’élimination et de photo-réarrangements ; cependant leur instabilité thermique est un inconvénient pour leur analyse par chromatographie en phase vapeur (CPV) ou par spectrométrie de masse [Fournier, 1988].

Les organophosphorés

Le nom organophosphoré est utilisé pour désigner des insecticides contenant un atome de phosphore. Tous les organophosphorés qui ont une activité insecticide inhibent l’acétylcholinestérase [Tahara et al., 2005 ; Fournier, 1988 ; Thomson, 1994]. C’est pourquoi ils sont reconnus comme étant les pesticides les plus toxiques pour les vertébrés. Mais, plusieurs d’entre eux comme le malathion, bien qu’ils soient plus dangereux, ont l’avantage d’être dégradés rapidement en produits non toxiques qui ne s’accumulent ni dans les chaînes alimentaires, ni dans l’environnement ce qui explique sans doute leur utilisation au niveau de l’agriculture.

On distingue trois groupes d’organophosphorés ; les organophosphorés aliphatiques comme le méthamidophos, les organophosphorés aromatiques comme le parathion et les organophosphorés hétérocycliques comme le quintiofos. Dans tous les cas, tous ont une formule connue sous le nom de schrader (Fig. 1.4).

FIG.1.4 – Schrader

R1 et R2 sont des radicaux alkyles ou amino. X est un groupe hydrolysable. Des exemples d’organophosphorés les plus connus sont : le pyrophosphate de tétraéthyle (TEPP), premier insecticide du groupe apparu en 1942, le parathion, le profénofos, le malathion, l’isofenfos, le fénitrothion, le dichlorvos, le fenthion ( Fig. 1.5) et le famphur.

Les organochlorés

Les organochlorés sont des pesticides qui contiennent des atomes de carbone, d’hydrogène et de chlore. Ils ont joué un rôle important dans l’histoire de la protection chimique des cultures [Chen et al., 2005 ; Yeo et al., 2003] et sont constitués par quatre groupes : le groupe du DDT (Fig. 1.6), le groupe du lindane également appelé hexachlorocyclohexane (HCH) dont l’isomère gamma possède le plus grand effet insecticide, les camphènes et les cyclodiènes.

Les molécules hétérocycliques des cyclodiènes ont été parfois utilisées d’une manière plus intense que le DDT et possède une toxicité nettement supérieure à celle des autres groupes vis-à-vis des parasites. Parmi ces molécules, on peut citer : l’aldrine, la dieldrine, le chlordane, l’heptachlore et l’endosulfan dont la synthèse s’obtient par le chlorobenzelate et le méthoxychlore (Fig. 1.7) [Thomson, 1994 ; Savadogo, 2001].

L’endosulfan diffère du groupe par la présence d’un atome de soufre. Il se présente sous forme de cristaux incolores et très peu solubles dans l’eau (0,3 mg/l à 22°C). Il est deux fois plus toxique en phase pure qu’en solution aqueuse [Fournier, 1988]. La dose létale (DL50) de ce produit est de l’ordre de 10 mg/kg pour les rats.

Sans danger pour les abeilles, il est par contre très toxique pour la plupart des êtres aquatiques notamment les poissons [Zhou et al., 2006 ; Yeo et al., 2003, Zhu et al., 2005, Zhang et al., 2005]. C’est l’un des produits les plus vendus en pays tropicaux.

FIG.1.7 – Synthèse de l’endosulfan.

Certains organochlorés tels que les cyclodiènes, du fait de leur persistance dans l’environnement (Tab. 1.2), de la résistance développée au niveau de plusieurs insectes terrestres et de la bioamplification au niveau des chaînes alimentaires, leur utilisation en agriculture a été officiellement interdite entre 1975 et 1980 [Johnson et Ware, 1998].

Pesticides Temps nécessaire à une disparition de 70 à 95% Aldrine DDT Dieldrine Endosulfan Heptachlore Lindane Toxaphène 2 à 3 ans [Matcalf, 1972] 4 à 30 ans [Hascoetet al., 1974] 5 à 25 ans [Hascoetet al., 1974]

2 ans [Sauvegrain, 1981] 3 à 5 ans [MatcalF, 1972] 3 à 10 ans [Hascoetet al., 1974]

2 mois [Matcalf, 1972]

TAB.1.2 – Rémanence dans le sol de quelques pesticides organochlorés [ElBakouri2002].

Les pyréthrinoïdes

Les pyréthrinoïdes sont des insecticides de synthèse dérivés du pyrèthre, poudre de chrysanthème séché (chrisanthemum roseum) cultivé en région tropicale sèche. Le pyrèthre est instable à la lumière solaire tandis que les pyréthrinoïdes sont assez stables à la lumière solaire et sont efficaces contre un large spectre d’insectes [Tomlin, 1994]. Les pyréthrinoïdes sont utilisés sur toutes les cultures et sous tous les climats (vignes, vergers, légumes, betteraves, maïs, céréales, en Europe ; thé, café, soja, agrumes dans les pays tropicaux ; forêts et pomme de terre dans les pays d’Europe de l’Est). Ils sont classés en générations en fonction de leur époque d’apparition [Ware, 1994].

La première génération est apparue en 1949. Comme exemple on peut citer l’alléthrine (Fig. 1.8). La deuxième génération est apparue vers les années 1967. On peut citer la tétraméthrine et la resméthrine.

FIG.1.8 – Alléthrine

La troisième génération est apparue vers 1972 – 1973. C’est le cas de la fenvalérate qui est une molécule très active sur les insectes. La quatrième génération est apparue après les années 1975. Ce sont des pesticides comme le bifenthrine, la lambdacyhalothrine, la cyperméthrine et la fluvalinate. Tous ces derniers sont photo-stables et peu volatiles [Savadogo, 2001].

Les acylurées

Les acylurées sont apparues en 1972. Ce sont les derniers venus dans la panoplie des insecticides de synthèse. Le plus connu est le diflubenzuron (Fig. 1.9a). Mais de nouveaux produits se sont développés très rapidement. Parmi eux, certains interfèrent avec la biosynthèse de la chitine ; ce sont la polyoxine D (Fig. 1.9b) qui inhibe la chitine-synthétase, et la kitazine (Fig. 1.9c), qui modifie la perméabilité de la membrane cytoplasmique à l’UDP-N-acétylglucosamine empêchant d’accéder à l’enzyme intracellulaire qui contrôle son incorporation dans la chitine.

FIG.1.9 – Quelques exemples d’acylurées.

Les dinitrophénols

Beaucoup de phénols ont un large spectre d’activité pesticide dont le mode d’action est une inhibition de la phosphorylation oxydative qui aboutit à la formation de l’adénosine

triphosphate (ATP) [Tomlin, 1994 ; Ware, 1994]. Citons comme exemple l’acide 2,4-dinitrophénol (2,4-D) (Fig. 1.10).

FIG.1.10 – Structure du 2,4-D.

Les sulfonylurées

Les sulfonylurées sont des urées substituées qui sont utilisés en post et prélevée à de très faibles doses (5 à 35 g de matière active par hectare de blé contre 600 à 800 g de 2,4-D)

[Fournier, 1988]. Les propriétés des sulfonylurées ont été rapportées pour la première fois en 1966 par Koog [Junghans et al., 2003]avec un composé de la propazine. Le premier herbicide sulfonylurée commercialisé fut le chlorsulfuron en 1981. Actuellement, la famille des sulfonylurées est composée d’une vingtaine d’herbicides développés principalement par Du Pont de Nemours [Fournier, 1988]. Les sulfonylurées sont des urées substituées (Fig. 1.11) dont les molécules sont caractérisées par une activité herbicide à doses très réduites (10 à 100 fois moins que les herbicides conventionnels) ce qui a permis leur introduction rapide sur le marché des herbicides [Junghans et al., 2003].

FIG.1.11 – Structure de l’urée substituée.

Avec des demi-vies dans le sol inférieures à deux mois, et des DL50 supérieurs à 5000 mg/kg chez le rat, ces produits sont aussi très intéressants du point de vue de l’environnement. On peut citer comme exemple le chlorsulfuron (Fig. 1.12a) et le sulfométuron-méthyle (Fig. 1.12b).

Le chlorsulfuron pénètre par les feuilles ou les racines. Il est systémique et inhibe la division cellulaire. C’est également un puissant inhibiteur d’une enzyme de biosynthèse des aminoacides ramifiés, l’acétolactate-synthétase.

La solubilité des sulfonylurées dans l’eau à pH=7 est approximativement 10 fois plus grande qu’à pH=5 [Beyer et al. 1988].

Les dipyridimiums

Ce sont des herbicides non sélectifs, actifs par contact sur le feuillage. Ils sont rapidement inactivés dans le sol par adsorption irréversible sur les argiles. Ce sont les herbicides les plus utilisés en pays tropicaux. Le diquat (Fig. 1.13a) et le paraquat (Fig. 1.13b) sont les herbicides les plus importants du groupe des pyridimiums.

FIG.1.13 – Quelques exemples de dipyrimiums.

Les pyridazinones

Outre leur action sur la photosynthèse, les pyridazinones substituées diminuent la teneur des membranes cellulaires en acide linolénique (Fig. 1.14) et augmentent la teneur en acide linoléique (Fig. 1.15).

FIG.1.14 – Acide linolénique

FIG.1.15 – Acide linoléique

Ces modifications conditionnent l’adaptation des plantes aux écarts de températures et d’humidité.

Les organosulfurés

Comme leur nom l’indique, ce sont des composés qui renferment un atome de soufre dans leur structure. Ce groupe contient quelques pesticides tels que le tétradifon, le propangite et l’ovex (Fig. 1.16).

FIG.1.16 – Ovex

Les formamides

On les utilise très souvent dans la lutte contre les insectes résistants aux traitements aux carbamates et aux organophosphorés [Savadogo, 2001]. Leur action réside en l’inhibition de l’enzyme monoamine oxydase, responsable de la dégradation des neurotransmetteurs

[Tomlin, 1994]. Les troubles liés à ces pesticides sont dus à l’accumulation de ces composés connus comme étant des amines. Des exemples types de formamides, on peut citer la norépinéréphrine et la sérotonine (Fig. 1.17).

FIG.1.17 – Sérotonine

Les organotins

Ce groupe de pesticides a une double fonction : acaricides et fongicides. C’est le cas par exemple du vendex (Fig. 1.18) [Savadogo, 2001]. Leur mode d’action est l’inhibition de la phosphorylation oxydative et de la phosphorylation au niveau des chloroplastes [Thomson, 1994 ; Johnson et Ware, 1998]. Cette dernière propriété fait qu’ils peuvent être utilisés comme algicide.

D’autres types de pesticides

Il faut dire qu’il existe un large éventail d’autres pesticides. On peut citer par exemple : les insecticides botaniques, les synergissants ou activateurs, les antibiotiques, les fumigants, les repélants des insectes, les insecticides inorganiques et les composés mucilagineux utilisés comme pesticides [Tomlin, 1994].