FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET DES SCIENCES DE LA TERRE DEPARTEMENT DE BIOLOGIE
Réf : ……./UAMOB/F.SNV.ST/DEP.BIO/2020
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME MASTER
Domaine : SNV Filière : Ecologie et environnement
Spécialité : Biodiversité et environnement
Présenté par :
Baaziz Ilham & Douaouda Khaoula
Thème
Synthèse des travaux de recherches sur les impacts des
pesticides sur les vers de terre.
Soutenu le:
15 /11/2020Devant le jury composé de :
Nom et Prénom Grade
Mr ARAB Amar MCB Univ. de Bouira Président
Mme MESRANE BACHOUCHE Nassima MCA Univ. de Bouira Promotrice
Mme MECELLEM Dallila MCA Univ. de Bouira Examinatrice
Tout d’abord nous remercions Allah le tout puissant qui nous a fait
ouvrir les portes du savoir, qui nous a donné la force et la volonté de
poursuivre nos études et d’effectuer ce travail.
Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements à notre
promotrice Mme MESRANE BACHOUCHE Nassima enseignante à
l’université de Bouira pour son orientation et pour le temps qu’il nous
a consacré.
Nous remercions aussi les deux membres du jury qui ont acceptez de
juger ce modeste travail le président Mr ARAB Amar enseignant à
l’université de Bouira et l’examinatrice Mme MECELLEM Dallila
enseignante à l’université de Bouira.
Nous tenant aussi à exprimer notre profonde gratitude à Mr CHAIBI
Rachid le directeur de l’institut de l’agriculture de Lakhdaria.
Nos remerciements vont aussi à tous ceux qui nous ont aidés ou qui
ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce modeste
travail.
Du profond de mon cœur je dédie ce travail à mes chers parents,
sources de tendresse et bonheur pour leur patience, soutien et
amour.
À mes deux chers frères Abderaouf et Mohamed Rafik.
À ma chère sœur Ikram.
À mon cher fiancé Fares qui ma su me soutenir tout au long de
mon parcours et à toute sa famille.
À toute ma famille, proche ou éloignée et à tous ceux qui m’ont
soutenu et qui se tenaient à mes cotés.
Je dédie ce travail à mes chers parents, à mon mari et à ma grande mère
pour tous
les encouragements et le soutien qu’ils m’ont apportés notamment mon père, je
dis que le dieu vous garde et vous protège.
À ma sœur unique Aya et mes frères ; Ahmed Yacine, Mouhamed Yakoub et
Alaa Eddine.
À ma belle-mère, à mon beau-père, à mes beaux-frères et mes belles sœurs.
À toutes mes amies et mes collègues surtout Yassmine et à tous ceux qui portent
les noms de Douaouda et Ziane.
N° Titre Page 01 Classification des pesticides selon la cible visée. 22 02 Classification des pesticides suivant leur mode d’action. 24
03 Produits commerciaux classé selon les risques. 25
04 Les concentrations des pesticides utilisés par Yasmin et D'souza (2007). 41
05 Les pesticides utilisés par Wang et al (2012). 43
06 Les pesticides utilisés par Jovana et al (2014). 47
N° Titre Page
01 Morphologie du lombric (Bazri, 2015). 04
02 Schéma caractérisant la morphologie de ver de terre (Bachelier, 1963). 04 03 Disposition des soies chez les vers de terre (Bachelier, 1963). 05 04 Schémas des divers types de tête des vers oligochètes (Tetry, 1939 in
Bachelier ,1963).
05
AChE : Acétylcholinestérase.
ANOVA : Analysis of variance.
CL50 : Concentration Létale 50.
DAR : Doses agricoles recommandées.
DDT : Dichlorodiphényltrichloroéthane.
DJA : Dose journalière admissible.
EC : Concentrées émulsionnables.
ET : Ecart-type.
IGR : Insect growth regulator insecticides.
IPM : Programmes de lutte intégrée contre les parasites.
IWEE : International Workshop on Earthworm Ecotoxicology.
ISO : Organisation internationale de normalisation.
Lx : Lux.
MG : Microgranulés.
OCDE : Organisation de coopération et de développement économiques.
OMS : Organisation mondiale de la santé.
PBS : Phosphate buffered saline (solution tampon phosphate salin). pH : Potentiel Hydrogène.
SC : Suspensions concentrées.
SPSS : Statistical Package for the Social Sciences.
Liste des tableaux Liste des figures Liste des abréviations
Introduction ... 1
Chapitre I: Généralités sur les oligochètes ... 3
I.1. Classification ... 3
I.2. Critères morphologiques ... 3
I.3. Critères anatomiques ... 6
I.3.1. Le système nerveux ... 6
I.3.2. Le système respiratoire ... 6
I.3.3. L’appareil circulatoire ... 6
I.3.4. Le système digestif ... 7
I.3.5. Le système excréteur ... 7
I.3.6. L’appareil reproducteur ... 8
I.4. La régénération ... 8
I.5. Cycle de vie ... 9
I.6.La période d’activité ... 9
I.7. Régime alimentaire ... 9
I.8. Ecologie des lombricidés ... 10
I.8.1. Les catégories écologiques des lombricidés ... 10
I.8.2. Position des vers de terre dans le réseau trophique ... 11
I.8.3. Intérêt des lombrics ... 11
I.9. Les méthodes d’études des oligochètes ... 13
I.9.1. Procédés physiques ... 13
I.9.1.Procédés éthologiques ... 14
I.9.2. Procédés indirects ... 14
Chapitre II : Généralités sur les pesticides ... 15
II.1. Historique ... 15
II.2. Définition ... 15
II.3.2. Les biocides ... 16
II.4. Composition des pesticides ... 17
II.5. Propriétés des pesticides ... 17
II.5.1. Propriétés physiques des pesticides ... 17
II.5.2. Propriétés chimiques des pesticides ... 18
II.5.3. Propriétés spectroscopiques ... 19
II.5.4. Propriétés biologiques ... 19
II.6. Formulation d’un pesticide ... 20
II.7. Classification des pesticides ... 20
II.7.1. Classification chimique ... 20
II.7.2. Classification biologique ... 22
II.7.3. Classification selon l’usage ... 23
II.7.4. Classification selon le mode d’action ... 23
II.7.5. Classification selon les risques ... 25
II.8. Dégradation des pesticides ... 26
II.9. Les réglementations de l’utilisation des pesticides ... 26
II.9.1. Protection des travailleurs ... 26
II.9.2. La conservation des produits phytosanitaires (transport et stockage) ... 26
II.9.3. Gestion des produits périmés et des emballages ... 28
II.10. Les réglementations de l’utilisation des pesticides en Algérie ... 28
II.11. Utilisation des pesticides en Algérie ... 28
II.12. Modes de dispersion des pesticides dans la nature ... 29
II.12.1. Dans l’atmosphère ... 29
II.12.2. Dans l’eau ... 30
II.12.3. Dans le sol ... 30
II.13. Effets des pesticides sur l’environnement et la santé humaine ... 30
II.13.1. Risque sur l’environnement ... 30
II.13.2. Risque sur la santé humaine ... 33
II.14. Méthodes d’évaluation des effets des pesticides sur les organismes vivants ... 38
II.14.1. La bio-surveillance ... 38
II.14.2. Mesure de bio-marqueurs ... 38
III.1. Impact des pesticides sur la croissance et la reproduction de vers de terre Eisenia
fetida« Effect of Pesticides on the Reproductive Output of Eisenia fetida » ... 41
III.1.1. Synthèse de matériel et méthode ... 41
III.1.2. Synthèse des résultats et discussion ... 42
III.2. Comparaison de la toxicité aiguë de vingt-quatre insecticides pour le ver de terre E. fetida « Comparative acute toxicity of twenty-four insecticide to earthworm, E. fetida »43 III.2.1. Synthèse de matériel et méthode ... 43
III.2.2. Synthèse des résultats et discussion ... 45
III.3. Impact de trois pesticides sur le ver de terre E. fetida dans des conditions de laboratoire : Évaluation de la mortalité, biomasse et inhibition de la croissance « Effects of three pesticides on the earthworm E. fetida (savigny 1826) under laboratory conditions assessement of mortality, Biomass and growth inhibition » ... 47
III.3.1. Synthés de matériel et méthode ... 47
III.3.2. Synthèse des résultats et discussion ... 49
III.4. Impact de quatre pesticides sur le ver de terre L. terrestris « The impact of four pesticides on the earthworm Lumbricus terrestris (Annelida; Oligochaeta) » ... 51
III.4.1. Synthèse de matériel et méthode ... 51
III.4.2. Synthèse des résultats et discussion ... 52
Conclusion et perspectives ... 54
Référence bibliographique ... 55 Résumé
EFGH Abstract
Page 1 Introduction
Durant la période allant de 1920 à 1970, la population mondiale a presque doublé, passant de 1,811 milliards d'habitants à un peu plus de 3,6 milliards (Yeyret-Verner, 1972). En 2008, elle s’est élevée à 6,7 milliards d’individus (Feld, 2008). En 2019, elle atteint 7,7 milliards d’habitants (United Nation, 2019). Cette augmentation démographique implique des besoins vitaux plus élevés en soins, espace, nourriture et eau potable.
Les besoins alimentaires nécessitent une augmentation de la production agricole (Mittal et Mittal, 2013 ; Pimentel et Lehman, 2008). Cette dernière demande une mobilisation massive des surfaces agricoles utiles et une utilisation intensive des facteurs de production. Parmi ces facteurs essentiels, la découverte et l’utilisation des pesticides améliore considérablement les rendements agricoles. Grâce à l'utilisation de ces pesticides, la productivité a augmenté dans la plupart des pays. Durant les premières périodes d'application, il en a résulté une bonne récolte et une bonne productivité, mais au cours des quatre dernières décennies, la productivité du sol s'est réduite (Gupta et al., 2014b, Vanita et al., 2014). Bien que l'agriculture biologique gagne en importance, l'application de pesticides synthétiques est encore pratiquée dans l’agriculture. Les pesticides sont aussi utilisés dans le contrôle d'un large éventail de vecteurs de maladies humaines et animales, réduisant ainsi la mortalité et la propagation des épidémies de plusieurs maladies. C’est l’essentiel des avantages de l’usage des pesticides.
L'utilisation de pesticides provoque un certain nombre de problèmes environnementaux, y compris des risques sur la santé des populations. Il est rapporté que plus de 98% des insecticides pulvérisés ainsi que près de 95% des herbicides atteignent une autre destination que les espèces ou pathologies ciblées, donc affectent les espèces non ciblées tel que les vers de terre, des milieux et éléments naturels ; l'air, l'eau et le sol (Maksymiv, 2015).
En fait, les vers de terre jouent un rôle important dans le développement et le maintien de la fertilité des sols, ils assurent la transformation des déchets organiques et les matériaux biodégradables en vermi-compost riches en éléments nutritifs (Jansirani et al., 2012). Ce dernier permet d’augmenter la souplesse du sol, la porosité et la capacité de la rétention en eau ce qui nécessite donc moins de labour et d'irrigation (Jansirani et al., 2012). Latif et al., (2009) notent que les vers de terre sont les organismes les plus importants de la faune invertébrée du sol. Ils sont considérés comme des ingénieurs de
Page 2 l'écosystème car ils produisent des effets prononcés sur la structure du sol en raison de leurs activités de fouille, d'ingestion de sol et de production de moulages.
Aujourd’hui, L’effet des pesticides sur les vers de terre est considéré comme un problème majeur car l’utilisation intensive de ce dernier affecte négativement l’écosystème (Gupta et al., 2014). En fait, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères préfèrent les vers de terre comme nourriture. De ce fait, il existe un risque possible que ces pesticides atteignent des niveaux trophiques supérieurs (Marino et al., 1992).
L’objectif initial de notre travail est d’évaluer, sur le terrain et au laboratoire, l’effet de quelques pesticides (appliqués sur les cultures de la région de Bouira) sur quelques espèces appartenant à la sous classe des Oligochètes. Toute fois, les conditions du confinement dues au covid19 nous ont empêchées de mener à terme la partie pratique de notre travail. De ce fait, cette dernière est remplacée par une étude des articles qui portent sur la même thématique.
Notre manuscrit comporte trois chapitres. Le premier chapitre porte sur des généralités des oligochètes dans laquelle sont présentés leurs critères de détermination, leur classification ainsi que leurs rôles dans la drilosphère et leurs méthodes d’étude. Dans le deuxième chapitre sont présentées quelques données sur les pesticides, leur historique, leurs classifications, rôle, propriétés et compositions, leur dégradation, leurs impacts sur la biosphère ainsi que les méthodes d’évaluation des effets sur les organismes vivants. Le troisième chapitre est consacré pour l’analyse de quatre articles scientifiques qui portent sur l’étude des effets de différents pesticides sur deux espèces des vers de terre (Esenia fetida, Lumbricus terrestris). Enfin, on termine ce travail par une conclusion générale et quelques perspectives.
Chapitre I:
Généralités sur les
oligochètes
Page 3 Chapitre I: Généralités sur les oligochètes
Les Lombricidés sont des métazoaires, triploblastes, coelomates et protostomiens, font partie des Annélides qui sont principalement représentés dans les écosystèmes terrestres par les vers de terre de la sous classe des oligochètes, représentant une composante majeure de la macrofaune du sol puisque, dans la plupart des écosystèmes terrestres, ils dominent en biomasse (Edwards et Bohlen, 1996).
I.1. Classification
Les vers de terre sont des invertébrés représentant la famille des Lumbricidae, ils appartiennent à l’embranchement des Annélides (vers segmentés, dont la principale caractéristique évolutive est un corps formé d’une série d’anneaux), à la sous-classe des Oligochètes (littéralement : qui ont peu de poils), à l'ordre des Haplotaxida et au sous-ordre des Lumbricina. La famille des Lumbricidea est la plus importante des Oligochètes. Elle se compose essentiellement de vers terrestres (Edwards et Bohlen, 1996), la majorité vivant sous les tropiques (Lavelle et al., 1998). La famille des Lombricidés se divise en plusieurs genres : Lumbricus, Eisenia et Allolobophora, …. etc.
Règne Animalia
Embranchement Annelida
Classe Clitellata
Sous classe Oligochaeta
Ordre Haplotaxida
Sous ordre Lumbricina
Super famille Lumbricoidae
Famille Lumbricidae
I.2. Description morphologiques
Les vers de terre sont des Annélides fouisseurs, dont le corps très extensible est constitué par plusieurs segments. L'extrémité antérieure est pointue et l'extrémité postérieure est légèrement aplatie. La pigmentation dorsale est plus foncée que la face ventrale (Fig. 1,2). Le vaisseau sanguin dorsal est visible à travers la surface supérieure de la peau (Carion, 2012).
Page 4 Figure 1 : Morphologie du lombric (Bazri, 2015).
Figure 2 : Schéma caractérisant la morphologie de ver de terre (Bachelier, 1963).
I.2.1. La Taille
La taille des vers est difficile à estimer, car leur longueur peut varier du simple au double, et pour une même espèce être influencée par le pH ou l’humidité du sol (Bachelier, 1963). Elle varie de quelques millimètres à 3 mètres comme certaines espèces d’Amérique du Sud et d’Australie (Razafindrakoto, 2013).
I.2.2. La Coloration
La couleur du corps des lombrics est varié, les genres Lumbricus, Eisenia et Dendrobaena qui vivent au milieu des litières en décomposition sont de couleur rouge : Eisenia foetida avec ses bandes de couleur brune et chamois est aisément reconnaissable. Les Allolobophora et les Octolasium qui vivent moins en surface et ingèrent davantage de matières minéraux sont de couleur gris à gris bleuté ; A. chlorotica est souvent de couleur verdâtre avec un clitellum bien rose (Bachelier, 1963). Les vers des régions relativement
Page 5 sèches sont souvent aussi de couleur plus sombre que les vers des régions humides (Bachelier, 1978).
I.2.3. Les soies
Les vers de terre possèdent des soies peu nombreuses, de forme peu variée et implantées directement dans les téguments en 8 rangées groupées deux à deux (Fig. 3). Chez quelques oligochètes supérieurs de la famille des Megascolecidae, ces soies sont multipliées et forment au milieu des segments une ceinture presque complète (Bachelier, 1963).
Figure 3 : Disposition des soies chez les vers de terre (Bachelier, 1963).
I.2.4. La tête
Le prostomium constitue l’extrémité antérieure du ver et n’a pas la même signification que les segments du corps. Ses rapports externes avec le premier segment sont utilisés en systématique, chaque disposition ayant reçu un nom (Fig. 4).
1 - type zygolobe ; 2 - type prolobe ; 3 et 4 - types prolobe-épilobe (fermé en 3, ouvert en 4) ; 5 et 6 - types épilobes (ouvert en 5, fermé en 6) ; 7 - type tanylobe ; 8 - type prolobe-tanylobe Figure 4 : Schémas des divers types de tête des vers oligochètes (Tetry, 1939 in
Page 6 I.3. L’anatomie
La structure interne d’un vers de terre se décrit comme, une installation de trois cylindres l’un dans l’autre. La partie interne contient un long intestin qui traverse tout le corps; la partie médiane est constituée de deux séries de muscles : l’une longitudinale et l’autre circulaire. Enfin, l’épiderme forme l’enveloppe externe, appelée cuticule. On distingue chez le lombric la présence de six systèmes distincts : un système nerveux, un système respiratoire, un système circulatoire, un système digestif, un système excréteur et un système reproducteur (Schraer, 1987) (Fig.5).
Figure 5: Anatomie interne d’un ver de terre (Liberty Press et Glotzhabe, 2005).
I.3.1. Le système nerveux
Le système nerveux est ventral, il comprend : une chaine nerveuse formée de ganglions reliés entre eux par des filets nerveux. En avant, un collier œsophagien entour la partie antérieure du tube digestif. Au dessus de ce dernier, le collier porte deux ganglions cérébroïdes.
I.3.2. Le système respiratoire
Les échanges gazeux s’accomplissent directement à travers la peau qui doit constamment rester humide : l’oxygène et le gaz carbonique ne traversent pas la peau si elle est sèche. Un Lombric laissé hors de la terre dans un sol sec meurt asphyxié (Villeneuve et Désire, 1965).
I.3.3. L’appareil circulatoire L’appareil circulatoire comprend :
Page 7 un vaisseau ventral situé sous le tube digestif.
En avant, au niveau de l’œsophage, 5 à 8 paires de vaisseaux latéraux, ou anses contractiles, font communiquer le vaisseau dorsal avec le vaisseau ventral et assurant la propulsion du sang. En arrière de l’œsophage, le vaisseau dorsal est également relié au vaisseau ventral par des anses latérales non contractiles. L’appareil circulatoire est donc entièrement clos (Villeneuve et Désire, 1965). Sur toute sa longueur, le vaisseau dorsal est contractile ainsi que les anses latérales appelées encore cœurs latéraux. Dans ce vaisseau dorsal le sang circule d’arrière en avant et les anses contractiles propulsent le sang vers le vaisseau ventral, non contractile, où le sang chemine d’avant en arrière. L’appareil circulation du lombric, renferme du sang rouge, contenant un chromoprotéine respiratoire voisin de l’hémoglobine humain, dissout dans le plasma ; il n’y a pas d’hématies, mais des globules blancs (Boué et Chanton, 1974).
I.3.4. Le système digestif
Le système digestif d'un ver de terre est composé d'un pharynx, d'un œsophage, d'un gésier et d'intestin. Le tube digestif part de la bouche et se termine à l'anus. Cette fonction digestive importante est réalisée par le gésier. Ils dépendent des muscles de leur pharynx pour aspirer leur nourriture qui passe à travers l'œsophage au gésier. Une fois que la nourriture est décomposée dans le gésier, elle passe dans les intestins, où davantage d'enzymes sont ajoutées (chitinase, protease). Ces enzymes améliorent la décomposition des aliments et favorisent la croissance des micro-organismes bénéfiques. Les Bactéries et les microchampignons décomposent la cellulose dans les déchets alimentaires et l'herbe coupée. Après la digestion, ils rejettent un mélange de terre et de débris végétaux appelé turricule (Daniel et Merrill, 2013 ; Edwards et Bohlen, 1996).
I.3.5. Le système excréteur
Les principaux organes excréteurs du ver de terre sont les néphridies, qui extraient les déchets du fluide cœlomique sous forme de déchet. Une paire de néphridies se retrouvent dans chaque segment, à l'exception des trois premiers et des derniers segments. Chaque néphridie se termine par une ouverture à l’extérieur qui est la néphridiopore. Ces derniers se situent sur la face latérale et s'étendent généralement en une seule série le long du corps de chaque côté (Edwards et Bohlen, 1996).
Page 8 I.3.6. L’appareil reproducteur
Le Lombric possède des organes reproducteurs mâles et femelles : c’est donc un animal hermaphrodite. L’appareil reproducteur mâle : comprend deux paires de testicules logés dans le 10ème et 11ème anneau. Les orifices génitaux mâles sont situés dans le 15ème anneau. L’appareil reproducteur femelle : est formé par une paire d’ovaires logés dans le 13ème anneau. Les orifices génitaux femelles sont situés dans le 14eème anneau (Villeneuve et Désire, 1965).
Accouplement et fécondation : Les lombrics, bien qu’hermaphrodites, ne peuvent se féconder eux-mêmes et l’accouplement est indispensable, les spermatozoïdes arrivent à maturité avant les ovules. Les deux lombrics s’accouplent ventre à ventre de telle façon que le clitellum de l’un se trouve en face des réceptacles séminaux (9ème et 10ème annaux) de l’autre.
Les deux clitellums sécrètent chacun un anneau de mucus très visqueux qui durcit à l’air et unit les deux vers. Les spermatozoïdes mis en liberté au niveau de l’orifice sexuel mâle s’écoulent le long de la crête sexuelle et pénètrent dans les réceptacles séminaux de l’autre Lombric. Les deux individus se séparent alors et chacun d’eux emporte le manchon de mucus sécrété par l’autre. A ce moment, les ovules sont pondus, et le sperme de l’autre ver, sortant des réceptacles séminaux, les féconde. Les œufs sont fixés à la paroi interne du manchon de mucus qui le ver quitte et qui fermé aux deux bouts. Ce manchon durcit formant le cocon de ponte (Boué et Chanton, 1974). C’est là que s’effectue le développement qui ne comporte pas de métamorphose, ni de phase larvaire libre. L’éclosion d’un œuf donne naissance à un lombric minuscule (Villeneuve et Désire, 1965). I.4. La régénération
De nombreux vers de terre ont un pouvoir de régénération considérable. Si le corps est coupé en deux moitiés, la moitié antérieure est généralement capable de régénérer la nouvelle queue. Cependant, la moitié postérieure n'est pas capable de se développer une nouvelle tête du corps (Puranik et Bhate, 2008). Dans la famille des Lumbricidae, la régénération nécessitait la présence d’une énorme quantité de cellules souches régénératives appelées néoblastes pour reconstruire le mésoderme antérieur, et plus encore, une différenciation de l’épiderme et de l’intestin est nécessaire pour reconstruire l’ectoderme et l’endoderme, mais la régénération des organes postérieurs est
Page 9 exclusivement effectuée par les cellules souches (Myohara, 2012 ; Jamshidi et Pishkahi, 2014).
I.5. Cycle de vie
Le cycle biologique de ver de terre c’est le cycle complet de la production du ver depuis l’éclosion de juvéniles à partir de vers adultes amenés à maturité. Selon Tomlin (1981), le ver du fumier se reproduit bien à des températures variant de 20 °C à 25 °C. À cette température, le cycle biologique complet prend environ 52 jours en conditions optimales de laboratoire. Chez les grand vers de terre comme Lumbricus terrestris, Octodrilus complanatus, le cycle de vie est relativement long et il peut atteindre 220 jours en 20 ± 2 ◦C (Monroy et al., 2007). La durée du cycle de vie d’un vers de terre dépend fortement de l’espèce, des conditions climatiques et le type de matière organique (Joshi et Dbral, 2008).
I.6. La période d’activité
Dans les régions tempérées, la plupart des vers de terre rentrent en diapause en été. L’activité, la nutrition et l’aptitude à se reproduire sont activés à nouveau à l’automne avec la réhumidification du sol. En hiver, les vers ralentissent leur activité, ils s’enfoncent si le froid devient trop intense. Dans le sud de la Suède, la majorité de la population de Lumbricus terrestris s’enfouissait profondément dans le sol et devenait inactive lorsque la température du sol est descendue en dessous de 0°C en hiver. Leur vie redevient normale au printemps avec l’adoucissement du climat (Shuster et Edwards, 2002 ; Potvin et Lilleskov, 2016).
I.7. Régime alimentaire
Le régime alimentaire des vers de terre se compose principalement de matière à divers stades de décomposition. Les tissus végétaux morts constituent l'essentiel de la matière organique consommée, mais aussi des microorganismes vivants, des champignons, des nématodes et d’autres microfaunes, mésofaune et leurs restes morts sont également ingérés. La plupart des espèces consomment aussi les fractions minérales du sol et semblent préférer les mélanges organo-minéraux aux matières organiques pures. On distingue deux modes de nutrition : les détritivores qui se nourrissent de la litière et les géophages qui ingèrent de grandes quantités du sol contenant de la matière organique (Curry et Schmidt, 2007).
Page 10 I.8. Ecologie des lombricidés
Les Lombrics sont des animaux saprophages qui se nourrissent des déchets organiques qui jonchent le sol (feuilles et plantes en décomposition) mais aussi fèces d’animaux d’origine diverses ou de la matière organique du sol (Bouché, 1977).
I.8.1. Les catégories écologiques des lombricidés
Les lombricidés se subdivisent en trois catégories écologiques selon des critères morphologiques et comportementaux ; les épigés, les anéciques et les endogés.
Les épigés
Sont des vers pigmentés de petite taille qui vivent dans la litière de surface et se nourrissent des matières organiques en décomposition dans cette litière. Ils ne creusent pas, même si certaines espèces intermédiaires peuvent créer de petites galeries très superficielles. Cependant, cette classification en catégories écologiques est un peu arbitraire, dans la mesure où il existe un continuum entre les groupes : un certain nombre d’espèces présente ainsi des caractéristiques propres à différentes catégories écologiques. Par exemple, Lumbricus terrestris est un épi-anécique puisqu’il vit dans une galerie verticale permanente et peut descendre très profondément dans le sol mais se nourrit en surface (Pelosi, 2008).
Les anéciques
Sont des vers pigmentés de grande taille qui vivent dans des galeries verticales permanentes et se nourrissent de matière organique en surface et contenue dans le sol. Ils sont caractérisés par une forte activité dans le sol, observable par le réseau complexe de galeries et les nombreux turricules (déjections) qu’ils déposent à la surface du sol.
Les endogés
Sont des vers non pigmentés, de taille moyenne, vivant généralement dans les premiers centimètres de sol où ils construisent un réseau de galeries subhorizontal. Ils se nourrissent de la matière organique contenue dans le sol. Plus les vers vivent profondément, moins le sol qu’ils consomment est riche en matière organique. Les endogés qui ingèrent le sol le plus pauvre en matière organique sont des oligohumiques, alors que les polyhumiques consomment du sol des horizons superficiels, riches en matières organiques en voie de décomposition.
Page 11 I.8.2. Position des vers de terre dans le réseau trophique
Bien que vivant surtout dans le sol, le lombric a des prédateurs qui sont notamment des oiseaux, la taupe (Talpa europaea), le hérisson (Atelerix algirus), le sanglier (Sus scrofa) ou encore quelque insectes par exemple le carabe doré (Carabus auratus. Une quantité d’environ 20 g de vers de terre (poids vif) par jour et par volaille constitue un apport protéinique suffisant pour ces animaux laissés en liberté sur l’exploitation agricole (Frédéric et al., 2003). En effet, la teneur importante en protéines, de 55 à plus de 70 % par rapport à la matière sèche des vers de terre, en fait un aliment très intéressant, non seulement pour les volailles mais aussi pour les porcs (Edwards, 1988 ; 1998 ; 2004 ; Schulz et Graff, 1977).
I.8.3. Intérêt des lombrics
Les vers de terre jouent un rôle écologique majeur en termes d'aération et de microdrainage du sol, comme ils influencent peu la diversité des espèces présentes, et ils influencent différemment la productivité de certains types ou communautés de plantes (Lavelle et al., 1998).
I.8.3.1. Intérêt sur le sol La drilosphère
Le concept de « drilosphère », désigne le volume de sol qui est influencé par les vers de terre, délimitant ainsi leurs domaines fonctionnels. Cette zone, concerne toute région de sol ayant été en contact avec des composés excrétés par les vers ou en contact direct avec le vers de terre, que ce soit à sa surface, ayant été ingéré (entrant en contact avec l’appareil digestif) ou encore, toutes les structures laissées par le vers de terre après son passage (turricules et galeries) (Bouché, 1975).
Du fait que les lombrics ingèrent la matière organique et la matière minérale pour former des complexes organo-minéraux sous forme d’agrégats, ils améliorent la structure, la rétention en eau utile, ils créent des réseaux de galeries à travers lesquelles s’infiltre l’eau, assurant ainsi un meilleur drainage et l’élimination des battances et des compactions, particulièrement, pour le sol limono-argileux. Ces réseaux galeries augmentent la porosité, permettant aussi l’aération du sol et la respiration des cultures de fèves. Il faudrait aussi signaler l’effet synergique des lombrics avec la présence de matière organique, qui donne
Page 12 des améliorations des propriétés physiques (porosité, densité apparente, stabilité structurale et perméabilité) nettement plus intéressantes (Achour, 2011).
Les vers de terre jouent un rôle primordial dans la transformation des matières organiques (Lavelle et al., 1998). En effet, ils interviennent dans la dynamique de la matière organique dans le sol ; ils transforment la matière organique instable, souvent d’origine végétale, en substances organiques stables appelées “humus” (Mitchell, 1997; Pelosi, 2008).
Les vers de terre participent également à la libération d’éléments minéraux (potassium, ammoniaque, phosphore et magnésium), disponibles donc pour les plantes. L’activité des vers de terre facilite la minéralisation de la matière organique, et participe aussi à long terme, à la formation de l’humus et à la stabilité de la structure du sol (Pelosi, 2008).
I.8.3.2. Intérêt sur les organismes du sol
Les vers de terre favorisent le développement des organismes utiles dans le sol. Ils disséminent en effet dans le sol des nématodes entomopathogènes Heterorhabditis bacteriophora et des champignons insecticides-pathogènes pour les insectes Beauveria bassiana, ce qui contribue à l’amélioration de la régulation naturelle des ravageurs (Lukas, 2013). Le compost contient des organismes (bactéries, champignons, protozoaires et nématodes) bénéfiques pour la croissance des plantes (Ingham et Slaughter, 2004).
I.8.3.3. Intérêt sur la croissance des plantes et sur la production végétale
Plusieurs études (Scheu, 2003; Brown et al., 2004 ; Ruben 2012) ont mis en évidence un effet positif des vers de terre sur la croissance des plantes ; une fois que le sol est ingéré par le vers de terre, il va subir de profonds changements physico-chimiques et biologiques qui affectent l’ensemble du profil du sol. L’effet positif des vers de terre sur la production végétale est en partie expliqué par leur relation très étroite avec le système racinaire des plantes (Bouché et Aliaga, 1986; Hameed et al., 1993; Boersma et Kooistra, 1994; El hartiet, 2009). De l’interaction entre les vers de terre, les microorganismes du sol et la plante va résulter des bénéfices mutualistes pour chacun des organismes. De cette relation tripartite découle de nombreux services et modifications de l’environnement pouvant influencer la croissance des plantes. Ces modifications étant tant d’ordre physique (modification de la porosité et de l’agrégation), chimique (enrichissement en minéraux et
Page 13 matière organique) que biochimique (via la synthèse de molécules agissant directement sur la physiologie de la plante) (Scheu, 2003; Brown et al., 2004).
Les vers de terre sont d’importants déterminants des processus biologiques, dans la drilosphère, les communautés microbiennes et tous les processus qui leur sont associés vont être modifiés. Lorsqu’une racine s’allonge dans le sol et rentre en contact avec des turricules ou galeries de vers, la superposition de la drilosphère et de la rhizosphère va induire des changements au niveau de la communauté microbienne, et donc sur le réseau signalétique de la rhizosphère. Ce changement dans la composition chimique de la rhizosphère de la plante va alors avoir des effets sur la croissance et la physiologie de la plante (Ruben, 2012).
I.9. Les méthodes d’études des oligochètes
L’étude de peuplement de mégafaune nécessite plusieurs techniques et procédés, parmi celles-ci on distingue :
I.9.1. Procédés physiques
Il contient deux stades différents : le prélèvement de l’échantillon de sol et l’isolement des Oligochètes qu’il renferme (Bouché, 1969).
I.9.1.1. Prélèvement des échantillons de sol
L’échantillonnage du sol peut causer parfois des limites aux procédés physiques de récolte des Oligochètes. Elle est parfois impossible notamment au niveau des sols extrêmes et souvent délicats en milieux sablonneux, caillouteux ou très riches en racines des ligneux. Elle est limité en profondeur parce qu’elle a des conséquences sur les grosses espèces trouvées en profondeur du sol (Bouché, 1969).
I.9.1.2. Traitement des échantillons de sol
Depuis longtemps il existe un seul mode de traitement applicable au sol, c’est le tri direct de la terre soit à l’aide d’un tamisage ou non. Cette méthode est très laborieuse, présente des données imprécises notamment pour les cocons et les petites formes. Il n’est pas facile de reconnaitre l’erreur introduite à cause des facteurs interfère dans ce mode de tri (Bouché, 1969).
Page 14 I.9.2. Procédés éthologiques
Plusieurs auteurs ont préconisé des procédés qui déclenchent le déplacement des Oligochètes à l’extérieur du sol. Il suffit donc d’effectuer le ramassage des animaux (Bouché, 1969).
I.9.2.1. Méthodes chimiques
L’extraction de la faune du sol nécessite plusieurs substances telles que le permanganate de potassium et le formole. L’inconvénient de ces méthodes c’est la nécessité d’un volume important d’eau, en plus de ça, l’écoulement des solutions varie avec la texture, la structure du sol et le type de galerie des vers de terre (Bouché, 1969). I.9.2.2. Méthodes électriques
Un courant alternatif domestique varie entre (110 et 120 Volt) a était décrit par Walton en 1933 et appliquer sur les vers de terre. Ce procédé a était utilisé par les pêcheurs pour obtenir des appâts. En 1950, Doecksen propose un appareil pour le terrain, original et autonome. En 1955, Satchell améliore les électrodes et donne une étude systématique de procédé en insistant sur la distribution du courant dans le sol, en précisant les aires de rendement optimale, la duré d’application du traitement, puis en 1964, Jeanson a décrit un appareil d’emploi commode. D'une façon générale, la méthode électrique a de très nombreux inconvénients pour les études quantitatives, à cause de son faible rendement et de la méconnaissance du volume traité, qui varie beaucoup suivant les sols et la saison, en fonction de la conductivité. Elle est actuellement abandonnée pour les études quantitatives, mais peut, en revanche, rendre de grands services pour les études qualitatives (Bouché, 1969).
I.9.2.3. La chaleur
C’est un procédé utilisé aux Lombricidés pour mieux connaitre les populations des petites formes. Il permet de compléter les résultats obtenus par la méthode au formol (Bouché, 1969).
I.9.3. Procédés indirects
Consiste à mentionner la possibilité d’étudier l’homogénéité des grandes espèces fouisseuses par les traces de leurs activités (Bouché, 1969).
Chapitre II :
Généralités sur les
pesticides
Page 15 Chapitre II : Généralités sur les pesticides
II.1. Historique
Selon Calvet et al. (2005), la lutte contre les organismes nuisibles aux cultures a certainement été de tous temps une préoccupation de l’agriculteur. Pendant longtemps, l’essentiel des moyens étaient de nature physique : ramassage des larves, des œufs, des insectes adultes, destruction des plantes malades par le feu, désherbage manuel puis mécanique. L’utilisation des produits chimiques est malgré tout assez ancienne comme l’indique l’emploi du soufre et de l’arsenic.
Ce dernier a été utilisé comme insecticide depuis la fin du ХVПͤ siècle ainsi que la nicotine dont les propriétés toxiques ont été découvertes par Jean de la Quintinie (1626-1688) qui en a recommandé l’usage. Cependant, c’est surtout au cours des ХІХͤ et ХХͤ siècles que les propriétés biocides de nombreux produits chimiques ont été mises en évidence et ont donné lieu à de considérables développements des techniques de protection des plantes. Plusieurs facteurs ont contribué à ce développement : l’apparition de graves épidémies (ex : phylloxéra, mildiou de la pomme de terre, doryphore), la nécessité de nourrir une population humaine croissante, les progrès considérables de la chimie organique de synthèse, et les innovations techniques.
II.2. Définition
Le terme pesticide dont la traduction étymologique est "tueurs de fléaux" dérive de "Pest", mot anglais désignant tout organisme vivant (virus, bactéries, champignons, herbes, vers, mollusques, insectes, rongeurs, mammifères, oiseaux) susceptible d'être nuisible à l'homme et/ou à son environnement. Le terme « pesticide » couvre un champ plus vaste et général que les expressions « produit phytosanitaire » ou « produit phytopharmaceutique » (Berrah, 2011). Les pesticides sont des molécules dont les propriétés toxiques permettent de lutter contre les organismes nuisibles (Comité sécurité Alimentaire d’Aprifel, 2017), ces derniers représentent toute substance ou association de substances qui est destinée à repousser, détruire ou combattre les ravageurs, y compris les vecteurs de maladies humaines ou animales, et les espèces indésirables de plantes ou d’animaux causant des dommages ou se montrant autrement nuisibles durant la production, la transformation, le stockage, ou le transport des denrées alimentaires, des produits agricoles...etc(Conseil de l’Europe sur les pesticides, 1992).
Page 16 II.3. Les types des pesticides
Selon les textes relatifs à la réglementation européenne, on distingue deux types de pesticides (Merhi, 2008) :
II.3.1. Les produits phytopharmaceutiques
Ils sont utilisés principalement pour la protection des végétaux en agriculture contre les attaques de champignons parasites, d’insectes, d’acariens, de rongeurs champêtres ou encore pour lutter contre les adventices ou "mauvaises herbes". Leurs utilisations peuvent s’élargir dans d'autres secteurs tels que la sylviculture, l’aménagement des paysages, l’entretien des abords d'axes de transport et le jardinage amateur (Directive 91/414/CE du 15 Juillet 1991).
Le décret n°94-359 du 5 mai 1994 relatif au contrôle des produits phytopharmaceutiques désigné par produits phytosanitaires a défini les pesticide comme : les substances actives et les préparations contenant une ou plusieurs substances actives qui sont présentes sous la forme dans laquelle elles sont livrées à l'utilisateur et destinées à :
protéger les végétaux ou les produits végétaux contre tous les organismes nuisibles ou à prévenir leur action ;
exercer une action sur les processus vitaux des végétaux, pour autant qu’il ne s’agisse pas de substances nutritives (par exemple, les régulateurs de croissance) ; assurer la conservation des produits végétaux, pour autant que les substances ou
produits ne fassent pas l’objet de dispositions particulières du Conseil ou de la Commission concernant les agents conservateurs ;
détruire les végétaux indésirables, où ;
détruire des parties de végétaux, freiner ou prévenir une croissance indésirable des végétaux.
II.3.2. Les biocides
Les produits dénommés anciennement « pesticides à usage non agricole » sont maintenant appelés « produits biocides ». Ils concernent « les substances actives et les préparations contenant une ou plusieurs substances actives destinées à détruire, repousser ou rendre inoffensifs les organismes nuisibles, à en prévenir l'action ou les combattre de toute autre manière par une action chimique ou biologique ».
Page 17 Les biocides sont destinés à des usages domestiques, par exemple dans des applications comme la protection du bois contre les champignons ou les termites, les insecticides ménagers, les produits antiparasitaires tel que les anti-acariens et les antipuces (Directive 98/8/CE).
II.4. Composition des pesticides
D’après Errami (2012), les pesticides sont composés en général de deux types de substances :
Une ou plusieurs matières actives qui confèrent au produit l’effet désiré.
Un ou plusieurs additifs qui renforcent l’efficacité, la sécurité du produit et sa facilité.
Appert et Deuse (1988) ont fourni plus de détails on indiquant qu’un pesticide est un produit industriel composé de plusieurs substances. En effet, une matière active à l'état pur ne constitue que rarement un pesticide, car elle doit être préparée formulée avant de pouvoir être utilisée. On ajoute donc à la matière active:
un diluant ou une charge, substances neutres, permettant: une facilité accrue de dilution à la préparation, une meilleure répartition de la matière active lors du traitement si celle-ci agit à très faible concentration, éventuellement, une toxicité moindre pour l'utilisateur.
des adjuvants, qui améliorent l'efficacité de la matière active ainsi que les propriétés physiques et physicochimiques de la préparation.
des dispersifs ou émulsifs qui facilitent la préparation du liquide à pulvériser, donc son homogénéité.
II.5. Propriétés des pesticides
II.5.1. Propriétés physiques des pesticides
Les propriétés physiques d'un pesticide en particulier déterminent le mode d'action du pesticide, la posologie, le mode d'application et les mesures ultérieures chimio dynamique environnementale.
II.5.1.1. Poids moléculaire
Le poids moléculaire d'une substance est une somme des poids atomiques individuels de tous les atomes faisant la molécule en question. Le poids moléculaire d'un
Page 18 pesticide est une propriété inhérente qui distingue un pesticide de l'autre à l'exception des pesticides stéréoisomères qui partagent poids moléculaires similaires ne différant que par les orientations spatiales du groupe à des centres chiraux donnés (Tano, 2011).
La lambda cyhalothrine et la cyhalothrine sont deux composés ont la même structure chimique et partagent les mêmes propriétés physicochimiques et biologiques, mais ils diffèrent seulement par la composition des stéréo-isomères (Moser et al., 2016). II.5.1.2. Pression de vapeur (VP)
La pression de vapeur d’une substance est la mesure de la facilité avec laquelle elle peut se volatiliser et se transformer en vapeur. Pour les pesticides, une pression de vapeur élevée peut provoquer une dérive de vapeur et pollution environnementale. Un pesticide à faible pression de vapeur ne se déplace pas dans l'air, donc il y a un potentiel d'accumulation dans l'eau si c'est de l'eau soluble. S'il n'est pas soluble dans l'eau, le pesticide peut s'accumuler dans le sol (Majewski, 2019).
II.5.1.3. Solubilité
La solubilité est une mesure de la facilité avec laquelle une substance donnée peut se dissoudre dans un solvant donné. L’importance dans la destinée de la solubilité des pesticides dans l’environnement est qu’un pesticide très soluble dans l'eau aura tendance à ne pas s'accumuler dans le sol ou le biote en raison de sa forte nature polaire. Cela suggère qu'il se dégradera par hydrolyse, ce qui est une réaction privilégiée dans l'eau (Stoytcheva, 2011).
II.5.2. Propriétés chimiques des pesticides
Suite à la libération de pesticides dans l’environnement, ils subissent une série complexe de processus interdépendants qui sont collectivement appelés chimiodynamique des pesticides (Arya et al., 2017). Les réactions d’oxydation et de réduction des pesticides sont déterminées par Tano (2011).
II.5.2.1. Réaction d'oxydation des pesticides
L’oxydation des pesticides est un processus de réaction par lequel l’oxygène dissous dans l'environnement réagit avec les pesticides. Les radicaux hydroxy (OH) sont les agents primaires qui provoquent l'oxydation chimique des pesticides dans l'eau ou dans l'atmosphère.
Page 19 II.5.2.2. Réaction de réduction des pesticides
La réduction des pesticides est une réaction chimique dans laquelle le substrat (pesticide) subit une réduction de l'état d'oxydation. Les agents réducteurs dans l’environnement sont généralement H+. Par exemple, le malathion subit une réaction de réduction en milieu aquatique acide qui procéder par la substitution de l’un des groupes éthyle par H+, ce qui entraîne la formation de deux molécules isomères fonctionnelles de monoacide de malathion à la fin d’une demi-vie.
II.5.2.3. Réaction d'hydrolyse des pesticides
L’hydrolyse est l’une des réactions les plus courantes de la plupart des pesticides, dépendante du pH dans laquelle les pesticides réagissent avec l’eau. La plupart des organophosphorés et carbamates ont des propriétés particulièrement montré être très sensible à la réaction d'hydrolyse dans des conditions alcalines. Un pesticide très soluble dans l’eau aura tendance à ne pas s’accumuler dans le sol à cause de sa nature polaire plus forte (Katagi, 2002).
II.5.2.4. L’ionisation des molécules pesticides
L’ionisation des pesticides a d’importantes conséquences sur leur devenir dans l’environnement et dans les sols en particulier. En effet, les ions sont très solubles dans l’eau et ne sont pas volatils dans les conditions des milieux naturels (Wauchope et al., 1992).
II.5.3. Propriétés spectroscopiques
Les molécules organiques peuvent émettre de l'énergie ou en absorber quand elles sont placées dans un champ électromagnétique. Cette émission et cette absorption dépendent des caractéristiques du champ électromagnétique appliqué mais aussi de la composition et des groupes fonctionnels des molécules, ce qui en fait de puissants outils d'analyse (calvet et al., 2005).
II.5.4. Propriétés biologiques
Elles concernent les effets des pesticides sur les organismes vivants. Ils sont dus à des modes d'action très variés dont les principaux sont récapitulés dans la note NC1-2. On distingue habituellement les propriétés toxicologiques quand on considère leurs effets sur
Page 20 les êtres humains et les propriétés écotoxicologiques quand on s'intéresse aux autres organismes vivants animaux et végétaux. Ces propriétés relèvent donc de la toxicologie ou de l'écotoxicologie (calvet et al., 2005).
II.6. Formulation d’un pesticide
Un code international de deux lettres majuscules, placées à la suite du nom commercial indique le type de formulation (Bouland et al., 2004). Les principaux types de formulation sont :
Les présentations solides
Les poudres mouillables (WP) Les granulés à disperser (WG) Les microgranulés (MG) Les présentations liquides
Les concentrés solubles (SL) Les suspensions concentrées (SC) Les concentrées émulsionnables (EC) Les émulsions concentrées (EW)
II.7. Classification des pesticides II.7.1. Classification chimique
Selon Calvet et al. (2005), Il existe trois catégories de pesticides : II.6.1.1. Les pesticides inorganiques
Ils sont peu nombreux mais certains sont utilisés en très grandes quantités comme le soufre et le cuivre. Ce sont aussi des pesticides très anciens dont l’emploi est apparu bien avant les débuts de la chimie organique de synthèse. Il n’existe plus d’insecticides inorganiques et un seul herbicide est encore employé aujourd’hui comme désherbant totale, le chlorate de sodium. L’essentiel des pesticides inorganiques sont des fongicides à base de soufre et de cuivre sous déverses formes dont une des plus utilisées est la bouillie bourdelaises utilisée pour traiter la vigne, les arbres fruitiers, la pomme de terre et de nombreuses cultures maraichères (Calvet et al., 2005).
Page 21 II.6.1.2. Les pesticides organométalliques
Ce sont des fongicides dont la molécule est constituée par un complexe d’un métal tel que le zinc et le manganèse et d’un anion organique dithiocarbamates. Des exemples de ces pesticides sont le mancozebre (avec le zenc) et le manebe (avec le manganèse).
II.6.1.3. Les pesticides organiques
Les pesticides organiques sont des produits chimiques dont la structure moléculaire basée sur le carbone et qui sont plus complexes que les pesticides inorganiques. Ils sont généralement insolubles dans l'eau mais facilement solubles dans les acides gras. Les pesticides organiques peuvent être subdivisés en deux groupes supplémentaires : les pesticides organiques naturels et synthétiques, tandis que les pesticides organiques naturels sont dérivés de sources naturelles telles que le pyrèthre des plantes, les pesticides organiques synthétiques sont produits artificiellement par synthèse chimique. La plupart des pesticides modernes sont des produits chimiques organiques dont les molécules contiennent souvent de l'oxygène, du phosphore ou du soufre. Les pesticides de cette classe sont classés en : les fumigants, les organochlorés, les organophosphates ou les carbamates (Venelin et Stoyanka, 2019).
a. F umigants
En général, les fumigants sont de petits composés moléculaires qui pénètrent facilement dans certains matériaux et sont largement utilisés pour stériliser le sol et empêcher la dégradation des grains stockés, ils comprennent notamment le tétrachlorure de carbone, le bromure de méthyle et le dibromure d'éthylène (Venelin et Stoyanka, 2019). b. Organochlorés
Les pesticides organochlorés sont généralement des polluants toxiques composés principalement de carbone, d'hydrogène et de chlore. Les atomes de chlore empêchent les composés organiques de se dégrader rapidement dans l'environnement. Ces pesticides sont donc persistants et actifs pendant une longue période après leur application, par conséquent, leur utilisation et leurs applications sont soit interdites, soit limitées dans certains pays (Venelin et Stoyanka, 2019).
Page 22 c. Organophosphates
Les organophosphates sont des esters de l'acide phosphorique et de ses dérivés et sont considérés comme un risque plus important pour la santé humaine que les autres familles de pesticides. La structure chimique générale d'un organophosphate comprend un atome de phosphore central (P) et la liaison phosphorique (P=O) ou thiophosphorique (P=S) liaison et un groupe partant, qui peut être remplacé par l'oxygène de la sérine dans le site actif de l'acétylcholine estérase (AcHE) (Venelin et Stoyanka, 2019).
d. Carbamates
Les carbamates ont une structure chimique similaire à celle des organophosphates, alors que les organophosphates sont des dérivés de l'acide phosphorique, les carbamates sont des dérivés de l'acide carbamique et ont la formule générale suivante où R=O est un alcool ou un phénol et R1 est un hydrogène ou un groupe méthyle (Ecobichon, 2001). II.7.2. Classification biologique
Selon les organismes vivant visés, on distingue plusieurs catégories de pesticides, dont les principales sont consignées dans le tableau suivant :
Tableau 01: classification des pesticides selon le cible visée (Inserm, 2013).
Pesticide Utilisation Exemple
Les insecticides utilisés contre les insectes nuisibles
Dichlorodiphényltrichloroéthane., déltamethrine
Les fongicides utilisés contre les champignons phytopathogènes ou vecteurs de mycoses animales ou humaines. Moncozèbe, hexaconazol, chlorothalonil
Les herbicides qui détruisent les plantes adventices des cultures et, de façon plus générale, toute végétation jugée indésirable.
2-4D, glyphosate
Page 23 II.7.3. Classification selon l’usage
Selon Calvet et al. (2005), les pesticides sont utilisés dans plusieurs domaines d’activité pour lutter contre des organismes vivants nuisibles, d’où des usages différents. Il existe six catégories des pesticides classés selon leurs usages :
1. Les cultures : ce sont les pesticides utilisés en agriculteur pour maintenir un bon état sanitaire des sols et des végétaux.
2. Les bâtiments d’élevages : il s’agit surtout d’insecticides et des bactéricides.
3. Les locaux de stockages des produits végétaux : ce sont des insecticides et des fongicides.
4. Les zones non agricoles : il s’agit principalement d’herbicides utilisés pour désherber les voies de circulation routières et ferrées, les aires d’aéroports et les aires industrielles.
5. Les bâtiments d’habitations : ce sont des insecticides, des rodenticides, des bactéricides et des fongicides.
6. L’homme et les animaux : il s’agit d’insecticides et de fongicides utilisés pour l’hygiène humaine et vétérinaire.
II.7.4. Classification selon le mode d’action
Selon Errami (2012), le mode d’action des pesticides est comme suit :
a. Les herbicides : Représentent les pesticides les plus utilisés dans le monde toutes cultures Confondues. Ils sont destinés à éliminer les végétaux rentrant en concurrence avec les plantes à protéger en ralentissant leur croissance. Les herbicides possèdent différents modes d’action sur les plantes :
Les nématicides employés contre les nématodes phytoparasites.
Bromomethane, chloropicrine
Les molluscicides ou hélicides qui détruisent les gastéropodes.
Methiocarbe, mercaptodiméthur
Les rodenticides qui tuent les rongeurs comme les rats
Warfarine, phosphure de zinc
Les avicides destinés à éliminer les oiseaux ravageurs.
Page 24 Les perturbateurs de la régulation d’une hormone ‘l’auxine’ principale hormone
agissant sur l’augmentation de la taille des cellules, Les perturbateurs de la photosynthèse,
Les inhibiteurs de la division cellulaire, Les inhibiteurs de la synthèse de cellulose, Les inhibiteurs de la synthèse des acides aminés.
b. Les fongicides : Permettent quant à eux de combattre la prolifération des maladies des plantes provoquées par des champignons. Les fongicides peuvent agir différemment sur les champignons
Les perturbateurs de la biosynthèse des acides aminés ou des protéines, Les perturbateurs du métabolisme des glucides,
Les inhibiteurs respiratoires.
c. Les insecticides : Sont utilisés pour la protection des plantes contre les insectes. Ils interviennent en les éliminant ou en empêchant leur reproduction avec des effets neurotoxiques ou régulateurs de croissance.
Le tableau suivant résume la classification des pesticides selon le mode d’action. Tableau 02 : Classification des pesticides suivant leur mode d’action (Socorro, 2015).
Herbicide
De contact Agit sur les parties de la plante avec lesquelles il entre en contact Systémique Absorbé par la plante, se déplace à l’intérieur de celle-ci.
Sélectif Ne contrôle que certaines plantes traitées. Non-sélectif Contrôle toutes les plantes traitées
Résiduaire Se dégrade lentement et contrôle les plantes sur une longue période Non-résiduaire Est rapidement inactif après son application et ne contrôle les plantes
que sur une courte période Fongicide
Préventif Protège la plante en empêchant que la maladie ne se développe Curatif Réprime une maladie qui est déjà développée
Insecticide
De contact Agit lorsque l’insecte entre en contact avec le produit. D’inhalation Agit lorsque l’insecte respire le produit
Page 25 II.7.5. Classification selon les risques
Une classification relativement récente pour les produits phytosanitaires commercialisés est basée sur les risques de ces derniers (Tableau 03).
Tableau 03 : Produits commerciaux classé selon les risques (Gastinel et Kerlorchg, 2010).
C la ss es à d a n g er p o u r la s a n té • Toxicité aigue
• Corrosion cutanée/irritation cutanée • Lésion oculaires graves/irritation oculaire • Sensibilisation respiratoire ou cutanée • Cancérogénicité
• Toxicité pour la reproduction
• Toxicité spécifique pour certains organes cibles-exposition unique et répétée
• Danger par aspiration
C la ss es à d a n g er p o u r l’ en v ir o n n em en
t • Danger pour le milieu aquatique • Danger pour le sol
• Danger pour l’air
• Dangereux pour la couche d’ozone
C la ss es à d a n g er p o u r le s ca ra c té ri st iq u es p h y si q u es • Explosibles
• Gaz inflammables, gaz comburants, gaz sous pression • Aérosols inflammables
• Liquides pyrophoriques • Matières solides pyrophorique • Liquides inflammables
• Matières solides inflammables
• Substances et mélanges auto-échauffants
• Substances et mélanges qui, au contact de l’eau, dégagent des gaz inflammables
Page 26 II.8. Dégradation des pesticides
La dégradation est le processus de décomposition des pesticides après leurs applications, par les microorganismes, les réactions chimiques et la lumière (photodégradation). Ce processus peut durer de quelques heures à plusieurs années, en fonction des conditions environnementales et des caractéristiques chimiques du pesticide. Les pesticides qui se décomposent rapidement ne persistent généralement pas dans l'environnement ou sur la culture. Cependant, ils ne peuvent que fournir un contrôle efficace qu’à court terme. La dégradation microbienne tend à augmenter lorsque les températures sont élevées, le pH du sol favorable, l'humidité du sol et l'oxygène sont adéquats et la fertilité du sol est bonne. La dégradation chimique s’effectue par les réactions des liaisons chimiques des pesticides avec le sol, en relation avec les températures du sol et le pH. Beaucoup de pesticides, en particulier les insecticides organophosphorés, se décomposent plus rapidement dans les sols alcalins. La photodégradation par la lumière du soleil est dans une certaine mesure due à l'intensité de la lumière, la durée d'exposition et les propriétés du pesticide. Les pesticides appliqués au feuillage sont plus exposés à la lumière solaire que ceux incorporés dans le sol. Ils peuvent se dégrader plus rapidement dans les serres recouvertes de plastique que dans les serres de verre, car le verre filtre une grande partie de la lumière ultraviolette (Rathore et Nollet, 2012).
II.9. Les réglementations de l’utilisation des pesticides II.9.1. Protection des travailleurs
L’employeur doit procurer aux agents une formation suffisante sur les risques auxquels ils sont exposés, les moyens de protection à mettre en œuvre et l’utilisation proprement dite des produits. Il doit mettre à la disposition des travailleurs des équipements de protection (vêtements, gant, lunettes, ...) et des installations sanitaires conformes (douche) (Index des produits phytosanitaires, 2015).
II.9.2. La conservation des produits phytosanitaires (transport et stockage) II.9.2.1. Le transport
Deux tiers des produits phytosanitaires sont classés comme “matière dangereuse au transport”. Leur déplacement, notamment sur la route, est réglementé. En cas d’accident, leur présence dans le véhicule peut être à l’origine de contaminations de
Page 27 l’environnement (fuites de produits) et de la mise en danger des personnes en charge de ce transfert et/ou intervenant à proximité (Anonyme, 2015).
La majorité des produits phytopharmaceutiques sont des matières dangereuses pour l’homme et l’environnement. Du point de vue du transport, ces produits sont donc aussi considérés comme des marchandises dangereuses (Anonyme, 2018).
II.9.2.2. Le stockage
Le stockage des produits phytosanitaires doit garantir la sécurité des utilisateurs, du public et de l’environnement et permettre une bonne conservation des produits pour qu’ils gardent toute leur intégrité et leur efficacité (Anonyme, 2004). Le local (ou armoire) fermé à clef s’il contient des produits classés cancérigènes, ou mutagènes, doit être suffisamment éloigné des habitations et des bureaux, aéré ou ventilé (ventilations haute et basse placées sur des murs différents).
Un extincteur ainsi qu’un point d’eau seront placés à l’extérieur du local. Un panneau de “Stricte interdiction de fumer” sera affiché sur la porte.
Les produits doivent être entreposés à l’écart des denrées alimentaires humaines ou animales, mais aussi à l’écart de toutes autres substances ou préparations notamment des autres produits dangereux, ou inflammables (carburant ou comburant tel que les engrais nitratés) pour éviter les risques d’incendie.
Les produits sont rangés sur des étagères métalliques (le bois peut s’imprégner des vapeurs de produits), et conservés dans leurs emballages d’origine bien fermés avec leurs étiquettes.
Ils seront classés par catégorie de risque (symboles sur les étiquettes) et les poudres rangées de préférence au-dessus des liquides pour éviter de renverser du liquide sur un sac contenant une poudre.
Les produits seront placés sur des caillebotis en métal ou autres matériaux non absorbants pour les isoler du sol.
Une réserve de matières absorbantes, un “oreiller absorbant” ainsi qu’un bac de rétention sous les produits permet d’éponger toute fuite accidentelle.
Le local peut-être isolé par un seuil surélevé (Anonyme, 2004).
