BELCA

Cet objectif se décline à plusieurs échelles biologiques (sub-cellulaire, individu, population, communautés) et plusieurs niveaux de complexité d'exposition chimique (du contaminant isolé à une exposition réelle dans le milieu aquatique). À terme, les travaux doivent conduire à la mise au point d'outils opérationnels pour évaluer la qualité des milieux aquatiques sous pression chimique et de méthodes pour estimer le risque écotoxicologique.

Contexte et enjeux de société

Les dix dernières années ont été riches de textes législatifs et réglementaires relatifs à la gestion des toxiques dans les milieux aquatiques : Directive Cadre sur l'Eau (2000/60/CE) et ses textes d'application (directive-fille sur les substances prioritaires, 2008), règlement REACH (1998-2008), et Grenelle de l'Environnement (votée en 2008 et 2009). Alors que leurs résultats ne sont encore que parcellaires, les scientifiques sont clairement interpellés par l'opinion publique et les acteurs politiques sur le risque environnemental -et sanitaire- lié à l'imprégnation chimique des milieux aquatiques. Quels sont les impacts à long terme de la contamination chimique sur les populations et les communautés des écosystèmes d’eau douce ? Comment prévoir les substances ? Quels outils faut-il concevoir pour prévoir et mesurer l'état chimique et écologique des cours d'eau sous de multiples facteurs de stress ?

Question et enjeux scientifiques

La contamination chimique d'origine anthropique sur les milieux aquatiques se caractérise par la multiplicité des substances (organiques et inorganiques) et de leurs produits de transformation présents dans l’eau et les substrats. Son impact sur les organismes biologiques dépendra des conditions environnementales (devenir, biodisponibilité).

Dans le milieu, les organismes sont soumis à de multiples facteurs de stress qui s’ajoutent à la contamination chimique, facteurs physiques (habitat) et biologiques (parasites, prédation…) qui vont également influer sur  la réponse des biocénoses.

En l’état des connaissances actuelles, les outils d'évaluation et de gestion de la qualité des milieux sont fondés sur des niveaux de contamination le plus souvent mono-substances et des évaluations d'abondance des communautés (bio indication). Pourtant si la réponse des individus aux contaminants chimiques est observable en conditions expérimentales plus ou moins réalistes et parfois directement sur le terrain, de façon assez générale, la réponse des communautés à la contamination chimique reste plus délicate à établir. Aussi pour espérer faire le lien entre les pressions chimiques et des réponses biologiques à l’échelle de la communauté, il est nécessaire d’avancer dans notre compréhension des réponses biologiques et des facteurs de leur variabilité, aux différentes échelles d'organisation biologique et sous de multiples facteurs de stress. Il faut également mieux rendre compte de l’exposition du biote en tenant compte de la variabilité spatio-temporelle des concentrations, des transformations biotiques et abiotiques et de la biodisponibilité.

Activités

Les activités du TR se structurent en quatre thèmes sur un continuum exposition-effet :

• Thème 1 : Mesurer la contamination chimique et sa dynamique
• Thème 2 : Évaluer la réponse biologique à la contamination chimique et sa variabilité
• Thème 3 : Relier exposition aux contaminants et réponses biologiques
• Thème 4 : Comprendre les relations entre les communautés et l'état écologique des hydrosystèmes

Cette structuration a pour objet, d’une part de permettre d’acquérir les connaissances et les outils disciplinaires nécessaires au développement de chaque thème, et d’autre part de mettre en œuvre les approches interdisciplinaires indispensables pour comprendre l’exposition et les réponses des organismes aux contaminants chimiques, dans des milieux soumis à des pressions multiples et variables dans l’espace et le temps. À plus long terme, il s’agira d’intégrer le panel d’indicateurs chimiques et biologiques que nous développons pour proposer les éléments de compréhension de l’impact chimique sur les milieux, de sa gravité et des perspectives d’évolution.

Composition du TR :

65 membres dont 20 chercheurs et assimilés et 45 ITA, répartis dans 5 équipes de recherche contribuent aux activités du TR.

Depuis sa création 13 thèses ont été soutenues et 11 sont actuellement en cours. Le TR a également accueilli 15 post doctorants dans le cadre de projets de recherche nationaux, internationaux ou sur projets internes.

Les Équipes de recherche

Les activités du TR reposent sur plusieurs équipes localisées dans 3 Unités de Recherche sur Antony, Bordeaux et Lyon :

• Milieux aquatiques, écologie et pollutions
• Réseaux, épuration et qualité des eaux
• Hydrosystèmes et bioprocédés

Partenariats

Partenariats publics

Dans le cadre des partenariats d'Irstea avec l’ONEMA et les agences de bassin sont matérialisés par des conventions. Avec l’ONEMA, le TR contribue aux domaines qualité des masses d’eau, restauration des milieux aquatiques et substances polluantes. Les scientifiques du TR sont aussi mobilisés par l’ANSES, notamment pour l’application de la directive REACH.

Partenariats scientifiques

Le TR bénéficie de nombreux partenariats scientifiques, nationaux ou internationaux (Université de Girone en Espagne, Centre saint Laurent à Montréal).
Dans les domaines auxquels il contribue (chimie analytique et environnementale, biologie, écotoxicologie, écologie microbienne, écologie), le TR collabore avec des laboratoires de nombreuses universités (UCB Lyon, Université de Lorraine, de Champagne Ardennes, de Bordeaux 1).

Principales Écoles doctorales auxquelles le TR participe

• ED E2M2 (Évolution écosystèmes microbiologie modélisation) ED 341, Lyon 1 (http://umr5558-mq1.univ-lyon1.fr/newsite/)
• ED CPE (Chimie, procédés, environnement) ED 206, Lyon1
• EDSC-(École Doctorale des Sciences Chimiques), ED 40,  Bordeaux 1
• ED GRN (Géosciences et ressources naturelles) ED 398, Paris 6
• ED RP2E (Ressources Procédés, Produits Environnement) (ED 410)

Partenariats structurants

• Fédération Ile-de-France de Recherche en Environnement, les membres du PIREN Seine
• L'Institut des Sciences Analytiques de Lyon
• Le réseau de recherche en Environnement de la région Rhône-Alpes : ARC Environnement
• LABEX

Partenariats socioéconomiques

Trois partenariats industriels principaux structurent les transferts du TR vers la sphère socio-économique : EDF (sédiments contaminés en amont des barrages hydroélectriques, rejets en cours d’eau des circuits de refroidissement contaminés en zinc et cuivre), VEOLIA (outils et indicateurs chimiques, écotoxicologiques et écologiques pour évaluer la qualité des cours d’eau) et Suez Environnement (rejets toxiques à l'aval des ouvrages d’assainissement).

En Europe et dans le monde

Les activités du TR en normalisation d’indices biologiques sont de longue date bien insérées dans la communauté scientifique européenne. Les recherches en chimie et en écotoxicologie profitent des réseaux créés par les projets européens REMPHARMAWATER, ERAPHARM, NORMAN, ainsi que des échanges avec les acteurs du domaine présents dans le réseau PEER.
Le TR contribue  à la SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) via son congrès européen annuel (communications orales et écrites, présidence de sessions) et ses revues scientifiques (Environmental Toxicology and Chemistry, integrated Environmental Assesment and Management).
Irstea et le TR contribuent à la présidence du réseau Euraqua pour deux ans (2009-2011).

Équipements

• Équipements scientifiques et terrains d'expérimentation