Modélisation biodynamique de l'accumulation de composés organiques persistants par des invertébrés benthiques d'eau douce

[Departement_IRSTEA]Eaux [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiplesNational audienceLes effets d'une contamination sur des organismes sont évalués dans un premier temps en étudiant la toxico-cinétique, c'est-à-dire le lien entre la concentration d'exposition et la concentration bioaccumulée par l'organisme. En effet, la bioaccumulation de contaminants métalliques ou organiques par diverses espèces aquatiques est un phénomène très variable, puisqu'il dépend à la fois des caractéristiques du milieu, des propriétés des contaminants mais aussi de l'espèce considérée. Différents modèles dits toxico-cinétiques (ou biodynamiques) ont été développés pour décrire l'accumulation de contaminants dans les réseaux trophiques aquatiques (Luoma et Rainbow, 2005). Dans ces modèles, l'organisme est souvent considéré comme un compartiment unique ; la bioaccumulation de contaminants est alors décrite comme la résultante de flux entrants (absorption) et sortants (élimination). Le processus d'absorption peut se faire par voie dissoute et/ou trophique. Le régime alimentaire des organismes aquatiques est reconnu pour être une importante voie de bioaccumulation de contaminants. Le processus d'élimination inclut l'excrétion, la métabolisation et la dilution par la croissance. À ce jour, des modèles existent pour décrire l'accumulation de composés persistants peu métabolisables dans des organismes aquatiques variés. Cependant, la prise en compte de la biotransformation reste problématique malgré son importance ; il s'agit d'un processus clé pouvant atténuer la bioaccumulation des substances et varie considérablement selon les espèces et les contaminants (Arnot et al., 2008). De même, les études incluant la dépendance à la concentration dans les modèles actuels sont peu nombreuses, toutefois à considérer puisqu'il existe physiologiquement des phénomènes de saturation. À ce jour, il n'existe pas de cadre générique de modélisation réunissant l'ensemble de ces processus (absorption avec éventuellement effet de saturation, élimination avec éventuellement biotransformation) pour les contaminants organiques persistants. Ce projet de recherche a pour objectif de développer un tel cadre générique de modélisation biodynamique en s'appuyant sur des données expérimentales obtenues en conditions contrôlées en réalisant des cinétiques d'accumulation et d'élimination de composés organiques, notamment émergents, par différentes espèces aquatiques présentant des traits biologiques variés. Trois espèces d'invertébrés benthiques d'eau douce (Physa acuta, Chironomus riparius et Gammarus fossarum) ont été sélectionnées ; les substances modèles incluent notamment le PCB 153, l'hexabromocyclododécane et un polybromodiphényl-éther. Les paramètres du modèle générique pour chaque couple espèce-contaminant seront estimés par inférence Bayésienne à partir des résultats expérimentaux