Study of biological determinants of chlordecone transfer in the plant

L’objectif de cette thèse est de comprendre pourquoi certaines plantes sont en mesure d’absorber plus de polluants organiques que d’autres. Il s’agit d’appréhender les paramètres qui, à l’échelle de la plante, régissent l’absorption dans les racines puis le transfert vers les parties aériennes. La chlordécone a été retenue comme molécule d’étude, pour ses caractéristiques physico-chimiques propices à l’étude des transferts sol-plante (faible volatilité et relative hydrophobicité) mais également à cause des enjeux forts autour des sols contaminés dans les Antilles Françaises. Dans un premier temps, nous avons décidé de mettre en relation les processus liés à la croissance de la plante avec la capacité à accumuler la chlordécone lors d’essais en laboratoire. Des graminées modèles, comme le blé ou le miscanthus, nous ont permis d’identifier les traits biologiques impliqués dans l’absorption puis la translocation de la molécule dans les différentes parties de la plante. A l’issue de cette première phase, l’efficience de la transpiration, qui traduit également la capacité de la plante à utiliser l’eau, est apparue comme le principal déterminant de la concentration de la chlordécone dans la plante. Dans un second temps, nous avons cherché à évaluer le potentiel de contamination de la flore spontanée des parcelles contaminées de Guadeloupe, à travers un échantillonnage stratifié, c’est-à-dire orienté par des connaissances à priori ou par certains déterminants mis en évidence lors de la phase de laboratoire. Dans 70% des cas, l’analyse de cette flore spontanée nous a permis de mettre en évidence le risque significatif de dépassement des seuils réglementaires dans la viande animale nourrie avec la couverture végétale des parcelles contaminées. Des pratiques culturales, comme l’intensification du travail du sol, sont également apparues comme étant significativement corrélées à l’augmentation des quantités de chlordécone retrouvées dans la plante.The objective of this thesis is to understand the reasons why some plants are able to absorb more organic pollutants than others. The aim is to understand the parameters that, at the plant level, control the penetration into the roots and then the transfer to the aerial parts. Chlordecone was selected as a study molecule for its physico-chemical characteristics suitable for the study of soil-plant transfers (lowvolatility and relative hydrophobicity) but also because of the high stakes around contaminated soils in the FrenchWest Indies. Initially, we decided to relate the processes linked to plant growth to the capacity to accumulate chlordecone during laboratory tests. Model grasses, such as wheat ormiscanthus, allowed us to identify the biological traits involved in the absorption and then translocation of the molecule in the different parts of the plant. At the end of this first phase, the efficiency of transpiration, which also reflects the plant’s ability to use water, emerged as the main determinant of the concentration of chlordecone in the plant. In a second phase, we sought to assess the potential for contamination of the spontaneous flora of the contaminated fields in Guadeloupe, through stratified sampling, i.e. sampling oriented by a priori knowledge or by certain determinants highlighted during the laboratory phase. In 70% of the cases, the analysis of this spontaneous flora enabled us to highlight the significant risk of exceeding regulatory thresholds in animal meat fed with the plant cover of the contaminated plots. Cultivation practices, such as intensified tillage, also appeared to be significantly correlated with the increase in the amount of chlordecone found in the plant