COMPTE-RENDU DU SEMINAIRE NATIONAL SUR LE DEVELOPPEMENT ET LA VALIDATION DES BIOMARQUEURS ET BIOESSAIS POUR LA SURVEILLANCE DES MILIEUX AQUATIQUES

Transcription

1 COMPTE-RENDU DU SEMINAIRE NATIONAL SUR LE DEVELOPPEMENT ET LA VALIDATION DES BIOMARQUEURS ET BIOESSAIS POUR LA SURVEILLANCE DES MILIEUX AQUATIQUES Organisé par l Institut National de l Environnement Industriel et des Risques (INERIS), l Institut Français de Recherche pour l Exploitation de la Mer (IFREMER) et l Office National de l Eau et des Milieux Aquatiques (ONEMA) Verneuil en Halatte, 17 novembre 2010 Introduction contexte et rappel des objectifs du séminaire Sur la base d une initiative commune INERIS-IFREMER-ONEMA, un séminaire national consacré au développement et à la validation des biomarqueurs et bioessais pour la surveillance des milieux aquatiques a réuni durant une journée sur le site de l INERIS à Verneuil en Halatte (Oise, France) une cinquantaine de participants invités (voir liste en annexe), représentants des universités, des organismes de recherche publics, de l industrie, des structures impliquées dans la gestion de la qualité des milieux aquatiques, et du Ministère en charge de l écologie. L objectif principal était de dresser un état des lieux de l utilisation des biomarqueurs et des bioessais pour évaluer les risques posés par des substances toxiques envers l environnement, d identifier les verrous scientifiques et techniques à lever pour leur mise en œuvre dans le cadre de programmes de surveillance de l état des eaux et des milieux aquatiques, et de dégager des pistes opérationnelles et des axes de recherche prioritaires vis-à-vis de ces indicateurs biologiques. Le séminaire était organisé autour de conférences plénières suivies de tables de discussion où étaient abordées les questions du potentiel d utilisation de ces indicateurs biologiques et de leurs modalités de mise en œuvre dans différents contextes d utilisation, et du développement de ces outils en vue de leur application dans le cadre de la surveillance de l environnement aquatique. Ce compte-rendu reprend à la fois les points saillants des exposés des différents intervenants, ainsi que les éléments issus des discussions des tables-rondes. Synthèse des présentations Les présentations réalisées au cours du séminaire sont disponibles sur le site internet de l INERIS à partir du lien En début de séance plénière, l intervention de Mario CARERE de l institut national Italien pour la santé s est intéressée aux différents programmes de surveillance mis en œuvre dans le cadre de la Directive Cadre sur l Eau et au rôle que pouvaient éventuellement jouer les indicateurs biologiques dans le contexte DCE (e.g. identification d un problème, sélection des points de surveillance et des éléments de qualité à suivre). Cette présentation a également été l occasion d exposer le mandat du groupe de travail européen sur les aspects chimiques («WG-E on Chemical Aspects») dont l un des objectif est de promouvoir les échanges entre scientifiques et gestionnaires autour des thématiques «contaminants émergents» et «surveillance des effets biologiques des contaminants», un travail réalisé en étroite collaboration avec le réseau européen NORMAN. Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 1 sur 8

2 Dans une présentation commune, Christian BLAISE (Environnement Canada) et Olivier PERCEVAL (ONEMA) ont tenté de donner une définition des biomarqueurs 1 et décrit le cheminement qui a conduit les biomarqueurs à être utilisés, dans un premier temps, de façon individuelle pour révéler des gradient de contamination simples, puis en batterie et/ou dans le cadre d approches de type «poids des preuves» pour identifier des régimes d exposition plus complexes. Les principaux avantages (i.e. prise en compte des fractions biodisponible et toxique de l ensemble des contaminants présents dans le milieu, indicateurs précoces et sensibles d un stress) et désavantages (i.e. peu voire pas de liens mécanistes clairement établis reliant la réponse des biomarqueurs à la fitness des organismes, influence de nombreux facteurs de confusion susceptibles de rendre l interprétation des résultats complexe, peu prédictifs d effets au niveau populationnel) liés à leur utilisation en évaluation de risque environnemental ont également été rappelés. Cette présentation a d autre part été l occasion de dresser le bilan des quelques expériences d application des biomarqueurs dans des réseaux de surveillance pérennes (ex : BEST-LRMN 2, JAMP/OSPAR 3, NMMP 4 ), en identifiant les avantages liés à une telle démarche mais également les difficultés rencontrées dans leur mise en œuvre. Bien que ces expériences internationales mettent en avant la faisabilité d une approche multibiomarqueurs à large échelle, elles pointent également la difficulté d interprétation des données biomarqueurs en lien avec leur variabilité naturelle. Différentes perspectives de recherche autour de ces outils écotoxicologiques, se rapportant principalement à la normalisation des méthodes d analyse, à l élaboration de grilles de lecture/critères de qualité, et à la recherche de nouveaux biomarqueurs pour mesurer l exposition à des polluants émergents (nanoparticules, médicaments) ont également été présentées. L exposé de Thomas MAES du CEFAS (Centre for Environment, Fisheries and Aquaculture Science) a ensuite porté sur l utilisation des biomarqueurs et des bioessais dans le cadre d une approche intégrée combinant mesures chimiques et biologiques pour la surveillance de la qualité du milieu marin. Du fait du cadre structurant de l OSPAR, les indicateurs biologiques utilisés en milieu marin bénéficient d un niveau de connaissance et de validation plus important que pour les eaux continentales. Les voies d optimisation des réseaux de surveillance de l environnement marin, notamment via le couplage de campagnes de prélèvement, ou par l adaptation, en fonction des chroniques passées, de l étendue et des fréquences de prélèvement ont également été abordées dans cette présentation. Cette présentation a apporté des arguments en faveur de l applicabilité des outils écotoxicologiques dans un contexte de biosurveillance des écosystèmes marins La présentation de Jean-Marc PORCHER de l INERIS portait sur l utilisation d outils écotoxicologiques dans le cadre d investigations environnementales pour comprendre l apparition d altérations morphologiques chez des poissons soumis à des rejets d effluents industriels. Cette étude de cas a permis de mettre en avant l intérêt d une approche combinant biomarqueurs et bioessais in vitro pour caractériser les effets de ces effluents. Elle a également mis en évidence un certain nombre de limites liées à l utilisation de ce type d approche, notamment en termes de disponibilité des outils pour les espèces considérées qui dans ce cas sont souvent imposées par le contexte. Olivier GEFFARD du CEMAGREF a ensuite présenté les résultats d une étude utilisant le gammare comme organisme modèle et visant à développer un ensemble de marqueurs biochimiques et physiologiques choisis pour leur pertinence en termes de maintien des organismes dans le milieu. Ce travail de développement passe nécessairement par la caractérisation de valeurs de référence mais également par la prise en compte des effets liés à des facteurs de confusion ou de modification, comme la température de l eau. Le recours à la 1 Dans ce document, le terme biomarqueur fait référence à des changements observés ou mesurés à différents niveaux d organisation biologique infra-populationnels (i.e. réponses moléculaires, biochimiques, cellulaires, physiologiques ou comportementales) et qui reflètent l exposition des organismes à au moins un contaminant. 2 Biomonitoring of Environmental Status and Trends Large Rivers Monitoring Network (Etats-Unis). 3 Joint Assessment and Monitoring Programme (Convention OSPAR pour la protection du milieu marin de l Atlantique du Nord-est). 4 National Marine Monitoring Programme (Suède). Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 2 sur 8

3 modélisation permet, dans une certaine mesure, de contrôler les effets des variables environnementales sur la réponse des biomarqueurs, et ainsi de facilité l interprétation des résultats des études utilisant les biomarqueurs en limitant la variabilité de leur réponse. La présentation de Thierry BURGEOT d IFREMER a permis de mieux comprendre l articulation des programmes de surveillance DCE 5, DCSMM 6 et OSPAR, et d exposer la stratégie de développement et de validation des biomarqueurs mise en œuvre dans le cadre de la convention OSPAR pour la protection de l environnement marin de l Atlantique du Nord-Est. Cette stratégie comprend des études d inter-comparaison des méthodes de dosage entre laboratoires européens, un programme d assurance qualité (BEQUALM) à l image de ce qui se fait en chimie, et le développement de grilles de lecture ou de critères de qualité pour les réponses biologiques. Cette présentation a mis en avant la durée nécessaire à la validation des biomarqueurs dans un objectif de biosurveillance, notamment au travers de l exemple de l EROD (20 ans environ), qui fût parmi les premiers biomarqueurs proposés au début des années Il est raisonnable de penser que les développements de futurs biomarqueurs seront réalisés sur un temps plus réduit en s appuyant sur la structuration des activités de développement des biomarqueurs mises en place par OSPAR depuis 20 ans. Une harmonisation de la standardisation entre les réseaux OSPAR et MED POL 7 apparaît également comme une démarche nécessaire au niveau national. Sandrine ANDRES de l INERIS présentait des éléments de réflexion sur la place des biomarqueurs et bio-essais dans la démarche d élaboration ou de validation de normes de qualité environnementale (NQE) dans le cadre de la DCE. Contrairement aux NQE qui ne sont définies que pour des substances individuelles, les biomarqueurs ont l avantage de considérer l effet de mélanges environnementaux complexes. Dans une phase de mise en œuvre des NQE, les biomarqueurs apparaissent comme des indicateurs biologiques utiles à la vérification de la signification écologique des NQE. Aussi ils pourraient être utilisés pour améliorer la définition des NQE en permettant d évaluer le niveau de protection qu elles confèrent. Cette présentation a également été l occasion de rappeler que la réglementation REACh sur les produits chimiques prévoyait l utilisation de données biomarqueurs pour évaluer la dangerosité des substances, sous réserve que les paramètres retenus soient annonciateurs d effets sur la dynamique des populations (paramètres liés à la croissance, à la reproduction et à la survie des individus). En clôture de cette séance plénière, Jean PRYGIEL de l Agence de l Eau Artois-Picardie présentait un retour d expérience de l application des biomarqueurs et bioessais dans le réseau de surveillance réglementaire du bassin Artois-Picardie. Cette présentation a démontré l intérêt des gestionnaires en charge de la surveillance de la qualité des milieux pour ces outils biologiques, comme en témoignent par ailleurs les nombreuses études soutenues par les agences de l eau sur ce sujet. Toutefois, force est de constater que les résultats de ces études sont rarement exploités de façon satisfaisante, et que le retour sur investissement est souvent très faible (peu de suites données à ces initiatives isolées). Les attentes des gestionnaires sur ce sujet sont bien réelles, mais de nombreux questionnements subsistent quant au choix des supports de mesure (organismes modèles, tissus cibles), à la disponibilité des outils, à leur domaine d application, et sur le niveau de validation et de standardisation des méthodes employées. Un effort important de sensibilisation reste à faire auprès des gestionnaires mais également auprès des chercheurs. Ces différentes présentations ont souligné l intérêt potentiel des indicateurs biologiques, malgré leurs limites, pour la surveillance des milieux aquatiques. Cette application pourrait se faire dans le cadre de différents textes réglementaires comme la DCE ou la DCSMM. Du fait de la 5 Directive Cadre sur l Eau (2000/60/CE) 6 Directive Cadre Stratégie Milieu Marin (2008/56/CE) 7 Le programme MED POL mis en œuvre dans le cadre du Programme des Nations Unies pour l Environnement (plus précisément de son Plan d action pour la Méditerranée), aide les pays méditerranéens à formuler et mettre en œuvre des programmes de surveillance continue de la pollution, y compris des mesures de maîtrise de la pollution. Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 3 sur 8

4 structuration des activités de recherche et de validation des indicateurs biologiques en milieu marin dans le cadre d OSPAR, la standardisation nécessaire des biomarqueurs et bioessais est plus avancée dans cet environnement. Si plusieurs études sont d ores et déjà engagées en milieu continental, le retard reste à combler par rapport au milieu marin. Synthèse des tables-rondes Thème 1 : «Quelles stratégies d utilisation des biomarqueurs et bioessais pour répondre à quels objectifs de surveillance?» L objectif de ce thème de discussion était d identifier les domaines potentiels d application des indicateurs biologiques et de déterminer leurs modalités de mise en œuvre. Partant du constat que les besoins des gestionnaires sont multiples, les participants se sont attachés dans un premier temps à définir une typologie des champs d intervention des gestionnaires (i.e. définition des contextes), notamment dans le domaine du contrôle des pollutions et de la surveillance des milieux, et dans un deuxième temps, de mettre en regard ces différents contextes et les outils écotoxicologiques disponibles pouvant apporter des solutions scientifiques appropriées : - Caractérisation des rejets d effluents : les bioessais in vivo qui bénéficient d une certaine reconnaissance sur le plan scientifique, qui tient notamment au fait que bon nombre de ces tests sont normalisés tant au niveau national qu international (AFNOR, ISO, UE, OCDE), mais également les tests cellulaires in vitro basés sur l intégration des complexes contaminants/récepteurs au sein d une cellule (sous réserve d un effort de normalisation de ces outils, et d une meilleure évaluation de leur répétabilité), semblent les plus indiqués pour répondre à cet objectif. L utilisation d approches WET (Whole Effluent Toxicity) consistant à exposer des organismes aquatiques à différentes concentrations d un effluent complexe (i.e. mélange de substances) est également appropriée. Dans ce domaine, les enjeux réglementaires sont importants. En prévision de la révision de la redevance pour la pollution d origine non domestique en 2012, et ce pour renforcer le caractère incitatif des redevances des agences de l eau sur la réduction à la source des émissions, il y a un besoin réel de disposer de paramètres/indicateurs de redevance en cohérence avec les paramètres de la DCE (e.g. intégration de la problématique des substances dangereuses). A titre d exemple certaines initiatives récentes visent à améliorer les performances environnementales de stations d épuration ; le projet commun VEOLIA-Watchfrog a pour objectif de tester une méthode de détection des perturbateurs endocriniens à l aide d une larve d amphibien luminescente (bioessais in vivo) dans les effluents traités d une STEP de la région de Pau. La demande autour de cette thématique est donc importante tant au niveau national qu au niveau local. - Surveillance des expositions (alerte) et des effets (impact) dans le milieu : les biomarqueurs pourraient être utilisés dans ce contexte, notamment dans une approche comprenant d un côté des marqueurs précoces plus ou moins spécifiques d une classe de contaminants (e.g. activité EROD, acétylcholinestérase, métallothionéines, vitellogénine) utilisés en batterie, et visant essentiellement à indiquer l exposition des organismes à un ou plusieurs contaminants et à orienter les analyses chimiques, et de l autre côté, des marqueurs pertinents d un point de vue écologique (i.e. biomarqueurs prédictifs d altérations de la croissance, de la reproduction, et du comportement des individus, biomarqueurs énergétiques) pour en évaluer les impacts. Toutefois, le fait qu une grande majorité de ces biomarqueurs ne soient pas normalisés a été clairement identifié comme un frein puissant à leur utilisation dans les réseaux de surveillance. De plus, la grande variabilité de la réponse des biomarqueurs en lien avec les facteurs biotiques et abiotiques est très certainement un écueil à leur utilisation sur une large échelle géographique, même si la modélisation pourrait aider à contrôler, dans une certaine mesure, l effet de ces variables confondantes. De fait, le réseau de contrôle de surveillance (RCS) de la DCE, en raison de son emprise géographique, n a pas prévu d intégrer la mise en œuvre des biomarqueurs. La détermination d une réponse biologique normalisée (par rapport à des facteurs environnementaux) sur le plan local, assortie de la détermination de seuils régionaux pourrait constituer une alternative avantageuse. D autre part, la variabilité naturelle des Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 4 sur 8

5 biomarqueurs pourrait être réduite en ayant recours à des méthodes de surveillance active basées sur l encagement d organismes sentinelles standardisés (en terme de taille, de sexe, etc.) et dont l historique d exposition est commun, à l image de ce qui a été réalisé dans le cadre du programme RINBIO. Cependant, la communauté scientifique ne dispose pas encore du recul suffisant pour évaluer la faisabilité d une telle approche d encagement. - Etudes d impact sur un site spécifique : Les approches multi-paramètres basées sur le poids de l évidence et regroupant différents types d outils (mesures chimiques dans différentes matrices environnementales, mesures de bioaccumulation, bioessais, paramètres écologiques) semblent particulièrement adaptées à ces études. Dans ce contexte, les biomarqueurs et les bio-essais peuvent être utilisés pour comprendre les mécanismes sous-tendant des perturbations ou pour identifier les substances responsables des effets observés (approche EDA). L utilisation des biomarqueurs soulève toutefois le problème de la disponibilité des espèces supports sur lesquelles les analyses sont effectuées. Pour autant, ce questionnement ne nuit pas à la mise en œuvre des biomarqueurs aussi bien dans le cadre des études d impact que dans celui du réseau de contrôle d enquête de la DCE. En effet, si l espèce est souvent imposée par le milieu, le transfert méthodologique vers une autre espèce reste réalisable comme en témoigne l étude présentée par Jean-Marc PORCHER. Des degrés de complémentarité variables s opèrent entre les différents biomarqueurs développés dans le cadre de projets/études R&D et les analyses chimiques et les relevés biocénotiques. Face à ce constat, il est légitime d attribuer à chacun de ces outils une place différente dans les programmes de contrôle de la qualité des masses d eau. Les biomarqueurs précoces plus ou moins spécifiques de contaminants ou de classes de contaminants (e.g. activité EROD, acétylcholinestérase, métallothionéines, vitellogénine) présentent des réponses qui peuvent être mises en relation avec le niveau de contamination du milieu. C est d ailleurs souvent cette relation qui a suscité l intérêt autour de ces biomarqueurs d exposition. D autres marqueurs avec une signification écologique (i.e. liens mécanistes avérés avec la fitness 8 ) peuvent plus facilement être reliés à des perturbations au niveau des populations et des communautés. Une possibilité d application des indicateurs biologiques a été identifiée au sein de plans nationaux comme par exemple le plan national d actions sur les PCB, dans lequel l utilisation de tests in vitro et des biomarqueurs pourrait orienter les analyses chimiques sur certains sites et apporter une information plus globale sur la contamination du milieu. La question du choix des outils à mettre en œuvre dans des contextes aussi variés se pose également. En effet, de façon schématique, les équipes de recherche tendent à développer leurs propres indicateurs biologiques de façon indépendante, souvent déconnectée d un cadre réglementaire structurant (exception faite pour OSPAR et MEDPOL). Ceci aboutit à l existence d un grand nombre de biomarqueurs et de méthodes de quantification associées, qui ne sont pas forcément transférables d un organisme modèle à un autre, limitant leur appropriation par les acteurs de la gestion de l eau. D autre part, les compétences au sein des laboratoires de recherche ne sont pas forcément pérennisées, ce qui explique en partie que les quelques initiatives d études/projets visant à évaluer la pertinence/faisabilité de l utilisation de ces outils dans le cadre des réseaux de surveillance sont souvent sans suite (le doctorant ou postdoctorant en charge du développement de l outil quitte le laboratoire avant la phase préopérationnel de développement ; le transfert vers le gestionnaire ne s effectue pas). Afin de garder une trace durable de ces études, une base de données regroupant les résultats de ces différentes initiatives isolées pourrait être élaborée. Une initiative allant dans ce sens est en cours dans le cadre des activités du réseau européen NORMAN et complètera ainsi les bases de données disponibles pour les contaminants émergents. D autre part, et ce pour répondre à un volume croissant d analyses chimiques nécessaires pour répondre aux exigences imposées par la DCE, il serait souhaitable de disposer de laboratoires ou de groupements de laboratoires qui seraient à même de mettre en œuvre les outils nécessaires sur un nombre important d échantillons. 8 La fitness d un organisme se définit par sa propriété à survivre ainsi que par sa fréquence de reproduction. Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 5 sur 8

6 La question des coûts afférents à la surveillance de l état de la qualité de l eau et des milieux aquatiques a également été soulevée au cours des tables rondes. Par souci de rationalisation des coûts des programmes de surveillance, les budgets dédiés aux analyses chimiques des substances prioritaires et pertinentes au niveau national tendront à rester constants voire à diminuer. Si pendant de nombreuses années l idée que les biomarqueurs et les bioessais étaient moins coûteux que les analyses chimiques a été avancée, force est de constater que peu de données existent à ce sujet. Une analyse économique des données de surveillance disponibles pourrait être réalisée afin d étayer cet argumentaire. Dans ce contexte, les données de coût des dosages utilisées pour le montage des projets scientifiques ou par les sociétés spécialisées pourraient également être utilisées. Thème 2 : «Verrous scientifiques et techniques à lever pour une utilisation des biomarqueurs et bioessais en surveillance» L objectif de ce thème de discussion était d identifier les verrous conceptuels et méthodologiques à l intégration des indicateurs biologiques dans les réseaux de surveillance. L ensemble des participants ont reconnu l influence prépondérante des textes législatifs à la fois au niveau national et européen sur la manière dont la surveillance des milieux aquatiques est structurée/organisée. L absence de texte réglementaire ou même de document-guide technique imposant ou recommandant l utilisation d indicateurs biologiques dans un contexte de surveillance est un frein important à leur mise en œuvre. Des plans nationaux comme le plan d action «micropolluants», le plan PCB ou le plan résidus de médicaments pourraient servir de levier pour promouvoir l utilisation des biomarqueurs, par le biais de démonstrations sur des sites pilotes, par exemple. D autre part, les agences de l eau ont déjà mis en place certaines stratégies d utilisation des indicateurs biologiques, notamment au niveau des contrôles d enquêtes de la DCE afin de déterminer les causes pour lesquelles une masse d eau n atteint pas les objectifs environnementaux fixés. Ce constat tend alors à indiquer que ce réseau de contrôle mis en place dans le cadre de la DCE pourrait être un bon support pour la mise en œuvre des biomarqueurs. Du fait de l importance de la réglementation européenne en matière de surveillance des milieux aquatiques, il semble logique que la structuration de la recherche sur les thèmes du développement et de la validation des biomarqueurs et bioessais se fasse également à un niveau européen. A ce titre, le réseau NORMAN qui dispose déjà d un groupe de travail dédié à ce sujet pourrait servir de lieu de priorisation pour les actions R&D à soutenir. Ce groupe, coordonné par l INERIS, travaille en étroite collaboration avec le WG-E et a pour objectif de dresser un état des lieux des outils disponibles, et des méthodes d interprétation, mais également de mener à bien des études pour répondre à des questions en lien avec l application des indicateurs biologiques. Au niveau national, le réseau AQUAREF 9 pourrait également servir de plate-forme d échange pour les développements méthodologiques, et la mise en œuvre d exercices d inter-comparaison. La recherche en écotoxicologie a permis le développement de nombreux biomarqueurs. La sélection des biomarqueurs utilisables en surveillance doit s appuyer sur des critères de robustesse et de signification biologique, principalement vis-à-vis de la compréhension des mécanismes sous-jacents à l apparition de l effet toxique et du fait qu ils indiquent un danger pour une population, une communauté ou un écosystème donné. La normalisation des outils est également un paramètre à prendre en compte bien qu à l heure actuelle, il n y ait pas de biomarqueur normalisé (mesure et interprétation par comparaison à des seuils), excepté l imposex dans le milieu marin. Un effort doit donc être fait dans ce sens. L étape de standardisation entre recherche et application en routine doit maintenant être mise en place pour favoriser le développement des biomarqueurs et bioessais dans des réseaux de surveillance. 9 Laboratoire national de référence pour la surveillance des milieux aquatiques formé à partir de la mise en réseau des compétences et des capacités de recherche de cinq établissements publics : BRGM, Cemagref, Ifremer, INERIS et LNE. Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 6 sur 8

7 L utilisation des biomarqueurs passe obligatoirement par la sélection d une espèce support pertinente. Idéalement, cette espèce devra être représentative du milieu dans lequel elle vit mais également de la communauté dont elle est issue. Par ailleurs, il conviendra également d avoir recours, en priorité, à des espèces sentinelles déjà utilisées comme modèles en écotoxicologie, dont la physiologie est bien connue, afin de faciliter l interprétation des données de biomarqueurs en contrôlant (a priori en choisissant des individus de même sexe et stade de développement ou a posteriori par des méthodes statistiques) les effets des facteurs biotiques de confusion. Une surveillance de l état de l eau et des milieux aquatiques à large échelle, telle qu elle est actuellement mise en œuvre dans le cadre de la DCE, impose également d avoir recours à plusieurs espèces sentinelles, une seule espèce ne permettant en aucune mesure d avoir une couverture géographique suffisante. Aussi, il est nécessaire de garder une capacité d adaptation pour transférer éventuellement certains outils chez des espèces considérées a priori comme non pertinentes. Du fait de la spécificité de chaque laboratoire, il n existe que peu d études comparatives sur l intérêt relatif d un organisme modèle par rapport à un autre, et plus spécifiquement sur les avantages et les limites de l utilisation des poissons et des invertébrés. Une étude impliquant l INERIS et le CEMAGREF est en cours dans le cadre du réseau NORMAN afin de statuer sur cette question. Une extension de ce travail à d autres partenaires pourra être envisagée afin d en étendre les conclusions. La difficulté d interprétation des données obtenues à l aide des biomarqueurs est également évoquée comme un frein à leur utilisation. Cette difficulté est renforcée par la mise en œuvre d approches multi-biomarqueurs qui démultiplient la quantité de données générées. Si pour certains biomarqueurs, l interprétation peut être basée sur une valeur-seuil permettant une interprétation relativement simple des données, cette méthode ne saurait être généralisée à l ensemble des biomarqueurs. Aussi, d autres méthodes doivent être envisagées. L utilisation de comparaisons relatives des réponses biologiques de type biomarqueurs entre des sites pollués et des sites non pollués, ou des sites situés en amont et en aval d un effluent potentiellement toxique reste l approche la plus fréquemment utilisée. Toutefois celle-ci se heurte à différentes contraintes comme la disponibilité des espèces ou la relativité des réponses liée à la présence de contaminations sur les sites soit disant non pollués ou amont du rejet. De plus, cette approche limite considérablement l emprise géographique des méthodes mises en œuvre. L utilisation de séries temporelles permet également l interprétation des réponses observées au niveau d un site plus particulièrement dans le cadre de suivis de tendances. Toutefois, cette méthode pose la question du choix d une valeur de base de la réponse du biomarqueur étudié. Afin d uniformiser l interprétation des données pour l ensemble des biomarqueurs, il semble souhaitable de tendre vers des classes de réponse ou des grilles de qualité basée soit sur la signification des réponses en termes d effet soit sur l application de facteurs de sécurité autour du valeur de base. Cette méthode nécessite de disposer de valeurs de référence pour les biomarqueurs. L utilisation des stations du réseau de référence de la DCE pourrait permettre de déterminer ces valeurs. Reste néanmoins que cette stratégie pose la question de la validité de ce réseau à vocation hydrobiologique pour la définition de valeurs de référence des biomarqueurs. Des travaux sont actuellement en cours à l INERIS pour tenter de répondre à cette question ; les résultats de cette étude seront disponibles fin Quelque soit la méthode d interprétation choisie, le dire d expert restera nécessaire pour interpréter les résultats de ces études et exploiter toute l information pertinente que les biomarqueurs peuvent fournir. La normalisation des méthodes de mesure et d interprétation des données de biomarqueurs est indispensable. Cette phase du développement des indicateurs biologiques incluant la détermination de critères de qualité associés aux mesures (i.e. coefficient de variation, limite de détection), la recherche de facteurs confondants et de facteurs correctifs ou encore la réalisation d essais circulaires d inter-comparaison doit être mise en œuvre rapidement. A ce titre, il serait utile de disposer de guides méthodologiques et techniques facilitant la mise en place de cette étape. Dans ce contexte, un échange entre chercheurs et utilisateurs finaux des différents types de biomarqueurs faciliterait cette normalisation en permettant un développement en directe adéquation avec les besoins. La mise en place d un système d assurance qualité doit également accompagner cette démarche. Toutefois celle-ci à un coût qui doit être pris en considération. Comme évoqué plus haut, les réseaux AQUAREF et NORMAN pourraient servir de plate-forme à cette démarche de normalisation, respectivement au niveau national et européen. Il semble en effet important de trouver des relais pour mettre en Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 7 sur 8

8 œuvre ce processus qui n est pas du ressort de la recherche académique et qui reste indispensable pour stimuler l utilisation future des biomarqueurs, et leur appropriation par les gestionnaires et autres acteurs de l eau. Conclusions et perspectives Ce séminaire aura permis d identifier plusieurs contextes/situations pour lesquels l emploi d indicateurs biologiques semble particulièrement adapté, notamment pour la réalisation d études d impacts, ou dans le cadre de plans nationaux ciblant des contaminants spécifiques (plan PCB ou plan résidus de médicaments), ou encore dans le cadre du réseau de contrôle d enquête de la DCE, et de la future directive-cadre stratégie sur le milieu marin. Afin de faciliter l utilisation en routine des biomarqueurs et bioessais dans ces différents contextes, un travail de normalisation de ces outils apparaît néanmoins nécessaire. Ce travail pré-normatif qui n est pas du ressort de la recherche académique nécessite des instances de relais à même de porter ces efforts de normalisation. Aux niveaux national et européen, les réseaux AQUAREF et NORMAN pourraient jouer ce rôle. Si le réseau NORMAN s est déjà engagé dans cette voie, un travail de mise en place de cette nouvelle thématique sera nécessaire pour le réseau AQUAREF, dont le mandat actuel est essentiellement tourné vers des aspects chimiques et hydrobiologiques. Des discussions seront rapidement engagées avec les partenaires du réseau AQUAREF afin d envisager la mise en place d un groupe de travail qui établirait un guide méthodologique pour la validation opérationnelle des biomarqueurs et qui organiserait les différentes études nécessaires à cette validation. Ce groupe pourrait également servir de plate-forme d échange entre les chercheurs et les utilisateurs finaux des biomarqueurs. Ce séminaire a également permis d identifier des pistes de recherche sur la thématique des biomarqueurs et bioessais, avec notamment : -la recherche d espèces sentinelles d intérêt, - l étude de la complémentarité des biomarqueurs utilisés chez vertébrés et les invertébrés, -la détermination de valeurs de référence pour les biomarqueurs, -l élaboration de méthodes d analyse des données biomarqueurs, et la définition d indices intégrateurs des différentes réponses. Ces différents points constituent des questions structurantes de la recherche sur cette thématique. Au même titre que la recherche de nouveaux outils permettant d appréhender les nouveaux défis de l écotoxicologie (perturbateurs endocriniens, médicaments, nanomatériaux) 10, ces questionnements doivent être intégrés dans la programmation nationale de la recherche (Agence Nationale de la Recherche, alliances de recherche). 10 Le développement de nouveaux indicateurs biologiques n a pas été débattu lors de ce séminaire. Biomarqueurs et bioessais en surveillance : synthèse du séminaire national Page 8 sur 8