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Biosurveillance végétale de la qualité de l’air, Jean Pierre Garrec, Chantal Van Haluwyn, éditions TEC & DOC, 2002, 117 p.

Retombées atmosphériques de métaux en France, campagne 1996, L. Galsomiès et al.
ADEME éditions, 27 rue Louis Vicat, 75015 Paris, 187 p.

A paraître :
Campagne 2000 aux éditions pour la Science, en librairie.

Pollution atmosphérique & biosurveillance

Simple, efficace et peu onéreuse, la
biosurveillance de la pollution

atmosphérique est de plus en plus utilisée en complément des mesures physiques et chimiques de la qualité de l’Air.
Son principe : évaluer les effets des polluants sur les êtres vivant à partir des végétaux. Mousses, lichens, peupliers, choux, tabacs, glaïeuls et pétunias témoignent de l’air du temps…
    

Du premier cri au dernier souffle, l’air est le seul
« produit » dont nous ne puissions nous passer plus d’une minute (4 minutes pour un champion d’apnée). C’est également celui dont nous consommons les plus grandes quantités, en volume et en poids. Au rythme de nos activités quotidiennes, hors jogging, vélo ou métier physique, 12 000 à 15 000 litres d’air transitent et se transforment dans nos poumons.

Tout être humain absorbe de 15 à 18 kg d’air et rejette la même quantité de gaz carbonique en 24 h.

« Chacun de nous a le droit de respirer un air qui ne nuise pas à sa santé » affirme la Loi sur l’Air et l’Utilisation rationnelle de l’Énergie (LAURE, 1996). Dix ans plus tard, quoique de vrais progrès aient été accomplis, ce droit n’est pas garanti et encore moins gratuit (voir encadré 1 et 7). L’indice de la qualité de l’air publié chaque jour repose sur quatre polluants : le dioxyde d’azote, l’ozone, le dioxyde de soufre et les particules. La liste des substances nuisibles à la santé comprend aussi les Composés organiques volatils (COV), les polluants organiques persistants (POP) les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les dioxines, les biocides (herbicides et pesticides) et tant d’autres. Malheureusement, en dehors de nos narines pileuses qui retiennent quelques particules, la nature n’a pas prévu de tri sélectif à l’entrée de nos voies respiratoires. Organiques, minéraux, gazeux ou solides, les polluants pénètrent notre organisme avec l’oxygène qu’il nous faut inspirer pour nettoyer le sang et renouveler notre énergie. Quels sont leurs effets à long terme sur les êtres vivants ? Pouvons-nous les éliminer ? et si nous en parlions avec nos pétunias ?

« Il faut que tu respires »
Comme vous, moi ou Mickey 3 D, les plantes respirent nuit et jour à l’aide de leurs stomates, minuscules ouvertures qui parsèment leurs feuilles. Mais le jour, elles puisent dans l’air l’essentiel de leur alimentation sous forme de gaz carbonique. Dès le printemps, celui-ci devient feuilles, fruits, tiges, tronc, racines selon le plan prévu par le génome de la plante. Pour réaliser cette prouesse, les végétaux utilisent l’énergie lumineuse et l’eau dont elles exploitent l’hydrogène et libèrent l’oxygène. C’est la photosynthèse. La composition de l’air que nous respirons dépend entièrement de l’activité des végétaux qui fixent le gaz carbonique et injectent chaque jour, l’oxygène nécessaire à tous (cf encadré 2). Or, depuis deux siècles, nous ne cessons de relâcher des millions de tonnes de gaz carbonique en brûlant les restes des forêts carbonifères sous forme de charbon, de pétrole ou de gaz. Par ailleurs la déforestation se poursuit dans les régions tropicales ce qui tend à réduire la production globale d’oxygène.

À l’échelle planétaire, l’air contient aujourd’hui plus de gaz carbonique que les végétaux et les océans n’en peuvent absorber.

En cinquante ans, sa concentration dans l’atmosphère s’est élevé de 20% et la situation ne peut qu’empirer. L’effet de serres’intensifie. La terre entre à nouveau en surchauffe (cf. encadré 3). De nombreuses plantes ont commencé leur migration vers le Nord. Le chêne vert remplace peu à peu le hêtre dans les régions tempérées. Les agrumes partent à l’assaut de la botte italienne. En France, l’époque des vendanges a été avancée de trois semaines depuis 1945. Toutes ces indications démontrent l’importance des informations que nous apporte la surveillance des plantes. À cela s’ajoute l’impact des innombrables polluants nés des technologies récentes.
Les végétaux dépendent essentiellement de l’air du temps et vivent enracinés dans le sol. Ils sont les premiers exposés à ces cocktails inconnus. Certaines essences y trouvent des aubaines. D’autres s’adaptent. Beaucoup ne résistent pas. Les premières victimes de la pollution par l’ozone sont évidemment les grandes cultures industrielles qui n’ont aucune défense autonome. Mais la biodiversité sauvage est également mise à mal en un moment de changement global où elle nous est plus que jamais indispensable.   

 L’autre langage des fleurs
La biosurveillance est devenu une véritable technique de terrain autour des années 1960 dans les pays industrialisés du nord de l’Europe. Avec le dépérissement des forêts, de vastes réseaux d’observation des arbres et des lichens sesont déployés à partir des zones industrielles à l’échelle régionale, nationale, puis transfrontalière. Les premiers polluants ciblés furent les dioxydes de soufre et d’azote et les particules de plomb émises par la pétrochimie.                                       SUITE

© EKWO

DOSSIER ENVIRONNEMENT & PHENOMENES

Texte : Marie Hellouin

Mais curieusement, on se souciait davantage de l’acidité des pluies que de la qualité de l’air que l’on respirait. En fait de santé humaine, les médias s’étonnaient surtout des trous causés par l’eau du ciel dans les vêtements des travailleurs des pays de l’Est. À l’Ouest, il a fallu près de quarante ans d'expertises et des négociations pour édicter des Directives Européennes acceptées par tous les pays.
On lui doit la désulfuration des hydrocarbures, l’essence sans plomb et la recherche de véhicules automobiles moins gourmands en carburant.

la Loi sur l’Air a vu le jour en 1996, quarante ans s’étaient écoulés depuis les premières alertes végétales.

Entre temps, de nouveaux problèmes avaient surgi. Dès les années 1990, avec l’augmentation du trafic routier, les États du sud de l’Europe ont commencé à souffrir des concentrations d’ozone. La biosurveillance s’était enrichie des avancées de toutes les technologies de pointe, notamment la biologie moléculaire, tout en restant une technique, simple et modulable. Des stations de plantes sélectionnées ont été installées le long des axes les plus fréquentés. Aujourd’hui, ce mode de surveillance ne remplace pas les mesures physiques et chimiques relevées dans l’atmosphère. Il apporte des informations différentes sur la quantité et la nature des polluants auxquels sont réellement exposés les êtres vivants. Il permet d’en constater les effets à l’échelle génétique, moléculaire ou cellulaire, d’en mesurer les conséquences sur les tissus, la photosynthèse, la croissance et le cycle de vie des plantes comme sur la composition des écosystèmes ou les pollutions de fond à l’échelle d’un continent. Au plan local, certaines plantes à fleurs comme les pétunias, les glaïeuls ou les tabacs détectent des polluants précis. D’autres comme le choux fourragé sont un catalogue vivant de toutes les substances qu’elles accumulent sur la cuticule, une pellicule cireuse qui recouvre leur feuille. Outre les substances réglementées, on y découvre des pollutions « accidentelles », des composés chimiques non recherchés par les capteurs automatiques du réseau ATMO (voir encadré 1). Les végétaux accumulateurs révèlent aussi la présence de micropolluants hyper toxiques, même à dose infinitésimale. Ces redoutables composés sont aussi indétectables dans l’air que les produits de dernière génération dans les contrôles antidopage.
Enfin les mesures végétales permettent aussi d’évaluer rapidement les effets des politiques publiques dans le domaine des transports, de la réduction des émissions ou des économies d’énergie. Les mesures physico-chimiques et la biosurveillance sont deux approches complémentaires de la pollution atmosphérique. Les premières sont obligatoires, les secondes facultatives. Pourtant les décideurs sont de plus en plus nombreux à s’y soumettre volontairement. La Société des Autoroutes Paris Normandie a procédé à une étude sur les lichens pour un tracé de 4 km à travers un vallon classé d’intérêt floristique et faunistique. « Nous aurions pu nous contenter des mesures réglementaires, mais seule la biodétection pouvait nous apporter une vision à moyen et long terme des réactions des plantes à ce changement environnemental » explique Sophie Marty Leridant, responsable du Développement Durable.

Le chou fourrager accumule sur la cuticule cireuse des HAP et des COV aux effets invisibles, hors analyse chimique.
APPANANPC

En action
Selon les informations que l’on recherche, la biosurveillance, ou biodétection, peut se baser sur des espèces choisies, implantées sur des sites précis. Il s’agit alors d’une surveillance active. Cette approche est très pratique en ville où la diversité végétale est assez limitée. Les pétunias,
détecteurs d’hydrocarbures, les tabacs détecteurs de l’ozone sont de précieux indicateurs de pollutions urbaines. Une organisation simple permet d’associer les citoyens. Les chercheurs ont mis au point des biostations en kit, faciles à disposer dans des endroits fréquentés, collèges, parcs ou jardins à l’abris du vandalisme. Grâce aux plantes, on peut allier recherche et communication pour sensibiliser les enfants et le grand public. Le tabac se prête parfaitement à la démonstration. La bio station n’est rien d’autre qu’un bac à fleur muni d’une réserve d’eau et protégée par une toile d’ombrage. On y a fait lever deux variétés de tabac, l’une très sensible à l’ozone, l’autre, archi résistante. Ce témoin servira à déceler tout stress accidentel qui puisse altérer l’étude : attaque de parasites, champignon etc…
Des mini panneaux explicatifs sont piqués près des plantes. Dans le Nord, entre mai et octobre, l’Association pour la Prévention des Pollutions Atmosphériques dispose d’une cinquantaine de biostations relevées chaque semaine. Le public peut s’informer et participer. L’effet est spectaculaire.
Sur les plantes sensibles, l’ozone provoque des taches et des nécroses proportionnelles aux concentrations d’ozone auxquelles elles ont été exposées.
Les feuilles malades sont comparées une à une à des photos de référence. Les résultats sont traités informatiquement et les données transmises aux autorités locales. Lancée dans les collèges et lycées d’Ile-de-France, l’opération joliment nommée « un bon plant pour l’air » a été relayée en Bretagne, Bouches du Rhône, Languedoc-Roussillon, Midi-Pyrénées.                           SUITE