Thèse Lyon 2 - Tel Archives ouvertes

UNIVERSITÉ DE GENÈVE
Section des sciences de la Terre Faculté des Sciences
Institut F.-A. Forel Professeur Walter Wildi UNIVERSITÉ MONTPELLIER 1
Département Sciences de l'Environnement U.F.R.
pharmaceutiques
et Santé Publique Professeur Claude
Casellas Caractérisation de l'exposition des écosystèmes aquatiques
à des produits phytosanitaires :
spéciation, biodisponibilité et toxicité.
Exemple du cuivre dans les eaux de ruissellement
de parcelles viticoles (Roujan, Hérault, France). THÈSE
en cotutelle présentée à la Faculté des sciences de l'Université de Genève
pour obtenir le grade de docteur ès sciences, mention interdisciplinaire
et
présentée à l'Université Montpellier 1
pour obtenir le titre de docteur de l'Université Montpellier 1,
spécialité biologie des populations et écologie par
Rodolphe GILBIN
(France) Thèse N° 3315
GENÈVE
Atelier de reproduction de la Section de physique
2001 [pic] Gilbin, R. : Caractérisation de l'exposition des écosystèmes aquatiques à
des produits phytosanitaires : spéciation, biodisponibilité et toxicité.
Exemple du cuivre dans les eaux de ruissellement de parcelles viticoles
(Roujan, Hérault, France).
Terre & Environnement, vol.x, XXIII + 192 pp. (2001) ISBN 2-940153-xx-x Section des sciences de la Terre, Institut F.A. Forel, Université de
Genève,
10 route de Suisse, CH-1290 Versoix, Suisse.
Téléphone +41 (0) 22 950 9210, Téléfax +41 (0) 22 755 1382
email : wyss@terre.unige.ch
Ce mémoire est le résultat d'un travail de thèse effectué
en cotutelle, suite à un Accord de coopération pour la
mise en ?uvre d'une cotutelle de thèse signé le 2 décembre
1998
entre l'Université de Genève (Suisse)
et l'Université Montpellier 1 (France).
Ce mémoire de thèse est par conséquent déposé
conjointement à l'Université Montpellier 1 (France)
et à l'Université de Genève (Suisse),
en conformité avec la réglementation en vigeur
en France (arrêté du 25 septembre 1985)
et à l'Université de Genève (Règlement et plas d'études,
1998).
Remerciements Au terme de ce travail effectué à Genève et Montpellier, je voudrais
remercier les personnes qui ont eu la gentillesse de m'aider et de me
soutenir. Tout d'abord je remercie mes deux co-directeurs de thèse, Madame le
Professeur Claude Casellas (Département Sciences de l'Environnement et
Santé Publique à l'Université Montpellier 1), et Monsieur le Professeur
Walter Wildi (directeur de l'Institut F.-A. Forel, Université de Genève)
qui m'ont fait profiter de leurs visions complémentaires indispensables
dans ce travail interdisciplinaire et ont su me guider pour mener à terme
mon travail. Je remercie tout particulièrement Monsieur le Professeur Philippe
Arrizabalaga (directeur du Service Scientifique de l'Environnement de
l'État de Genève) sans qui cette collaboration franco-suisse n'aurait pas
vu le jour. ____________________ Mes remerciements vont au Docteur Michel Pardos, à qui je dois de nombreux
conseils avertis. Son éloignement du domaine de la recherche en
écotoxicologie est pour nous tous un grand manque. Je lui souhaite bonne
chance dans sa nouvelle carrière. Je remercie le Docteur Patrick Andrieux (ingénieur de recherche au
laboratoire Sol et Environnement de l'INRA de Montpellier), dont les
conseils et les connaissances du site de Roujan m'auront été très utiles.
Je le remercie d'avoir accepté de juger ce mémoire. ____________________ Je remercie le Docteur Jeanne Garric (directrice du Laboratoire
d'écotoxicologie au Cemagref de Lyon) et le Docteur Freek Ariese
(Department of Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy, Vrije
University, Amsterdam) d'avoir accepté d'être rapporteurs et de juger ce
travail. ____________________ J'exprime ma grande gratitude à Monsieur le Professeur Janusz Dominik, qui
m'a permis de participer au Projet FNSRS 1999-2001 (Fonds National Suisse
de Recherche Scientifique) n° 2000-057189 « Partition of trace metals and
their bioavailability in continental surface water ». Ma reconnaissance va au Docteur Philippe Hinsinger, qui a dirigé le
programme PNETOX 1999-2001 (Programme National de Recherche en
Écotoxicologie en France) « Spéciation, biodisponibilité et toxicité du
cuivre dans les sols et les sédiments d'un bassin versant viticole en
Languedoc-Roussillon ». Je tiens à remercier Monsieur le Professeur Jean Bontoux et Monsieur le
Professeur André Rambaud pour m'avoir accueilli au Département Sciences de
l'Environnement et Santé Publique à l'Université Montpellier I. Je remercie
tout particulièrement le Docteur Elena Gomez et le Docteur Hélène Fenet qui
ont toujours été disponibles pour me donner conseil. Je remercie David
Rosain sans qui le laboratiore ne serait pas ce qu'il est, ainsi que
Dominique Bardos. Enfin, merci aux doctorants du laboratoire pour leur
soutien : Joëlle Paing, Laurence Chantoiseau, Pascal Pagand et Aurélie
Devez qui a pris en charge depuis son DEA la mise en place de la DPASV. Je remercie le Docteur Françoise Elbaz-Poulichet (Laboratoire
Hydrosciences, Maison des sciences de l'eau de Montpellier) pour ses
conseils dans le domaine de la biogéochimie des métaux et de l'arsenic. Je
la remercie aussi grandement, ainsi que Jean-Luc Seidel, pour m'avoir
permis d'effectuer dans leur laboratoire les analyses de spéciation de
l'arsenic par HG-ICP-MS et la quantification des ions majeurs par
électrophorèse capillaire. Je remercie chaleureusement le Docteur Françoise Persin (Institut Européen
des membranes de Montpellier) pour son aide dans le domaine de la
spéciation chimique des métaux et de l'électrochimie. Tous mes remerciements au Docteur Catherine Aliaume-Zerbi (Université
Montpellier 2), qui m'a guidé pour l'analyse statistique des données de
l'étude de terrain. Je remercie au laboratoire Sol et Environnement de l'INRA de Montpellier
les personnes qui m'ont permis de profiter des équipements disponibles sur
le bassin versant expérimental de Roujan et m'ont fait part de leurs
nombreuses connaissances : le Docteur Marc Voltz, le Docteur Xavier
Louchart, Guillaume Coulouma ainsi que Gaëlle Rolland, Angélique Adivèze. A l'Institut F.-A. Forel, j'aimerais exprimer ma reconnaissance au Docteur
Pierre-Yves Favarger qui m'a fait découvrir les subtilités de l'analyse des
métaux traces en conditions propres par ICP-MS. Je remercie les personnes
ayant participé au projet FNSRS pour leurs conseils : le Docteur Jean-Luc
Loizeau, Philippe Arpagaus et les doctorants avec qui des discussions
constructives m'ont permis d'avancer dans la réflexion : Tamara Dvorak,
Davide Vignati, Patrick Rossé et en particulier Brahim Koukal avec qui j'ai
partagé le laboratoire d'écotoxicologie et Céline Guéguen dont les
connaissances en chimie des métaux et des colloïdes nous ont valu quelques
heures de discussions intenses. Je remercie aussi les diplômants du DESNE
et les doctorants qui ont croisé ma route dans les couloirs étroits mais
chaleureux de « Forel », en particulier Pascale Michallet-Ferrier et Daniel
Obrist. Enfin, je remercie Madame Françoise Wyss, Madame « Forel », sans
qui nous serions bien perdus dans les méandres des démarches
administratives. Enfin, je voudrai exprimer ma gratitude à toutes les personnes qui ont eu
la gentillesse de me conseiller tout au long de mon travail, et m'ont fait
partager leurs connaissance en particulier lors des comités de pilotage de
thèse : le Docteur Annette Bérard (INRA d'Avignon), le Docteur Kevin
Wilkinson (CABE, Université de Genève) et le Docteur Pascale Nirel (Service
cantonal d'écotoxicologie de Genève). Résumé Les pollutions diffuses d'origine agricole dues aux produits
phytosanitaires sont souvent mises en cause dans la pollution des eaux de
surface et des eaux souterraines. En viticulture, le cuivre est encore
largement utilisé comme fongicide, associé à des pesticides organiques. Le
climat méditerranéen favorise un ruissellement et une érosion des sols
viticoles, les rendant très propices aux transferts des polluants vers les
eaux de surface. Des eaux de ruissellement de parcelles viticoles ont été
prélevées et analysées pour l'étude de la spéciation, la biodisponibilité
et la toxicité du cuivre. La méthodologie adoptée a