Fondement de la phytopharmacie

Cours 2ème Année Master Biotechnologie et protection des végétaux

Principales familles des molécules antiparasitaires et leurs principaux modes d’action.

Comprendre le choix de différentes matières actives en

relation avec la position taxonomique de l’organisme nuisible à combattre.

Étude des sources de pollution, (l’utilisation intensive des produits phytosanitaires) et les approches analytiques des

substances persistantes dans le milieu (les résidus).

Toxicologie et analyse des résidus 

La Phytopharmacie

La naissance de la phytopharmacie 

La phytopharmacie n’a véritablement évolué qu’après la première guerre mondiale, parallèlement au développement de la chimie organique.

Les premiers insecticides organiques sont d’origine naturelle et sont extraits de fleurs séchées de Chrysanthemum, ou de racines de diverses plantes des genres Derris, Lonchocarpu et Tephrosia.

C'est en 1930, date du brevet du premier herbicide de synthèse, le dinitro-orthocrésol (DNOC).

1943 voit la commercialisation du dichlorodiphényl- trichloroéthane ou DDT

Programme

• La naissance de la phytopharmacie (Historique)

• Classification des pesticides

• Composition d’un pesticide

• Exigences réglementaires (l’homologation d’une

substance active)

• Propriétés des produits phytosanitaires• Propriétés des insecticides, fongicides, herbicides Définition Classification Modes d’action

•Application et devenir du pesticide dans

l’environnement

•Toxicité et sécurité du consommateur (l’utilisateur,

consommateur)

•Résidus et indices toxicologiques (LMR, DJA,

DL50,CL50)

•Évaluation du risque pour le consommateur

1900/1920

Une règlementation de lutte contre les bioagresseurs est établié aux Etats-

Unis, des structures de quarantaine sont

prévues

Prémier cas de résistance d’un

insecte à un insecticide

l’expression “lutte biologique’’ est utilisé

pour illustrer le phénomène de

contrôle des bioagresseur par des

prédateurs ou des parasitoïdes

1920/1

95

0

la découverte des propriétés fongicides du dithiocarbamate ouvre le voie à la mise au point de nombreux fongicides de contact .

la découverte des proprèité insecticides du DDT ,puis de l’hexachlorocylohéxane (HCH) marque le debut 1er des insecticides de synthèses

Premier cas de résistance à ces nouvaux insecticides.

1939

1946

1930

1950 /

1995

l’industrie chimique synthétise de nombreux nouvaux Pesticidesdescription d’une méthodes de lutte contre les insectes par lachers de male stérile

identification de la phéromone sexuelle du vers a soie

le premiers cas de resistance à un herbicide est signalé

les expression de système de gestion inttégré des ravageures

C’est la mise au point de culture génitiquement modifies ( cotonnies , mais , pomme de terre ) pour l’expression d’entomotoxines de la bacterie Bacillus thuringiensis

1955

1959

1960

1995

Classification des pesticides

Classification d’après l’utilisation 

Classification d’après l’origine des substances 

Classification d’après le mode d’action 

Classification d’après

l’utilisation 

Il existe trois grandes familles de produits phytosanitaires classées selon la nature de l’espèce nuisible : les fongicides, les herbicides et les insecticides.

À celles-ci s’ajoutent les acaricides, les nématicides, les rodenticides, les taupicides, les molluscicides, les corvicides et les corvifuges.

Les pesticides inorganiques 

Les métaux lourds 

Les dérivés des acides inorganiques 

Les pesticides d’origine végétal 

Les composés secondaires des plantes 

Classification d’après l’origine des substances 

Contact

Inhalation

Ingestion

Absorption

pénétration à travers l’épiderme, d’engendrer des altérations

Idem, par pénétration dans le système nerveux

Idem, par pénétration dans le tube digestif

Idem, par pénétration soit radiculaire, soit foliaire, dans le système vasculaire d’une plante

Classification d’après le mode d’action 

Composition d’un pesticide 

Un pesticide est composé de deux types de substances :

•Une ou plusieurs matières actives, ce sont des matières actives qui confèrent au produit l’effet poison désiré. Exemple de matières actives : le glyphosate que l’on trouve dans de très nombreux désherbants totaux, le métaldéhyde que l’on trouve dans la plupart des anti-limaces…etc.

•Un ou plusieurs additifs, ces additifs renforces et la sécurité du produit Exemple : répulsifs, vomitifs,, anti-moussant, solvant.

Récap Après la 1ère guerre mondiale quelle discipline a

évoluée? Quel est l’origine du premier insecticide de

synthèse ? De quoi est composé un pesticide? Quel est sont

rôle? Quels sont les différents types de traitements? Comment les pesticides sont classés? Utilisations Origines Modes d’action

Chrysanthemum

Exigences réglementaires

L’homologation

L’homologation d’une substance active : L’Homologation des pesticides mis sur le marché

est accordée en partie sur la base de la législation nationale.

le Décret exécutif n° 95-405 du 9 Rajab 1416 correspondant au 2 décembre 1995 relatif au contrôle des produits phytosanitaires à usage agricole. Avant la mise sur le marché d’une nouvelle molécule, il faut en moyenne une dizaine d’années d’études. La conception d’un produit phytosanitaire doit nécessairement prendre en compte deux séries d’objectifs.

•Objectif n° 1 : Efficacité/Spécificité

La toxicité doit être élevée pour la cible (efficacité)

mais nulle ou en tout cas la plus faible possible pour

l’homme, les animaux domestiques, la faune, les

insectes auxiliaires et pollinisateurs, les plantes

cultivées (spécificité).

•Objectif n° 2 : Persistance

La persistance du produit doit être suffisante pour

éviter les traitements multiples mais compatibles

avec les problèmes d’environnement pour éviter les

phénomènes de concentration dans la chaîne

alimentaire ainsi que les limitations à la rotation des

cultures.

L’homologation est la garantie que le produit est

•efficace,

•sélectif,

•non phytopathogène vis-à-vis de la culture concernée

•qu’il ne présente pas un risque vis-à-vis de

l’applicateur,

la santé humaine et

l’environnement.

Cette garantie est assurée par l’ensemble des études

requises par la constitution de trois dossiers:

Le dossier toxicologique : il évalue les effets les plus

divers du produit pour l’homme, Les risques encourus par le

manipulateur et le consommateur. Ainsi, les toxicités

aiguës, sub-chroniques et chroniques sont calculées sur

la base de nombreuses études (cancérogènes, tératogènes,

reprotoxiques…) effectuées chez des animaux tests.

Le dossier écotoxicologique : il recense le

comportement et le devenir des produits dans les

différentes composantes de l’environnement, le sol, l’air et

l’eau ainsi que les effets de ces composés sur la faune et la

flore.

Le dossier biologique : il apporte la preuve de

l’efficacité, de la sélectivité et de l’innocuité du produit

vis-à-vis de la culture concernée. Si la substance

active et le produit formulé répondent à l’ensemble de

ces critères, l’homologation est accordée par la

direction de la protection des végétaux et les contrôle

techniques (MADR) et une autorisation de vente

provisoire (APV) est délivrée par l’État ; le pesticide

peut enfin être commercialisé.

Les Propriétés des produits phytosanitaires

Le potentiel de transfert des produits phytosanitaires peut être évalué à partir de quelques propriétés physico-chimiques.

2.1. Propriétés physiques

Le DT50 ou le temps de demi-vie: la période nécessaire à la dégradation de la moitié du produit appliqué. Elle traduit la persistance du produit. Cette propriété donne une indication sur le temps de persistance dans le sol, l’eau ou l’air

Le coefficient de partage octanol/eau (Kow): la tendance d’une molécule à s’accumuler dans les membranes biologiques des organismes vivants (si Kow est élevé, le risque de bioaccumulation est important).

Le coefficient de partage sol/eau (Kd): donne une indication sur l’aptitude d’une molécule à être adsorbée sur ou désorbée sur la MO.

Le coefficient de partage carbone organique/eau (Koc): Ce coefficient indique la mobilité des substances et permet leur comparaison. Un produit ayant un Koc élevé traduit un fort pouvoir d’adsorption et donc une faible mobilité.

La constante de Henry (KH): elle compte de la volatilité d’une substance

La solubilité dans l’eau: la tendance du produit à être entraîné sous sa forme dissoute.

2.2. Propriétés chimiques

Ionisation: Elle conduit à la formation d’ions:-Des anions-Des cations

Les molécules ionisables représentent approximativement le quart des pesticides commercialisées; parmi elles 40% sont acides et 60% de bases.L’ionisation est caractérisée par un coefficient appelé constante de dissociation, Ka. Elle est habituellement exprimée par valeur du logarithme de son inverse :pKa= log(&/Ka).Quand le pH de la solution du sol= pKa, la proportion de molécule ionisée est égale à 50%.Ex. de pesticides acides: 2,4 D, pKa = 2,8Ex de pesticides basiques: propamocarbe, pKa= 9,3

Hydrolyse: C’est une transformation due à des réactions chimiques avec des molécules d’eau. Beaucoup de pesticides sont dégradés par hydrolyse. Par exemple: les esters d’aides (esters du 2,4 D), les carbamates (carbofuran), les esters d’organophosphorés (parathion).

Oxydoréduction: Des pesticides possèdent des groupes d’atomes qui peuvent être réduits et donc dégradés en milieux anaérobies. C’est le cas par exemple des groupes nitreux de trifluraline et du parathion.Toutes parties d’une molécule peuvent être oxydées. Tous les pesticides peuvent ainsi être dégradés.

Minéralisation: Il s’agit d’une transformation chimique qui conduit à la formation de composés minéraux: CO2, NH2, SO4-2, PO4

-3…

Les insecticides et acaricides:

Ils sont destinés à protéger les plantes contre les insectes et les acariens nuisibles.

On distingue deux groupes principaux:

> Insecticides à action directeCes insecticides agissent par contact direct avec l’insecte ou par voie digestive.

> Insecticides à action systémiqueLes insecticides systémiques sont absorbés par la plante puis transportés par le flux de sève. Ils agissent contre les insectes suceurs, broyeurs et dévoreurs.

Organochlorés

• Chez les organochlorés c’est la présence de l’halogène Cl qui augmentent leur activité neurotrope, sa position sur la molécule est très importante par rapport à cette activité insecticide.

• Selon la variation du chlore on distingue 4 groupes : le DDT et ses dérivés, le lindane, interdits du fait de leur persistance et des risques d’accumulation dans les sols, les tissus végétaux et les graisses animales seuls restent autorisé : le diénochlore et l’endosulfan.

Organophosphorés• c’est la présence de

l’halogène P qui augmentent leur activité neurotrope.

• Selon la variation du noyau de base on distingue plusieurs molécules.

• Elles peuvent présenter des capacités de pénétration dans les plantes allant de la systémicité complète au non systémicité.

Carbamates• Se sont des insecticides et acaricides de développement.

• Les premiers insecticides développés sont l’Isolane et le carbaryl.

• C’est un groupe chimique très important qui comprend également un grand nombre de fongicides et d’herbicides.

Action sur le centre nerveux qui détermine des paralysies des organes locomoteurs et de la nutrition et en provoquant l’arrêt du système respiratoire central, et en fin la mort de l’insecte.

1. Insecticides et acaricides neurotoxiques 

2. Insecticides et acaricides régulateurs de croissance 

agissent, par inhibition de la synthèse de chitine et de la mue, en interférant avec la formation de la cuticule des insectes.

3. Insecticides et acaricides agissant sur la respiration cellulaire

Inhibiteurs du complexe mitochondrial

Phase d’alarme (Phase initiale à la réponse)

Phase de résistance (Adaptation à la perturbation)

Phase d’épuisement (Non aboutissement à l’homéostasie)

StressÉtat de déséquilibre physiologique

Déclenchement d’ une réponse au stress pour atteindre l’homéostasie.

Apparition de diverses pathologies ou à la mort.

Syndrome d’adaptation générale (S.A.G.)

Les fongicides

Les fongicides sont des substances destinées à lutter contre les maladies cryptogamiques, ils sont soit :

-Fongistatiques : Perturbent la prolifération du mycélium et des structures de reproduction du champignon.

-Antisporulants : Empêchent la production des spores.

-Inhibiteurs de germination : Empêchent la germination des spores.

-Fongicides : Détruisent et dévitalisent les organismes fongiques.

Tous les fongicides ont le même mode d’action, ils agissent sur l’activité métabolique en inhibant certains enzymes donc aboutissent au dérèglement des fonctions vitales.

Deux groupes principaux peuvent être distingues : systémique et contact.

les fongicides systémiques qui pénètrent et se déplacent dans la plantes par les vaisseaux ;

les fongicides de contact une fois sont appliqués ils forment à la surface de la plante une barrière protectrice. Leur effet peut être préventif lorsque leur action se situe avant la pénétration du parasite dans les tissus de la plante ou curatif.

Les fongicides peuvent être utilisés selon deux modes d'intervention, soit en préinfection, soit en postinfection.

Un fongicide utilisé en préinfection est appliqué avant le début d'une période d'infection. Le produit sera efficace seulement sur les feuilles et les fruits présents au moment de la pulvérisation. La molécule active agira sur les premiers stades de développement du champignon comme la germination des spores.

Les fongicides utilisés en postinfection sont appliqués après une période d'infection. Ces fongicides agissent sur un stade de développement plus avancé du champignon et empêchent celui-ci de coloniser le tissu végétal.

Les modes d'action des fongicides peuvent être divisés en deux grandes catégories : les fongicides unisites et les fongicides multisites.

Les fongicides unisites agissent à un stade spécifique du développement du champignon. Ces fongicides sont plus sujets au développement de résistance. les cibles les plus communes des fongicides unisites sont: la biosynthèse de composés essentiels au développement du champignon, la respiration et les processus de division cellulaire

les fongicides multisites agissent à plusieurs niveaux du développement du champignon. Ces fongicides sont ainsi beaucoup moins sujets au développement de la résistance.

Fongicides inhibiteurs respiratoires 

Fongicides inhibiteurs de la division cellulaire 

Fongicides affectant la biosynthèse des acides aminés ou des protéines 

Fongicides agissant sur le métabolisme des glucides

Fongicides Simulateurs des Défenses

Naturelles (SDN)

Les herbicides

Ces pesticides sont destinés à éliminer les mauvaises herbes et à combattre les adventices des cultures. Ils sont appliqués suivant plusieurs facteurs à savoir :

- Le mode de pénétration.

- La nature de la culture en place.

- Le cycle phénologique de la plante cultivée.

- Le cycle phénologique de la mauvaise herbe.

 

Le groupe de travail « Terminologie » de la Commission des essais biologiques (CEB) de l'Association française de protection des plantes, recommande d'employer les définitions suivantes pour les différents types d'herbicides :

Selon la pénétration de l'herbicide : Herbicide foliaire, Herbicide racinaire

Selon sa sélectivité :

Herbicide sélectif : herbicide que peut tolérer une espèce cultivée dans des conditions d'emploi définies. Si ces conditions d'emploi ne sont pas respectées, il peut devenir non sélectif. Un herbicide sélectif n'est généralement efficace que sur certaines adventices.

Herbicide total : herbicide efficace sur l'ensemble des adventices et aussi des espèces cultivées.

Selon la migration de l'herbicide :

Herbicide de contact : l'herbicide détruit les surfaces de la plante avec lesquels il entre en contact, il n'est pas véhiculé par la sève.

Herbicide systémique : herbicide de pré-levée ou de post-levée qui migre dans la plante par le bois depuis les points de pénétration (racine ou feuille) jusqu'au site d'action. Cette locution est souvent utilisée dans un sens plus restrictif pour désigner les herbicides de post-levée véhiculés dans la plante par la sève.

Les modes d'action des herbicides sont fondés sur :

ola perturbation de la photosynthèse,ol'inhibition de la synthèse des lipides,ol'inhibition de la synthèse des acides aminés,ol'inhibition de la division cellulaireol'inhibition de la synthèse des caroténoïdes (pigments protecteurs des chlorophylles),ol'inhibition de la synthèse de l'enzyme conduisant à la synthèse des chlorophylles,ola dérégulation des pH entre les différents compartiments cellulaires,ola perturbation de la croissance.

Influence des conditions climatiques

L’effet des pesticides peut être influencé par les conditions météorologiques au moment de la pulvérisation et, dans une moindre mesure, par les conditions climatiques au cours de

la période de croissance qui a précédé.

Température et humidité atmosphérique

La température et l’humidité atmosphérique sont deux facteurs susceptibles d’influencer considérablement

l’absorption, le transport et les effets du pesticide. En règle générale, les effets du pesticide sont fonction de la

température et du taux d’hygrométrie.

Pluie

S’il pleut juste après la pulvérisation, les pesticides déposés sur les plantes risquent être lessivés par la pluie. Ce risque concerne surtout les pesticides solubles dans l’eau.

Certains pesticides peuvent cependant résister à la pluie après leur pulvérisation car ils sont absorbés dans la plante très rapidement. La résistance à l’eau des pesticides peut être modifiée par l’emploi d’additifs.

Vent

Il est déconseillé de pulvériser des pesticides lorsque le vent souffle,

d’une part en raison du risque de dérive du nuage et des dégâts qui peuvent en résulter pour les cultures avoisinantes,

d’autre part, parce que le vent affecte la fixation du pesticide sur les plantes et qu’il accélère l’évaporation à la surface des feuilles.

La vie d’un produit phytosanitaireLa vie d’un produit phytosanitaire peut se décomposer en trois temps : la conception et l’homologation de la substance active, l’application du pesticide et enfin ce qu’il en reste après son utilisation.L’homologation d’une substance active :L’Homologation des pesticides mis sur le marché est accordée en partie sur la base de la législation nationale.

le Décret exécutif n° 95-405 du 9 Rajab 1416 correspondant au 2 décembre 1995 relatif au contrôle des produits phytosanitaires à usage agricole. Avant la mise sur le marché d’une nouvelle molécule, il faut en moyenne une dizaine d’années d’études. La conception d’un produit phytosanitaire doit nécessairement prendre en compte deux séries d’objectifs.

•Objectif n° 1 : Efficacité/Spécificité

La toxicité doit être élevée pour la cible (efficacité)

mais nulle ou en tout cas la plus faible possible pour

l’homme, les animaux domestiques, la faune, les

insectes auxiliaires et pollinisateurs, les plantes

cultivées (spécificité).

•Objectif n° 2 : Persistance

La persistance du produit doit être suffisante pour

éviter les traitements multiples mais compatibles

avec les problèmes d’environnement pour éviter les

phénomènes de concentration dans la chaîne

alimentaire ainsi que les limitations à la rotation des

cultures.

L’homologation est la garantie que le produit est

•efficace,

•sélectif,

•non phytopathogène vis-à-vis de la culture concernée

•qu’il ne présente pas un risque vis-à-vis de

l’applicateur,

la santé humaine et

l’environnement.

Cette garantie est assurée par l’ensemble des études

requises par la constitution de trois dossiers:

Le dossier toxicologique : il évalue les effets les

plus divers du produit pour l’homme, Les risques

encourus par le manipulateur et le consommateur.

Ainsi, les toxicités aiguës, sub-chroniques et

chroniques sont calculées sur la base de nombreuses

études (cancérogènes, tératogènes, reprotoxiques…)

effectuées chez des animaux tests.

Le dossier écotoxicologique : il recense le

comportement et le devenir des produits dans les

différentes composantes de l’environnement, le sol,

l’air et l’eau ainsi que les effets de ces composés sur la

faune et la flore.

Le dossier biologique : il apporte la preuve de

l’efficacité, de la sélectivité et de l’innocuité du produit

vis-à-vis de la culture concernée. Si la substance

active et le produit formulé répondent à l’ensemble de

ces critères, l’homologation est accordée par la

direction de la protection des végétaux et les contrôle

techniques (MADR) et une autorisation de vente

provisoire (APV) est délivrée par l’État ; le pesticide

peut enfin être commercialisé.

La modalité par laquelle un pesticide est amené au contact

d’un milieu ou d’un organisme vivant et modalité d’absorption

(voies d’exposition).

Sur l’homme :

Les produits phytosanitaires peuvent pénétrer dans

l’organisme par : la peau, également appelée absorption

cutanée ; l’appareil respiratoire, ou inhalation ; la bouche ou

ingestion orale.

Effets des pesticides sur l’homme et l’environnement

Les voies d’exposition sont :

l’ingestion de particules de sol (poussières ou aliments

cultivés mal lavés),d’aliments contaminés par des

résidus de pesticides, essentiellement des fruits et

légumes, mais aussi d’eau contaminée par des résidus

de pesticides.

l’inhalation d’air.

le contact cutané, cette voie d’exposition est peu

fréquente pour la population générale (non

professionnelle).

RISQUE SUR LA SANTÉ HUMAINE

les voies d’exposition aux pesticides

Exposition cutanée exposition oraleexposition respiratoire

Il a souvent été démontré que chez les utilisateurs professionnels, le contact cutané constitue généralement la principale voie d’exposition aux pesticides. Ce type d’exposition, bien que souvent insoupçonné, est aussi responsable de la plupart des intoxications accidentelles en milieu de travail.

L’exposition par les voies respiratoires constitue la voie d’intoxication la plus rapide et la plus directe. Les pesticides qui sont normalement appliqués sous forme d’aérosol, de brouillard ou de gaz peuvent facilement être inhalés.

Les pesticides peuvent aussi être absorbés par voie orale. Chez les travailleurs, l’absorption de pesticides par la voie gastro-intestinale se produit principalement par un contact de la bouche avec les mains contaminées.

Rougeur du visag

eBrûlur

es oculaires

Brûlures

nasalesCrise

d’épilepsie

Maux de

tête

Irritations

cutanées

Etouffemen

t

Toux

Diminution plaquettes

Nausées

Malaise

Maux de ventre

Symptômes d’une intoxication aiguë à un pesticide

Symptômes légers

• Mal de tête, fatigue, perte d’appétit, étourdissements, faiblesse, nervosité, nausée, transpiration , diarrhée, perte de poids, soif, instabilité émotive et irritation de la peau, des yeux, du nez et de la gorge.

Symptômes modérés

• Nausée, tremblements, salive excessive, vue embrouillée, serrement de la gorge ou la poitrine, respiration difficile, peau enflammée ou jaune, crampes à l’estomac, vomissements, diarrhée, confusion, transpiration, pouls rapides et toux.

Symptômes graves• Vomissements,

pertes de réflexes, respiration difficile, rythme respiratoire accéléré, secousses musculaires, pupilles minuscules, convulsion, perte de conscience, soif, fièvre et mort.

Les effets:Effets rapides et immédiats:  Les lésions cutanées et oculaires  Les lésions respiratoires  Les lésions du système digestif 

Effets tardifs: Cancérogénicité  Neurotoxicité Tératogénèse (malformation

L'utilisation des pesticides présente un certain

nombre de risques à l'égard de la composition

chimique de l'air, des eaux et des sols qui se

traduisent par des pollutions dont les

conséquences toxicologiques et

écotoxicologiques peuvent être préjudiciables

à la qualité de l'environnement.

RISQUES SUR L’ENVIRONNEMENT:

RISQUE SUR LE SOL

Pollution du sol

le sol est formé d'éléments

minéraux et organiques ainsi

que des organismes vivants et

sa microflore est essentielle au

maintien de sa fertilité mais

les effets nocifs de ces

produits la mettent en danger.

Exemple: Vers de terre

RISQUE SUR L’EAU

Pollution de l’eau Effets sur les espèces

aquatiques:

• disparition ou raréfaction d’espèces sensibles

• diminution de la diversité

RISQUE SUR L’AIR

Les différents types de pesticides peuvent se disperser

dans l'environnement et notamment dans l'atmosphère

.En effet ces pesticides peuvent se trouver dans l'air

ambiant suivant trois phénomènes de diffusions :

La dérivée lors de l'utilisation

Volatilisation à partir de la végétation

Erosion

Les effets:

Pollution de l’air

SCHÉMA RÉSUME LA CIRCULATION DES PESTICIDES DANS L’ENVIRONNEMENT

RISQUE SUR LA FAUNE

La faune, mise à part celle visée par les pesticides,

est directement exposée aux pesticides. Comme les

animaux qui vivent dans la nature, ils respirent les

vapeurs des pesticides et les absorbent même à

travers leur peau. De plus, ces derniers ingèrent des

aliments traités et s'abreuvent de l'eau contaminée.

Du fait de la chaîne alimentaire, les prédateurs de ces

animaux exposés aux pesticides peuvent aussi être

contaminés vu les propriétés de bioaccumulation des

pesticides.

RISQUE SUR LA FAUNE

Les effets:

le système nerveux des animaux sauvages est touché par les

Insecticides.

Les espèces aquatiques sont aussi fortement exposées à ces

produits chimiques à cause de la contamination de leur milieu de

vie.

perturbation de reproduction

Baisse significative de population d’abeille

Baisse de population d’insectes et d’oiseaux

Voie d’extinction de certaines espèces…

Toxicité et sécurité du consommateur (l’utilisateur, consommateur)

Le problème de toxicologie humaine relatif aux produits phytosanitaires concerne à la fois les manipulateurs et les consommateurs.

Toxicité pour l’utilisateur

La toxicité: Est le degrés de nocivité d’un pesticide envers un organisme. C’est la dose qui fait le poison.

Une substance est toxique qui après pénétration dans un organisme en une ou plusieurs fois très rapprochées, provoque un trouble de façon passagère ou durable.

Toxicité aiguë: la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes qui se développent peu de temps après l’exposition

Toxicité chronique: la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes qui durent longtemps

Pour déterminer la toxicité d’un produit on calcul au laboratoire DL50 la dose létale 50 (est la quantité d’une substance dans un TRT qui tue 50% des animaux ( rats, souris , pucerons,…etc.).

La toxicité peut être mesurée aussi par la CL50 la concentration létale 50 représente la concentration (exprimé en ppm) d’un pesticide dans l’air ou l’eau qui est suffisamment élevée pour tuer la moitié des animaux de laboratoire exposés au pesticide.

Plus la valeur DL50 ou de la CL50 est faible, plus le pesticide est toxique.

Les risque pour le consommateur

Après application, les produits phytosanitaires évoluent

quantitativement et qualitativement au cours du temps.

La quantité de substances actives ou de ses produits de

transformation présente dans le végétal à la récolte

constitue le résidu. Son importance dépend tout d’abord

de la nature du produit utilisé mais aussi d’un certain

nombre de conditions extérieures comme le climat, les

conditions d’utilisation, la dose et, plus

particulièrement, le délai avant récolte (DAR).

Comment réduire l’exposition

1. Précautions générales à prendre lors de l’application

•Respecter les consignes élémentaires d’hygiène durant et après le travail •Disposer d’un matériel d’épandage en bon état de fonctionnement

2.Choisir de bonnes conditions pour traiter

•Ne pas pulvériser par grand vent, ou quand le vent menace de changer de direction à tout instant.

•Pulvériser si possible pendant les heures fraîches (tôt le matin ou en fin d’après-midi)

4.Vérifier l’état de fonctionnement du matériel d’application

•L’appareil d’épandage aura été nettoyé lors des travaux

précédents. Il doit aussi faire l’objet de vérifications et de

calibrages réguliers.

•Vérifier son état de propreté et son étanchéité

3.Précautions à prendre durant le dosage

•Porter les équipements de protection (EPI) indiqués sur

l’étiquette pour mesurer et mélanger.

•Lire attentivement l’étiquette et notamment les

précautions d’emploi

5.Respecter la durée d’exposition

1.Ne pas dépasser le temps de travail prescrit.

2. Laver la peau contaminée pendant le travail (se

nettoyer

immédiatement en cas de contamination).

3. Laver après chaque utilisation les vêtements

protecteurs

(ne pas laisser les vêtements au champ après

utilisation).

4. Respecter le délai de pénétration dans les champs

traités

(minimum 24h, sauf indication contraire).

Comment Se protéger d’une contamination

Mesures de précautions

4.6. Minimiser l’exposition et le risque associé

Récap

Parmi les trois différentes voies d’absorption de produits phytosanitaires, l’exposition cutanée est la plus probable est la plus fréquente.

•Le risque d’exposition est étroitement lié au niveau d’hygiène de l’opérateur ;

•à la technique de manipulation et d’application, p.ex. traitement aérosol à l’intérieur de locaux ou traitement en plein air au moyen du pulvérisateur à dos (respectivement inhalation et exposition cutanée).

Le danger d’exposition dépend cependant : de la toxicité d’une formulation donnée (orale, cutanée et inhalation) ;de la quantité de produit finalement absorbée ; de la condition physique de la victime.

Résidus et indices toxicologiques

Définition du résidu

Une fois appliquée sur le végétal, la substance active est susceptible de se

dégrader sous l’influence de facteurs physiques (température, rayonnement

UV, eau) ou biologiques (métabolisation). Pour connaître le devenir de la

substance active dans la plante, des « études de métabolisme » sont

réalisées.

Ces études ont pour objectifs :

•D’estimer la répartition des résidus dans la plante ;

•D’estimer les teneurs en résidus totaux dans les diverses parties de la plante

et plus particulièrement dans les parties consommées ;

•Et surtout, d’identifier et de quantifier les métabolites et produits de

dégradation qui peuvent apparaître après traitement.

Définition de la LMR

Le devenir de la substance active étant connu, il est

maintenant possible de mettre en place des essais en plein

champ, qui vont permettre de définir les teneurs maximales

en résidus admises dans une culture traitée. L’élaboration

de ces LMRs est une procédure qui se déroule en deux

étapes distinctes correspondant à :

•la définition de la Bonne Pratique Agricole (BPA) critique,

•la mise en place des essais résidus.

Limite maximale de résidus (LMR)

Elle représente les résidus acceptables sur le plan

toxicologique, elle est destinée à être appliquée dans le

commerce international. Donc, c’est la concentration en

résidus la plus élevée légalement acceptable pour que les

denrées alimentaires restent commercialisables, elle

s’exprime en milligramme de résidus par kilogramme (mg/kg)

de produit alimentaire.

La BPA « critique » pour une substance active et une culture

donnée, correspond à la pratique qui conduit au risque résidu le

plus important. Elle correspond, en général, à l’usage qui nécessite

par ordre d’importance :

•Le délai avant récolte le plus court,

•La dose par hectare la plus élevée,

•Le nombre maximum d’applications par saison.

Un dépassement de la LMR doit avant tout être interprété comme

un non-respect d’une pratique agricole (en général un non respect

du délai avant récolte).

Évaluation du risque pour le consommateur

Il s’agit maintenant de vérifier que les LMR établies restent

dans les limites compatibles avec la santé du consommateur.

A long terme (risque chronique)

les évaluations ont pour principe de vérifier que les quantités

de résidus qu’un individu est susceptible de retrouver

quotidiennement dans son alimentation ne dépassent pas les

normes de référence toxicologique que sont la dose

journalière admissible (DJA)

Dose journalière admise (DJA)

C’est la quantité d’une substance pouvant être quotidiennement consommée

au cours d’une vie entière sans présenter le moindre risque ou effet

secondaire .

Elle est déterminée en divisant la dose sans effet (DSE) de l’animal le plus

sensible par 100, la dose sans effet étant déduite d’après des études

toxicologiques menées à long terme sur les animaux. Elle s’exprime en

milligramme (ou microgramme) de résidus par kilogramme de poids corporel .

L’exposition à long terme théorique d’un consommateur à un

pesticide est évaluée par le calcul d’un Apport Journalier

Maximum Théorique (AJMT) qui permet de vérifier que la quantité

ingérée chaque jour par un consommateur est inférieure à la DJA.

A court terme (risque aigu)

Pour les molécules présentant un effet toxique immédiat (ex :

pesticide anticholinestérasique), il est nécessaire de compléter

l’évaluation à long terme par une évaluation de l’exposition au

risque aigu

Cette évaluation se fait par le calcul de l’Apport Court Terme

Estimatif International

Sécurité des utilisateurs des pesticides

Toujours lire l’étiquette - elle doit être rédigée dans votre langue !

Classification et symboles

En raison de la conjoncture actuelle, les biopesticides d‘origine botanique sont appelés à un avenir meilleur, car la demande en produits phytosanitaires sans danger, de faible rémanence et qualifiés de produits verts est actuellement en hausse.

Actuellement, on rapporte que 2121 espèces de plantes possèdent des propriétés de lutte antiparasitaire ; un total de 1005 espèces identifiées, présentent des propriétés insecticides,

384 propriétés anti-appétissantes, 297 possédant des propriétés répulsives,

27 avec des propriétés attractives31 stimulateurs de croissance.

Introduction

DÉFINITIONLes biopesticides = terme générique qui englobe différentes méthodes de contrôle des ravageurs de cultures:Microorganismes (virus, bactéries, champignons) Métabolites bactériens (antibiotiques)Pesticides naturels dérivés de plantesPhéromones d’insectesOGM Nématodes entomophages

Les biopesticides

•WHITTAKER en 1977 désigne, ces substances par les composés allélochimiques, Se sont des composes non nutritifs produits

par un organisme et qui est en  mesure d’influencer la croissance, la santé, le comportement ou la biologie des populations d’autres espèces. Les interactions allélochimiques peuvent être entre plante –plante (allélophatie), plante - fungi (production phytoalexine) ou plante – insecte (substance attractive, répulsive ou inhibitrice de produit toxique).

• Biopesticide est l’ensemble des pesticides ayant une origine biologique

• SCHMID et HENGGELES (1934), ont proposé d’inclure dans ce terme les substances d’origine naturelles, qui sont capables

d’exercer une action protectrice des plantes vis-à-vis de leurs

ennemis.

Les biopesticides peuvent être à base de bactéries, champignons, virus, nématodes et d’extraits de plantes.

•Le biopesticide qui a connu le plus grand succès commercial, le Bacillus thuringiensis, occupe actuellement environ 1,5 % du marché mondial des insecticides (Peferoen, 1991).

•Il n’est efficace que contre quelques espèces et il manque de stabilité au champ.

•Agissant par ingestion, il n’est utile qu’une fois que les ravageurs ont commencé à s’alimenter.

•De plus, on a observé, chez plusieurs espèces d’insectes, le développement de populations résistantes au Bt (Tabashnik, 1994 Adam, 2008 ; Trigui et al, 2008).

Marché mondial des biopesticides et pesticides synthétiques (Thakore, 2010)

Le marché mondial des biopesticides microbiens en 2005 (Thakore 2006).

Les biopesticides à caractère psychique

 (Métabolites secondaires des plantes)  

Les Anti - appétants 

• L’azadirachtine• Les Protéines hydrosolubles

Les Substances toxiques 

• La nicotine• La roténone• Les pyrèthres et les

pyréthrines • Les huiles essentielles

ces composés secondaires sont souvent considérés comme étant un moyen de défense de la plante productrice contre divers organismes comme les pathogènes et les ravageurs.

Les métabolites secondaires

Les molécules du métabolisme secondaire des plantes appartiennent à des familles chimiques très diverses telles que les alcaloïdes, les phénols, les flavonoïdes, les terpénoïdes et les stéroïdes.

La nicotineExtraite au niveau des feuilles et des tiges du tabac, Nicotiana tabacum (Solanaceae). Cet alcaloïde agit par inhalation, ingestion et contact. La nicotine a des propriétés acaricides, insecticide et fongicide. La nicotine se dégrade en 3-4 jours. C'est une substance très toxique pour l'homme, les mammifères et les poissons. Sa DL 50 est de 50 mg/kg. Elle peut être inhalée et absorbée directement à travers la peau : il faut donc éviter tout contact lors de sa manipulation. Le traitement est plus efficace s'il se déroule à température élevée (>30°C). Il ne faut pas consommer les cultures traitées avant un délai de 4 jours.

Les dérivés du pyrèthre

Des composées du genre Chrysanthemum accumulent dans leurs capitules des substances insecticides, les pyréthrines. Tanacetum cinerariifolium est l'espèce la plus employée. Les fleurs, rappelant par leur forme les marguerites, sont broyées et séchées. La poudre obtenue est diluée au 1/10ème dans de l'eau. L'effet est augmenté par l'addition d'adjuvants. Peu toxiques, les pyréthrines sont très vite dégradées dans la nature.

Elles sont actives contre de nombreux insectes avec un effet choc .

Le pyrèthre, cousin de la marguerite renferme des pyréthrines qui paralysent rapidement tous les insectes.

Les roténones :Elles sont extraites de racines, feuilles ou graines de légumineuses (Derris spp en Asie du Sud-Est et Lonchocarpus spp en Amérique du Sud). Elles sont très toxiques pour les poissons et certains insectes qu'elles paralysent (inhibition du complexe mitochondrial I, c'est-à-dire de la chaîne respiratoire à échelle cellulaire) mais sont réputées inoffensives pour les abeilles et peu toxiques pour les animaux à sang chaud. Leurs effets résiduels sont réputés faibles. C'est un insecticide de contact, utilisé contre les insectes suceurs et broyeurs (pucerons, teignes, mouches des fruits, altises, noctuelles).

La ryanoline :Cette substance est extraite de Ryania speciosa, de la famille des Flacourtiaceae et se rencontre en Amérique du Sud. On utilise les tiges, les racines et la sciure de tronc. Le produit agit par contact et l'effet est lent mais très puissant, les insectes cessant de se nourrir, de se déplacer et de se reproduire. C'est un insecticide sélectif par ingestion. Le ryania est peu toxique pour les vertébrés et l'effet dure au champ 5 à 9 jours. On obtient de bons résultats envers les larves de Lépidoptères

Originaires des Amériques, les Tagetes (famille des Asteraceae) sont des plantes aromatiques et nématicides qui sécrètent des substances nocives pour les insectes et nématodes contenus dans le sol. cette plante serait utilisée de façon ancienne comme anti moustique.

Les huiles essentielles sont par définition des métabolites secondaires produits par les plantes comme moyen de défense contre les ravageurs phytophages (Cseke et Kaufman 1999).

Ces extraits contiennent en moyenne 20 à 60 composés qui sont pour la plupart des molécules peu complexes, soit des monoterpènes avec leurs phénols reliés, et des terpènes plus complexes, dont les sesquiterpènes.

Les huiles essentielles

Les biopesticides à base d’huiles essentielles présentent plusieurs caractéristiques d’intérêt. Plusieurs sont aussi efficaces que les produits de synthèse. Ils ont en général une efficacité à large spectre, mais avec une spécificité pour certaines classesou ordres d’insectes.

En étant très peu rémanents, ils peuvent être appliqués jusqu’au moment de la récolte; cette faible rémanence permet également aux travailleurs de retourner au champ ou dans une serre dans un court délai après le traitement.

Les formulations sont stables à la température de la pièce et les huiles essentielles brutes peuvent être entreposées pendant plusieurs années.

Les méthodes d’analyse de ces extraits ont beaucoup évolué depuis 10 ans et il est maintenant possible d’isoler et d’identifier des composés auparavant inconnus; ceci permet le développement de nouveaux mélanges pouvant avoir un effet additif ou synergique.

Un biopesticide peut être mis sur le marché dans un délai plus court qu’un produit de synthèse, car le processus d’homologation est moins exigeant.

Le Basilic (Ocimum basilicum) Sur Anopheles stephensi, Aedes aegypti et Culex quinquefasciatus. Sans être le produit le plus prometteur de l’étude, l’huile essentielle de basilic a montré une activité larvicide intéressante et un effet répulsif sur les adultes.

La Citronnelle (Cymbopogon nardus)

L'huile essentielle de citronnelle se compose principalement de citral, un effet adulticide sur les charançons

L’Eucalyptus (Eucalyptus globulus)

L’activité toxique par fumigation de l’eucalyptus a été testée sur un insecte adulte parasite des champignons .

Le Géranium (Geranium rosat)

Ont étudié l’effet d’extraits de feuilles sur Anopheles stephensi. Les durées des différents stades larvaires et du développement global des larves sont augmentées.

Le Neem (Azadirachta indica )

L’huile de neem est un produit naturel dont les extraits ont une action extrêmement toxique pour les insectes, Les substances actives, qui éliminent radicalement les larves de moustiques, se dégradent par ailleurs rapidement sous l’action des rayons du soleil. Utilisée en pulvérisation,

l’huile est obtenue à partir du fruit de l’arbre (30 kg de fruits pour 3,75 litres d’huile).

La Biofumigation

La biofumigation est une méthode biologique intéressant pour réduire le nombre de pathogènes, de ravageurs et de semences de mauvaises herbes dans le sol. Elle est basée sur l'utilisation de plantes riches en glucosinolates, principalement des crucifères. Lors de la décomposition de ces plantes, les glucosinolates sont transformés en isothio- et thiocyanates, molécules volatiles et toxiques pour certains organismes du sol

Ces espèces contiennent une grande quantité de glucosinolates dans la vacuole cellulaire . La cellule contient également l’enzyme myrosinase.

Lors de la dégradation de la cellule, les glucosinolates entrent en contact avec cette enzyme et sont par la suite transformés en isothio- et thiocyanates et en deux autres groupes de molécules. Les isothio- et thiocyanates sont toxiques et volatiles.

Principe de la biofumigation

Plusieurs espèces de bactérie ont un effet de pathogenécité avec de nombreuses espèces d’Insectes. La famille des Bacillaceae comprend les plus importantes, le genre Bacillus , notamment est considéré comme un agent de lutte biologique contre les insectes ravageurs des cultures, le plus intensément étudié à l’échelle mondiale.

Les propriétés insecticides reposent sur une protéine toxique apparaissant durant les premières phases de sporulation sous forme paracristalline

La spore bactérienne se caractérise par : •Sa résistance pour les phénomènes écologiques tel que la chaleur le froid et la dessiccation, et d’autre agents physiques comme le rayons X et les agents chimiques de grande concentration.

•Sa capacité de rester inactive pour une longue durée, car elle garde son activité pour plusieurs années, à cause du manque de l’activité métabolique.

•La germination qui donne une cellule végétative normale capable de se développer et de se multiplier quand les conditions deviennent favorables.

Les biopesticides à base de Bactéries 

Les biopesticides à base de micro – organismes 

Toxicité et mode d’action des bactéries entomopathogènes 

Les biopesticides à base de Virus 

On distingue aujourd’hui 7 familles de virus

essentiellement entomopathogènes. Les virus les plus

prometteurs dans la répression des déprédateurs de

cultures, ceux appartenant à la famille des

Baculovirus. Ils ne représentent aucun danger pour

les mammifères et le autres vertébrés, peu résistant

aux U.V., très tolérant et stable dans le sol, cela leur

confère une longue persistance et une durabilité

significative

Mode d’action 

la transmission des virus entomopathogènes

généralement elle est horizontale par : Ingestion de

nourriture contaminée, Cannibalisme,

Nécrophagie, Contact direct d’un individu malade,

Parasitoïdes dont l’ovipositeur et contaminé. Les

mêmes auteurs, n’éloignent pas la possibilité de la

transmission verticale.

Plus de 700 espèces de champignons sont capable

d’infecter les insectes. La multiplication et la dispersion

des champignons dan le milieu se fait par le biais de

spores, à la faveur des conditions climatiques idéales, la

spore germe et traverse le tégument, après quoi le

développement mycélien prolifère sous forme d’hyphes.

La prise de contrôle de l’hôte lors de l’infection est

souvent facilitée par production de toxines.

Dans le cas des champignons l’infection est possible sans

que l’hôte ait ingérer les spores. Dans ce sens un

biopesticide fongique permet ainsi l’élimination des

stades inactifs de l’hôte, soit l’œuf et la nymphe

Les biopesticides à base de champignons 

Les champignons entomopathogène se

répartissent dans de nombreux ordres

systémiques. A titre d’exemple, nous citerons ceux

qui aujourd’hui semblent voués à une utilisation

agronomique future: Zygomycètes,

Deutéromycètes, Chytriodiomycètes,

Oomycètes

Avantages et inconvénients des biopesticides

Avantages Inconvénients

Généralement moins toxiques que les pesticides conventionnels

•Généralement plus respectueux de la faune auxiliaire

•Faible rémanence des produits dans ou sur la plante traitée et dans l'environnement

•Diminue l'usage des pesticides conventionnels

Efficacité variable selon les conditions climatiques (température, humidité et ensoleillement)

Risque de phytotoxicité pour certains produits huileux

•Préparation de la bouillie compliquée pour les produits à base de champignons

Coût élevé des produits