Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Nouveaux contaminants“

Dans le contexte actuel d’évolution climatique couplé à une expansion urbaine continue, les enjeux liés à la gestion des eaux en ville sont multiples. Il s’agit en particulier de protéger les milieux aquatiques récepteurs des rejets urbains, d’imaginer de nouveaux modes de gestion des eaux pluviales, et de valoriser de nouvelles ressources en eau. Pour répondre à ces défis, l’amélioration des connaissances scientifiques sur les flux d’eau et de contaminants aux différents niveaux du système d’assainissement est indispensable

La charge croissante en contaminants organiques dans les ressources oblige les producteurs d’eau potable à réhabiliter leurs filières de traitement. L’ajout d’une étape d’affinage est ainsi nécessaire pour traiter cette pollution. La filtration sur charbon actif en grains (CAG) est un procédé robuste, éprouvé et préférentiel à l’oxydation et à la filtration sur membranes, pour des raisons techniques et économiques. Elle doit être repensée pour faire face aux nouveaux contaminants difficilement adsorbables. L’approche proposée est celle mise en œuvre dans le procédé d’adsorption sur CAG à flux ascendant avec renouvellement séquentiel du média, pour maintien d’un âge constant. L’évaluation de ce procédé focalisée, sur l’abattement d’une sélection de six micropolluants, est faite à échelle pilote. Les performances de ce procédé sont comparées à celles du procédé conventionnel sur CAG en flux descendant sans renouvellement de média. Les résultats des essais ont démontré des performances d’abattement des micropolluants décroissantes au cours du temps pour le filtre CAG conventionnel, alors qu’elles sont maintenues constantes pour le filtre en flux ascendant, en lien avec le renouvellement maîtrisé du média maintenu constant et proche de 55000m3/m3. Les performances d’adsorption, sont très bonnes (90% et plus) pour l’aminotriazole et la déséthyl-hydroxyatrazine, mais moindres pour les autres composés testés (entre 36 et 85%). Un âge du média inférieur doit ainsi être fixé pour améliorer le traitement de ces composés peu adsorbables. Cette évaluation de performances à échelle pilote est une première étape, en amont du déploiement de ce procédé à échelle industrielle.

Suite à la détection de quantités importantes de composés perfluorés dans des prélèvements d’air, de sol, d’eau ainsi que de lait maternel, deux arrêtés préfectoraux de la préfecture du Rhône, datant de mai 2022, ont défini les limites de quantification de ces contaminants environnementaux à 10 ng/L dans les eaux usées. Ces composés très persistants et considérés comme des perturbateurs endocriniens peuvent avoir des effets non négligeables sur la santé humaine. La nécessité de développer de nouveaux outils de détection et de quantification de ces molécules dans les eaux de rejets est donc urgente et indispensable. Afin de répondre au besoin de quantifier ces contaminants environnementaux à de basses teneurs, une méthode d’analyse par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem, a été développée. Au préalable, les échantillons subissent une étape de préparation d’échantillons permettant d’extraire les composés d’intérêt des eaux usées par une extraction liquide-liquide. Cette méthode a été validée selon la norme NF T90-210 et permet la détection de 25 composés perfluorés et la quantification de 15 d’entre eux, jusqu’à des teneurs de l’ordre de 10 ng/L, comme demandé par les arrêtés préfectoraux. Les taux de recouvrement s’élèvent entre 87 et 117 % avec des coefficients de variation de fidélité intermédiaire compris entre 6 et 25 %. La méthode analytique est ainsi accréditée Cofrac pour 15 composés perfluorés. Enfin, cette dernière a été appliquée à plus d’une centaine d’échantillons d’eaux usées, dits réels, démontrant la pollution d’un grand nombre d’entre eux aux composés perfluorés. Parmi ces composés, trois sont les plus souvent retrouvés dans les eaux résiduaires, il s’agit du PFOA, du PFNA et du PFHxA.

Résumé Nous explorons dans cette synthèse les forces et les faiblesses de l’écotoxicologie, en nous limitant aux milieux aquatiques. Notre approche consiste à comparer et contraster le comportement des contaminants organiques et inorganiques (métalliques) et à identifier quelques défis pour l’avenir. La prise en charge des contaminants organiques de synthèse se produit le plus souvent par simple diffusion passive au travers d’une membrane cellulaire. Vu la nature lipidique des membranes biologiques, le coefficient de partage octanol-eau (Kow) du contaminant s’avère souvent un bon prédicteur de sa tendance à se bioaccumuler. Par contre, les métaux présents dans le milieu aquatique se trouvent surtout sous des formes hydrophiles et hydratées qui ne peuvent traverser les membranes biologiques par simple diffusion. Leur prise en charge fait alors appel à un transport facilité qui implique des transporteurs protéiques ou canaux transmembranaires. Le coefficient de partage octanol-eau de ces espèces métalliques se révèle inutile comme prédicteur de leur bioaccumulation. Les approches et les modèles prédictifs diffèrent donc grandement entre contaminants métalliques et organiques. Pour les métaux, deux types de modèles sont couramment employés : des modèles d’équilibre (ex. : le « Modèle du Ligand Biotique » ou BLM) et des modèles cinétiques d’accumulation et d’élimination. Dans les deux cas, les paramètres biologiques des modèles sont considérés comme des « constantes » qui ne sont affectées, ni par la qualité de l’eau ambiante (ex. : pH, dureté), ni par une pré-exposition au métal. Or, il y a maintenant dans la littérature scientifique de plus en plus d’indices que les propriétés clés de la surface épithéliale des organismes aquatiques, qui contrôlent l’accumulation et la toxicité des métaux, ne sont pas constantes, ce qui compromet l’application des modèles dans des cas réels d’exposition chronique sur le terrain. Contrairement aux métaux, l’essentiel du comportement environnemental des composés organiques de synthèse est lié à leur capacité de résister à divers mécanismes de dégradation et à leur biodisponibilité pour les organismes aquatiques. Le modèle de la « fugacité » permet de prédire la distribution de composés organiques entre divers compartiments pour un système considéré à l’équilibre mais de nombreuses contraintes chimiques et biologiques interfèrent avec l’utilisation de ce type de modèle. Les cas des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des organométaux sont utilisés pour illustrer ces contraintes. Parmi les tout nouveaux défis de l’écotoxicologie, nous abordons brièvement le développement de la génomique fonctionnelle et de l’approche écosystémique ainsi que la toute nouvelle problématique environnementale posée par les nanoparticules industrielles. L’avenir de l’écotoxicologie aquatique passe nécessairement par : (1) l’obtention de données de terrain et de laboratoire d’excellente qualité; (2) une compréhension approfondie des mécanismes de toxicité aux niveaux moléculaire et cellulaire; (3) le développement de modèles théoriques et empiriques qui intègrent mieux la réalité physiologique et écologique; (4) le développement d’indicateurs écosystémiques capables de fournir une image globale de la qualité d’un environnement aquatique, quelle que soit sa complexité inhérente.

Selon l’indice de qualité bactériologique et physicochimique (IQBP5), l’eau du Saint-Laurent est de bonne qualité en amont de Montréal, mais elle se détériore en aval, dans le chenal de navigation et dans la masse d’eau au nord de celui-ci, à cause de la contamination bactériologique provenant des stations d’épuration de Montréal, Longueuil et Repentigny. Au sud du chenal, la qualité est bonne ou satisfaisante tout au long du corridor fluvial. Dans la région de Québec, toutes les stations d’échantillonnage présentent une eau de bonne qualité ou à la limite de cette classe. De 2000 à 2014, le pourcentage de stations de qualité mauvaise ou très mauvaise a diminué, mais la fréquence de dépassement des critères de qualité pour le phosphore et les coliformes fécaux n’a pas montré de tendance significative. De 4 à 33 pesticides ont été détectés dans les tributaires du Saint-Laurent, selon le tributaire, et 20 de ces produits ont été détectés dans le lac Saint-Pierre. Les concentrations de clothianidine, de thiaméthoxame et d’atrazine dans le lac ont parfois dépassé les critères de qualité de l’eau pour la protection des espèces aquatiques. Les contaminants d’intérêt émergent comme les nonylphénols éthoxylés, les PBDE, les composés perfluorés et les produits pharmaceutiques et de soins personnels sont également présents dans le Saint-Laurent. Les concentrations de PBDE dans le poisson dépassent les critères pour la protection du poisson lui-même et ceux concernant la faune terrestre piscivore. Les concentrations de nonylphénols éthoxylés ont diminué à la suite de mesures de contrôle gouvernementales instaurées durant les années 2000. Après 2 décennies d’amélioration, la qualité de l’eau du Saint-Laurent est restée relativement stable entre 2000 et 2014. Cependant, de nouveaux pesticides et des contaminants d’intérêt émergents ont été détectés et, pour plusieurs d’entre eux, les connaissances actuelles ne permettent pas de cerner leurs effets potentiels sur l’écosystème.

La transmission des maladies par la voie hydrique est sous contrôle dans la majorité des pays industrialisés. Malgré tout des maladies épidémiques ou endémiques sont encore observées. Plusieurs microorganismes sont en émergence, et Cryptosporidium a été impliqué dans des épidémies importantes dans plusieurs pays. Le conrôle de ces maladies transmissibles par la voie hydrique requiert des autorités des nouvelles approches qui allient le contrôle des risques de cancer dûs aux sous-produits de la désinfection au contrôle des micro-organismes les plus résistants . Aux Etats-Unis, l'objectif proposé est l'absence de microorganismes dans l'eau potable. Cet objectif ne peut être contrôlé par les indicateurs usuels et l'on recommande donc un niveau de traitement équivalent. Le traitement est alors contrôlé en temps réel par des moyens physico-chimiques tels la turbidité ou la mesure des particules, et un contrôle a posteriori par de nouveaux indicateurs telles les spores des bactéries sporulantes aérobies. Le vieillissement des installations, des populations immunocompromises et une urbanisation grandissante sont autant de causes de l'émergence de nouvelles maladies infectieuses dont certaines transmissibles par la voie hydrique. La proportion des maladies gastro-intestinales qui est attribuable à l'eau de consommation est encore très grande et elle contribue à maintenir ces infections en circulation dans la population. Le dilemme du contrôle des risques de cancer dus aux sous-produits de la désinfection ne doit pas conduire à une réduction de l'efficacité des traitements, car le niveau de risque à partir duquel ont été fixées les concentrations maximales admissibles de ces sous-produits dans l'eau (10-6 cas de cancer par vie entière d'exposition) est bien plus faible que celui de contracter une maladie infectieuse d'origine hydrique en absence de traitement adéquat. La situation en matière de pathologies induites par la consommation d'eau est extrêmement contrastée selon les pays. En effet la transmission de maladies infectieuses par la voie hydrique a été maîtrisée dans la plupart des pays industrialisés par la mise en place d'installations de traitement et d'un contrôle sanitaire s'appuyant sur une réglementation abondante. A l'opposé la situation des pays en voie de développement reste souvent très mauvaise dans ce domaine et l'Organisation Mondiale de Santé estime que 1,5 milliards d'habitants ne disposent pas encore d'eau potable dont cent millions en Europe et que 30 000 morts journalières sont dues à l'absence d'une eau en quantité et qualité satisfaisantes (Ford et Colwell 1996). En revanche les pays développés voient la qualité chimique des eaux distribuées de plus en plus souvent mise en cause par les associations de consommateurs. Outre le progrès très rapide des techniques analytiques qui permet de découvrir la présence de traces dont on ne soupçonnait guère la présence dans l'eau du robinet, la pollution croissante de la ressource, les traitements de désinfection et le contact avec les matériaux des réseaux de distribution apportent des molécules dont la toxicité à moyen et long terme mérite d'être évaluée. La mise en oeuvre de traitements de désinfection dont l'utilité est indiscutable et l'effet sur la morbidité et la mortalité par pathologie infectieuse chez des populations desservies parfaitement significatif, s'accompagne de la formation de sous-produits. Certains de ceux-ci étant cancérigènes et/ou mutagènes en expérimentation de laboratoire et des études épidémiologiques ayant pu montrer une légère augmentation du risque de cancer dans la population, l'impact médiatique de cette information peut conduire à une mauvaise appréciation dans la gestion des risques pour la santé. Ainsi l'arrêt de la chloration pour éviter la formation de sous produits et quelques cas de cancers aurait conduit un pays d'Amérique du Sud a enregistrer une importante épidémie de choléra et des centaines de décès. Il n'est pas facile de gérer ce paradoxe entre sophistication du traitement lié à la pollution de la ressource entraînant la présence de sous produits de désinfection et la persistance d'éléments traces et de divers microorganismes dans une eau de qualité conforme aux critères de potabilité mais que le consommateur ne veut plus consommer. Dans cet article nous tenterons de faire le point sur le risque hydrique pour la santé lié d'une part aux contaminants biologiques et d'autre part aux contaminants chimiques. Sa meilleure connaissance est la clef d'une stratégie de gestion efficace et d'une reconquête du consommateur que la publicité a trop tendance à orienter vers les eaux embouteillées.

A la question «Qui de l’oeuf ou de la poule est né le premier ?» Silésius répondait «l’oeuf est dans la poule et la poule dans l’oeuf» soulignant sa dualité, le passage du deux en un. Dans l’imagerie populaire, l’oeuf reflète le tout et son contraire, fragilité, protection, épargne, abondance (être «plein comme un oeuf»), richesse («avoir pondu ses oeufs»), éternité (le Phénix est né de l’oeuf) mais aussi mort et destruction («casser ses oeufs» se dit d’une fausse couche). Dans la mythologie de nombreuses civilisations, l’oeuf est le symbole de la naissance du monde (Apollon, le dieu grec de la lumière est né de l’oeuf). L’oeuf décoré apparu 3000 ans avant J.-C. en Ukraine fête, au printemps, le retour de la fécondité de la nature ; l’oeuf de Pâques la résurrection du Christ. L’oeuf est un tout à condition d’en sortir ! Fragile cependant car selon La Fontaine briser l’oeuf de la poule aux oeufs d’or (par curiosité) rompt l’effet magique (Auer et Streff 1999). Pour l’Homme, l’oeuf séduit pour sa valeur nutritionnelle, sa diversité d’utilisation en cuisine et son prix modique. Il en existe une grande diversité, de l’oeuf de Colibri (0,5 g) à l’oeuf de l’Aepyornis (8 litres soit l’équivalent de 150 oeufs), un oiseau de Madagascar (500 kg) disparu au 18ème siècle. Mais l’Homme ne consomme que l’oeuf de caille, de poule ou de cane. L’ère moderne a considérablement intensifié la production de ces deux dernières espèces car les poules saisonnées, qui étaient élevées avec soin par la fermière, ont plus que doublé leur production en 60 ans (de 120 oeufs par an dans les années 50 à plus de 300 aujourd’hui). Cette révolution technique résulte des efforts conjugués de la sélection génétique, d’une alimentation raisonnée répondant aux besoins nutritionnels, d’une évolution du système de production (apparition des cages) et d’une meilleure connaissance de la pathologie aviaire. Qu’en est-il du contrôle de la qualité nutritionnelle, organoleptique, technologique et hygiénique de l’oeuf ? L’oeuf est la plus large cellule reproductrice en biologie animale. Il assure dans un milieu externe le développement et la protection d’un embryon dans une enceinte fermée matérialisée par la coquille. Aussi, une de ses particularités est la diversité de ses constituants, de leur parfait équilibre nutritionnel et leur forte digestibilité, qui assure la croissance d’un être vivant. Ces caractéristiques sont à l’origine de la qualité nutritionnelle exceptionnelle de l’oeuf pour l’Homme. Une autre particularité est la présence d’une protection physique, la coquille mais, aussi d’un système complexe de défenses chimiques. Aussi, ce produit est-il remarquable de par son aptitude à engendrer la vie et pour l’oeuf de table à se conserver. Outre les éléments nutritifs, on y trouve de multiples molécules participant au développement et à la protection de l’embryon (molécules antibactériennes, antivirales, antioxydantes). Certaines d’entre elles, comme par exemple le lysozyme de blanc d’oeuf, sont partiellement valorisées par différents secteurs industriels (agroalimentaire, cosmétique, santé animale/humaine). La révélation récente d’un grand nombre de nouveaux constituants de l’oeuf, suite au séquençage génomique de la poule et au développement de la biologie intégrative, a conforté l’existence d‘activités antimicrobiennes, anti-adhésives, immuno-modulatrices, hypertensives, anticancéreuses, antiinflammatoires ou cryoprotectrices, prometteuses en médecine humaine et devrait à terme enrichir le potentiel d’utilisation de ce produit en agroalimentaire et en santé. L’objet de ce numéro spécial d’INRA Productions Animales est de rassembler les principales informations qui ont contribué au développement économique récent de ce produit, de rappeler les efforts en génétique, élevage et nutrition qui ont assuré des progrès quantitatifs et qualitatifs remarquables de la production et de la qualité des oeufs au cours des trente dernières années. Les poules élevées à l’origine par la femme pour un usage domestique se comptent aujourd’hui par milliers dans les élevages. Quelle sera la durabilité de ce système d’élevage dans un contexte socio-économique européen remettant en cause en 2012 le système éprouvé de production conventionnel d’oeufs en cage pour des cages aménagées ou des systèmes alternatifs avec ou sans parcours ? Notre objectif est d’analyser les facteurs qui contribueront à son maintien, notamment le contrôle de la qualité de l’oeuf. Il est aussi de décrire l’évolution spectaculaire des connaissances sur ce produit liée au développement des techniques à haut débit et des outils d’analyse des séquences moléculaires. Il permettra enfin d’actualiser les atouts de ce produit. Ce numéro est complémentaire d’un ouvrage plus exhaustif sur la production et la qualité de l’oeuf (Nau et al 2010). Le premier article de P. Magdelaine souligne la croissance considérable en 20 ans de la production d’oeufs dans les pays d’Asie et d’Amérique du Sud (× 4 pour la Chine, × 2 en Inde et au Mexique). En revanche, les pays très développés notamment européens à forte consommation (> 150 oeufs/hab) ont stabilisé leur production malgré une évolution importante de la part des ovoproduits mais aussi de leurs systèmes de production. La consommation des protéines animales entre pays est tout aussi hétérogène puisque le ratio protéines de l’oeuf / protéines du lait varie de 0,4 au USA, à 0,9 en France et 2,7 en Chine ! Le doublement de la production mondiale d’oeufs en 20 ans n’a été possible que grâce à des progrès techniques considérables. La sélection génétique a renforcé les gains de productivité (+ 40 oeufs pour une année de production et réduction de l’indice de consommation de 15% en 20 ans !). L’article de C. Beaumont et al décrit cette évolution, la prise en compte croissante de nouveaux critères de qualité technologique, nutritionnelle ou sanitaire. Ces auteurs soulignent les apports des nouvelles technologies, marqueurs moléculaires et cartes génétiques sur les méthodes de sélection. Ils dressent un bilan actualisé des apports et du potentiel de cette évolution récente en sélection. Le séquençage génomique et le développement de la génomique fonctionnelle est aussi à l’origine d’une vraie révolution des connaissances sur les constituants de l’oeuf comme le démontre l’article de J. Gautron et al. Le nombre de protéines identifiées dans l’oeuf a été multiplié par plus de dix fois et devrait dans un avenir proche permettre la caractérisation fonctionnelle de nombreuses molécules. Il donne aussi de nouveaux moyens pour prospecter les mécanismes d’élaboration de ce produit. Un exemple de l’apport de ces nouvelles technologies est illustré par l’article de Y. Nys et al sur les propriétés et la formation de la coquille. Des progrès considérables sur la compréhension de l’élaboration de cette structure minérale sophistiquée ont été réalisés suite à l’identification des constituants organiques de la coquille puis de l’analyse de leur fonction potentielle élucidée grâce à la disponibilité des séquences des gènes et protéines associés. La mise en place de collaborations internationales associant de nombreuses disciplines, (microscopie électronique, biochimie, cristallographie, mécanique des matériaux) a démontré le rôle de ces protéines dans le processus de minéralisation et du contrôle de la texture de la coquille et de ses propriétés mécaniques. Cette progression des connaissances a permis de mieux comprendre l’origine de la dégradation de la solidité de la coquille observée chez les poules en fin d’année de production. La physiologie de la poule est responsable d’évolution importante de la qualité de l’oeuf. Aussi, l’article de A. Travel et al rappelle l’importance d’effets négatifs de l’âge de la poule contre lequel nous disposons de peu de moyens. Cet article résume également les principales données, souvent anciennes, concernant l’influence importante des programmes lumineux ou de la mue pour améliorer la qualité de l’oeuf. Enfin, il souligne l’importance de l’exposition des poules à de hautes températures ambiantes sur leur physiologie et la qualité de l’oeuf. Le troisième facteur indispensable à l’expression du potentiel génétique des poules, et déterminant de la qualité technologique et nutritionnelle de l’oeuf, est la nutrition de la poule. Elle représente plus de 60% du coût de production. L’article de I. Bouvarel et al fait le point sur l’influence de la concentration énergétique de l’aliment, de l’apport en protéines et acides aminés, acides gras et minéraux sur le poids de l’oeuf, la proportion de blanc et de jaune ou sa composition notamment pour obtenir des oeufs enrichis en nutriments d’intérêt en nutrition humaine. Cependant, la préoccupation principale des éleveurs depuis une dizaine d’année est la mise en place en 2012 de nouveaux systèmes de production d’oeufs pour assurer une meilleure prise en compte du bien-être animal. L’article de S. Mallet et al traite de l’impact des systèmes alternatifs sur la qualité hygiénique de l’oeuf. Ces auteurs concluent positivement sur l’introduction de ces nouveaux systèmes pour la qualité hygiénique de l’oeuf une fois que les difficultés associées aux méconnaissances d’un nouveau système de production seront résolues. La qualité sanitaire de l’oeuf est la préoccupation majeure des consommateurs et un accident sanitaire a des conséquences considérables sur la consommation d’oeufs. L’article de F. Baron et S. Jan résume d’une manière exhaustive l’ensemble des éléments déterminants de la qualité microbiologique de l’oeuf et des ovoproduits : mode de contamination, développement des bactéries dans les compartiments de l’oeuf, défenses chimiques du blanc et moyens pour contrôler la contamination des oeufs et des ovoproduits. Le consommateur ne souhaite pas, à juste titre, ingérer d’éventuels contaminants chimiques présents dans ses aliments. L’article de C. Jondreville et al analyse ce risque associé à la consommation des oeufs. Il est exceptionnel de détecter la présence de polluants organiques au seuil toléré par la législation. Les auteurs insistent notamment sur l’importance de contrôler la consommation par les animaux élevés en plein air de sols qui peuvent être une source de contaminants. Une caractéristique de l’évolution de la production d’oeufs est le développement des ovoproduits qui répondent parfaitement à l’usage et à la sécurité sanitaire exigée en restauration collective. L’article de M. Anton et al décrit le processus d’obtention et l’intérêt des fractions d’oeufs du fait de leurs propriétés technologiques (pouvoirs moussant, foisonnant, gélifiant ou émulsifiant). Les différents processus de séparation, de décontamination et de stabilisation sont analysés pour leur effet sur la qualité du produit final. Enfin le dernier article de ce numéro spécial de F. Nau et al se devait d’aborder la principale qualité de l’oeuf qui conditionne son usage : la qualité nutritionnelle de ce produit pour l’Homme. Cet article actualise l’information dans ce domaine et fait le point sur les atouts nutritionnels en tentant de corriger de fausses idées. L’oeuf présente un intérêt nutritionnel du fait de la diversité et l’équilibre de ces constituants pour l’Homme mais mériterait plus d’études pour mieux évaluer son potentiel réel. En conclusion, l’oeuf est la source de protéines animales ayant la meilleure valeur nutritionnelle, la moins chère, facile d’emploi et possédant de nombreuses propriétés techno-fonctionnelles valorisées en cuisine. Dans les pays développés, l’oeuf a souffert jusqu’à aujourd’hui d’une image entachée par plusieurs éléments négatifs aux yeux des consommateurs : sa richesse en cholestérol, le risque sanitaire associé à sa consommation sous forme crue ou son système de production en cage. L’évolution des connaissances sur le risque cardio-vasculaire, les progrès réalisés sur le contrôle sanitaire des Salmonelloses en Europe et la modification radicale des systèmes de production d’oeufs devraient modifier positivement son image. La consommation de protéines de l’oeuf a augmenté de plus de 25% en 20 ans (2,53 g/personne/j vs 4,3 g pour le lait en 2005) et poursuivra sa croissance rapide notamment dans les pays en développementoù sa consommation par habitant reste faible. Cette évolution considérable de la production de ce produit devrait être mieux intégrée dans les formations des écoles spécialisées en productions animales. L’oeuf restera dans l’avenir une des sources de protéines animales dominantes et l’acquisition de connaissances sur la fonction des nombreux constituants récemment mis à jour devait renforcer son intérêt pour la santé de l’Homme. Je ne voudrais pas terminer cette préface sans remercier au nom des auteurs, Jean-Marc Perez, le responsable de la revue INRA Productions Animales, d’avoir pris l'initiative de la publication de ce numéro spécial dédié à l'oeuf et d’avoir amélioré par plusieurs lectures attentives la qualité finale des textes. Je voudrais aussi adresser mes remerciements à sa collaboratrice Danièle Caste pour le soin apporté dans la finition de ce document. Enfin, je n'oublie pas le travail d'évaluation critique des projets d'article par les différents lecteursarbitres que je tiens à remercier ici collectivement. Auer M., Streff J., 1999. Histoires d’oeufs. Idées et Calendes, Neuchatel, Suisse, 261p.Nau F., Guérin-Dubiard C., Baron F., Thapon J.L., 2010. Science et technologie de l’oeuf et des ovoproduits, Editions Tec et Doc Lavoisier, Paris, France, vol 1, 361p., vol 2, 552p.

Fort de son expertise en géométrie et en 3D, le Centre National d’Études Spatiales (CNES) développe de nouveaux outilsopen-source capitalisant une partie de son savoir-faire. Ils sont destinés à être au coeur du segment sol de la missionCO3D et à servir tout l’écosystème aval. Le traitement de ces données impose de concevoir des chaînes robustes, capablesde passer à l’échelle. De ce fait, les outils 3D du CNES sont massivement parallélisables, utilisant des technologiesmultiprocesseurs voire multi-noeuds tout en restant agnostique au matériel utilisé. Ces logiciels proposent des interfacessimples afin de permettre également leur utilisation en dehors des chaînes de traitement opérationnelles. Ces outils sontcapables de produire un Modèle Numérique de Surface (MNS) à partir de couples stéréoscopiques d’images (CARS) dontl’étape majeure repose sur la mise en correspondance (Pandora). Par la suite, ils permettent d’extraire un Modèle Numériquede Terrain (MNT) à partir du MNS produit (Bulldozer) et d’en dériver un Modèle Numérique de Hauteur (MNH). Suiteà cela, des comparaisons entre tous ces modèles numériques d’élévation peuvent également être effectuées (Demcompare).Dans l’attente de l’arrivée des données CO3D, le CNES éprouve d’ores et déjà ces outils sur d’autres capteurs,dont Pléiades et plus récemment Pléiades Neo. Cet article qualifie l’amélioration de cette restitution 3D apportée par cettenouvelle génération de satellite. Les outils 3D du CNES sont sous licence libre et non contaminante (Licence Apache v2)afin de notamment permettre l’exploitation et la valorisation des données Pléiades et maintenant Pléiades Neo. Ils offrentenfin la possibilité de reproduire les résultats présentés dans cet article.

The collapse of major fish stocks around the world, their failure to recover even after the cessation of fishing, and the perceived deficiencies in single species fisheries management has resulted in an intensified interest in the study of whole systems. Assessment of ecosystems is a relatively new phenomenon and represents a significant departure from the past focus on individual ecosystem components such as individual, commerciallyexploited stocks of fish and invertebrates in isolation from their physical, chemical and biological environment. A report entitled “State of the Eastern Scotian Shelf Ecosystem”was completed recently and some of its main findings form the body of this paper. The analysis focused on more than 60 data series, most extending back to at least 1970, associated with three categories of variables: biotic, abiotic and human. Biotic variables included the abundance, distribution and composition of finfish and invertebrates, phyto- and zooplankton, and marine mammals. Abiotic variables included oceanic and atmospheric data that specify ocean climate conditions. Human variables ranged from fisheries landings and revenue, activities associated with oil and gas development and contaminants. By examining temporal variations in the data, an assessment was made of the current status of the ecosystem relative to its past state.L’effondrement de stocks de poissons importants partout dans le monde, l’incapacité de ces stocks à se rétablir même après l’arrêt de toute activité de pêche et les lacunes perçues dans la gestion des pêches axées sur une espèce ont donné lieu à une hausse de l’intérêt pour les études écosystémiques. L’évaluation des écosystèmes est un domaine relativement nouveau et constitue un changement d’orientation considérable par rapport à l’importance accordée par le passé aux composantes individuelles des écosystèmes, comme les stocks de poissons et d’invertébrés particuliers exploités à des fins commerciales sans tenir compte de leur milieu physique, chimique et biologique. Un rapport intitulé « État de l’écosystème de l’est du plateau néo-écossais » a été parachevé récemment, et certaines des principales conclusions présentées dans ce rapport constituent le corps du présent document. L’analyse a porté sur trois catégories de facteurs (biotiques, abiotiques et anthropiques) dans plus de 60 jeux de données, la plupart remontant au minimum à 1970. Les variables biotiques sont notamment l’abondance et la répartition des poissons, des invertébrés, du phytoplancton, du zooplancton et des mammifères marins, ainsi que la composition de leurs communautés. Les variables abiotiques comprennent les données océaniques et atmosphériques qui permettent de comprendre le climat océanique. Les facteurs anthropiques englobent les prises de poisson, les revenus de pêche, les activités liées à la mise en valeur du pétrole et du gaz et les contaminants. L’examen des tendances temporelles dans les données a permis d’évaluer l’état actuel de l’écosystème par rapport à son état antérieur.

La pollution des eaux constitue actuellement une préoccupation majeure aussi bien d’un point de vue sanitaire qu’environnemental. Afin d’y remédier, des procédés de dépollution efficaces, économiques et durables sont constamment développés et l’adsorption reste une méthode largement utilisée dans le traitement des eaux usées. De nombreux travaux sont consacrés à l’adsorption des polluants cationiques, mais le développement de supports adaptés pour interagir avec les contaminants anioniques est moins abordé. L’objectif principal de ce travail de thèse est de mettre en forme deux adsorbants anioniques : l’HDL (hydroxyde double lamellaire) Mg/Al et la ferrihydrite deux-lignes, et les associant à un gel d’alginate pour produire des matériaux composites pouvant être mis en oeuvre dans des réacteurs spécialisés pour l’élimination de contaminants anioniques. Les résultats de l’adsorption en réacteur batch sur les HDL et la ferrihydrite ont montré une bonne efficacité pour l’élimination de certains anions. La ferrihydrite possède une capacité plus importante que les HDL pour l’élimination des anions inorganiques. L’augmentation du rapport Mg/Al dans l’HDL a favorisé l’adsorption du méthyl orange (MO) ; un rapport Mg/Al de 3 (L3) a été séléctionné pour la suite du travail. Deux protocoles ont été évalués pour associer les solides à un gel d’alginate : l’encapsulation et la synthèse interne dans le gel. La nature des cations réticulant et la création de la macroporosité ont été étudiées. L’encapsulation du solide a diminué légèrement la capacité d’adsorption des anions, cependant, la création de la macroporosité permet de compenser cet effet du gel d’alginate. Les études sur l’adsorption du MO avec les billes encapsulées ont montré que l’augmentation de la taille des billes et de la quantité du solide L3 encapsulée a été accompagnée par une diminution de la capacité d’adsorption du MO. Le remplacement du réticulant Ca2+ par Ba2+ a permis de renforcer la structure du gel et améliorer la cinétique d’adsorption du MO, mais a entrainé une diminution de la capacité d’adsorption. La caractérisation des supports préparés par synthèse interne a montré une structure des solides différente des matériaux attendus (L3 ou ferrihydrite) avec par conséquence une réactivité différente. Des mécanismes d’élimination des anions organiques et inorganiques ont été proposés selon les différents adsorbants étudiés. Les billes ferrihydrite/alginate préparées par encapsulation ont présentés globalement une bonne capacité de rétention des anions notamment pour les anions inorganiques (phosphate, chromate et arséniate). Tandis que celles préparées par synthèse interne ne fixent que les arséniates et les phosphates par différents mécanismes essentiellement la précipitation des anions à la surface des oxyde et oxy-hydroxydes de fer. L’adsorption du MO en réacteur filtrant ouvert a montré que l’augmentation du débit d’alimentation a un effet négatif sur l’adsorption alors qu’une concentration initiale plus grande favorise l’adsorption ce qui est en concordance avec les résultats obtenus en réacteur batch. Un taux de régénération de 30% des billes ferrihydrite/alginate macroporeuse (BPENFh-Ba) a été observé en réacteur batch en utilisant une solution de chlorure d’ammonium avec la possibilité de réutiliser l’adsorbant plusieurs fois.Ce travail confirme les performances et la possibilité d’utiliser des matériaux composite d’HDL ou ferrihydrite dans un gel d’alginate pour l’élimination de composés anioniques contenus dans des eaux usées
Water pollution is currently a major concern from both health and environmental point of view. In order to solve this problem, efficient decontamination processes, economic and sustainable are constantly being developed and adsorption process remains a widely used method in the wastewater treatment. Many studies are devoted to the adsorption of cationic pollutants, but the development of suitable supports able to interact with the anionic contaminants is less discussed. The main objective of this work is to form two anionic adsorbents: the LDH (Layered Double Hydroxide) Mg/Al and two-line ferrihydrite. These adsorbents were associated with an alginate gel in order to produce composite materials that can be implemented in continuous reactors for the removal of anionic contaminants. The adsorption studies in batch reactor on LDH and ferrihydrite confirmed good removal efficiency for some anions. Ferrihydrite showed a higher adsorption capacity than LDH for the removal of inorganic anions. Increasing the Mg/Al ratio was favorable for the methyl orange (MO) adsorption, and an Mg/Al ratio of 3 (L3) was selected for the following work. Two protocols were evaluated for the integration of adsorbent into alginate gel: encapsulation and direct synthesis in the gel structure. The effect of crosslinking cation and the making of macroporosity were studied. The encapsulation of solids decreased slightly the adsorption ability of anions; however, the macroporosity counterbalances this negative effect of alginate gel. The MO adsorption studies with encapsulated beads showed that the increase of the bead size and the amount of solid in the beads were accompanied with a decrease in the adsorption capacity. The replacement of Ca2+ by Ba2+ strengthened the gel structure and improved the adsorption kinetics but decreased the adsorption capacity. The characterization of the support material prepared by direct synthesis in alginate gel showed a different structure from the expected materials (L3 or ferrihydrite), and therefore a different reactivity. The sorption mechanisms of various organic and inorganic anions were proposed for the studied adsorbents. The ferrihydrite/alginate beads prepared by encapsulation showed a good adsorption for all the anions used in this work, especially for inorganic anions (phosphate, chromate and arsenate); while those produced by direct synthesis in alginate gel removed only arsenate and phosphate essentially by a precipitation mechanism of the anions at the surface of the iron oxides and oxy-hydroxides. The sorption of MO in a continuous reactor showed that the increasing of the flow rate had a negative effect on sorption while higher initial concentration presented a favorable effect on the sorption, which is in accordance with results obtained in batch reactor. A desorption ratio of 30% for ferrihydrite/alginate macroporous beads (BPENFh-Ba) was observed in batch reactor with the possibility of reusing the adsorbent.This study confirms the performance and the possibility to use the composite materials of LDH or ferrihydrite in an alginate gel for the removal of anionic compounds contained in wastewater

Les composés perfluorés (PFCs) utilisés comme anti-adhésifs, anti-salissants et imperméabilisant dans divers revêtements sont des contaminants chimiques persistants présents dans l’environnement et tout au long de la chaîne trophique jusqu’à l’homme. Plusieurs études ont révélé leurs effets délétères sur les animaux, suscitant des inquiétudes pour la santé de l’Homme au sein des agences sanitaires et de la communauté scientifique internationale. A l’échelle nationale, un besoin de données précises et fiables a été constaté s’agissant de l’exposition et de l’imprégnation des populations. C’est dans ce cadre que des méthodes analytiques basées sur la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse ont été développées afin de mesurer une quinzaine de composés perfluorés parmi lesquels le PFOS et le PFOA dans trois matrices différentes (poisson, lait maternel et sérum). L’application de ces méthodes a permis d’identifier le PFOS, le PFOA et les PFCAs (perfluoroalkylcarboxyliques) à longues chaînes comme les principaux composés présents dans le poisson. Les concentrations mesurées varient de quelques µg/kg à quelques dizaines de µg/kg de poids frais. Les principaux composés retrouvés à l’état de traces dans le lait maternel sont le PFOS, le PFOA, le PFHxS et le PFDS à quelques centaines de pg/mL. Enfin, l’analyse du sérum a permis de mettre en évidence la présence d’une dizaine de PFCs dont le PFOS, le PFOA, le PFHxS et le PFNA, à des dizaines de ng/mL. Ces données, comparables à celles des autres pays industrialisés, constituent aujourd’hui une première source d’information inédite en France pour l’évaluation quantitative du risque sanitaire lié à ces composés.

De nombreux contaminants organiques ubiquistes, dont certains en augmentation dans l’environnement, semblent avoir la capacité de perturber le système thyroïdien. Ces effets sont soupçonnés d’être à l’origine des déficits neurologiques observés par exemple chez les enfants exposés in utero aux biphényles polychlorés. Les objectifs de ce projet consistaient à évaluer les effets de l’exposition chronique à des contaminants environnementaux sur les concentrations circulantes des hormones thyroïdiennes de la femme enceinte, du nouveau-né et de l’adulte inuits ainsi que de quantifier et d’identifier les déterminants de l’exposition à des contaminants en émergence chez la population adulte inuite du Nunavik en 2004. De façon générale, les résultats observés chez les nouveau-nés et la femme enceinte ne démontrent pas d’associations franches entre les concentrations des hormones thyroïdiennes et l’exposition à certains contaminants organiques persistants. Toutefois, des associations négatives entre les concentrations des biphényles polychlorés et les niveaux circulants de la thyroglobuline ont été observées chez les nouveau-nés. Également, les concentrations du pentachlorophénol chez les femmes enceintes en fin de grossesse étaient associées négativement avec les niveaux circulants de T4 libre dans les cordons ombilicaux des nouveau-nés. Chez l’adulte, l’exposition à un mélange complexe de composés chlorés était associée à une réduction des concentrations de la T3 totale et de la globuline. Par ailleurs, les concentrations plasmatiques des contaminants en émergence, tels le perfluorooctanesulfonate (PFOS) et les diphényles éthers polybromés (PBDEs) étaient également associées à des altérations des paramètres thyroïdiens. En 2004, les concentrations sanguines du PFOS et des PBDEs chez les adultes inuits du Nunavik étaient inférieurs à celles observées dans d’autres populations d’Amérique du Nord, mais similaires et supérieurs respectivement, à celles rapportées chez les populations européennes. L’augmentation des concentrations plasmatiques du PFOS avec l’âge et la consommation de poissons et de mammifères marins semblent indiquer que ce composé possède des propriétés physicochimiques qui le rendent persistant et bioaccumulable dans les chaînes alimentaires. Les sources d’exposition aux PBDEs n’ont pu être identifiées clairement dans cette étude. Par contre, la consommation de nourriture traditionnelle et le style de vie des Inuit semblent les protéger contre l’exposition au PBDE congénère 47, un des plus prévalants chez l’humain.
Several ubiquitous organic contaminants, some of which are increasing in the environnement, seem to possess thyroid-disrupting capacities. These effects are suspected to be the underlying causes of neurodevelopmental deficits in infants prenatally exposed to polychlorinated biphenyls. The objectives of this project were 1) to evaluate the effects of chronic exposure to environmental contaminants on circulating concentrations of thyroid hormones in pregnant women, newborns and adult Inuit as well as 2) to quantify and identify determinants of exposure to emerging contaminants in the Nunavik Inuit population in 2004. Overall, results from newborns and pregnant women do not demonstrate clear associations between thyroid hormone concentrations and exposure to some persistent organic pollutants. However, negative associations between polychlorinated biphenyl concentrations and circulating levels of thyroglobulin were observed in neonates. Furthermore, pentachlorophenol concentrations in pregnant women during their last trimester of pregnancy were negatively associated with umbilical cord free T4 concentrations in newborns. In adults, exposure to a complex mixture of chlorinated compounds was related to a reduction in total T3 and thyroglobulin concentrations. Moreover, plasma concentrations of emerging contaminants such as perfluorooctanesulfonate (PFOS) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) were also associated with disruptions of thyroid parameters. In 2004, exposure levels of PFOS and PBDEs in Nunavik Inuit adults were lower compared to those observed in other North-American populations, but similar and higher respectively, to those reported among European populations. The increase of PFOS plasma concentrations with age as well as with fish and marine mammal consumption seems to indicate that this compound tends to persist and bioaccumulate in the food-web. Sources of exposure to PBDEs were not clearly identified in the framework of this study. However, traditional food consumption and Inuit lifestyle seem to protect against exposure to congener PBDE 47, one of the most prevalent in humans.

Ce chapitre décrit les grands types de dangers chimiques et explique les grandes étapes et acteurs de l’analyse des risques chimiques dans les aliments. Il expose trois études de cas emblématiques de la problématique des contaminants chimiques dans les aliments et détaille les recherches actuelles visant à identifier de nouveaux dangers chimiques, avant de conclure sur des perspectives et les défis à relever.