Search

Citation suggérée : Anses. (2022). Définition des nanomatériaux : enjeux, analyse et controverses (Saisine n° 2018-SA-0168). Maisons-Alfort : Anses, 128 p.; L’utilisation croissante des substances à l’état nanoparticulaire dans des secteurs d’activité trèsvariés a conduit les pouvoirs publics à faire évoluer la réglementation nationale et européenne pour prendre en compte leurs spécificités.La caractéristique dimensionnelle de ces substances, susceptible de conférer aux matériaux despropriétés ou comportements particuliers, laisse également entrevoir de probables différences en matière d’évaluation du risque (toxicité – écotoxicité et devenir dans l’environnement). Alors que ces substances sont souvent développées pour leurs propriétés spécifiques et considérées comme des vecteurs d’innovation, l’état des connaissances concernant les effets potentiels de ces substances sur l’environnement et la santé demeure généralement insuffisant pour en évaluer les risques (Anses 2014).En l’absence d’une définition pleinement partagée permettant de définir le périmètre des objetsconcernés, une première étape vers une meilleure connaissance a consisté à harmoniser levocabulaire employé (nano-objets, agrégats, agglomérats, nanomatériaux manufacturés, etc.) via la normalisation dans un premier temps, puis à établir une définition et des critères permettant de caractériser ces substances tels que leur taille, leur distribution, leur surface spécifique, etc.Au niveau européen, la recommandation du 18 octobre 2011 de la Commission européenne (CE)relative à la définition des nanomatériaux (2011/696/UE) a servi de référence à plusieurs reprisesdans les différents textes législatifs. Celle-ci s’est appuyée sur les travaux du Scenihr (ScientificCommittee on Emerging and Newly Identified Health Risks) portés sur ce sujet et publiés en 2010(Scenihr 2010).La Commission européenne avait proposé de s’appuyer sur cette définition pour adapter cellefigurant dans le Règlement n°1169/2011 relatif à l’information du consommateur sur les denréesalimentaires, notamment en y introduisant le seuil de 50 % de particules en nombre. Cetteproposition a été rejetée par le Parlement européen au motif que rien ne justifiait l’introduction d’un tel seuil, inadapté en l’occurrence pour répondre à la demande d’information du consommateur. En conséquence, seule la définition figurant dans le règlement relatif aux nouveaux aliments, à laquelle renvoie le Règlement n°1169/2011, s’applique dans le cadre des contrôles opérés par la Direction générale de la consommation, de la concurrence et de la répression des fraudes (DGCCRF) pour s’assurer de la bonne information du consommateur sur le caractère nanométrique des ingrédients mis en œuvre. Cette définition ne comporte pas de seuil, de sorte qu’un ingrédient est déclaré « nano » dès lors que la présence de nanoparticules est avérée. Dans la pratique, selon la méthodologie de contrôle développée par le Service commun des laboratoires, un ingrédient est considéré correspondre à un nanomatériau lorsque 10 % au moins des particules en présence sont de taille nanométrique.Actuellement, la définition de « nanomatériau » peut différer d’un règlement européen à l’autre(règlements sur les produits biocides, sur les produits cosmétiques, sur les nouveaux aliments, sur l’information des consommateurs sur les denrées alimentaires, sur les dispositifs médicaux). Les travaux portant sur la révision des annexes du Règlement 1907/2006 « REACH » pour l’adapter aux substances sous forme nanoparticulaire ont été publiés en 2018 (Règlement UE 2018/1881). Le projet de texte de ces annexes a été voté par la Commission en comité le 26 avril 2018 et est entré en application le 1 er janvier 2020. Le texte se réfère à la recommandation de définition européenne.Les définitions actuelles proposées dans la recommandation de la Commission de 2011 et dans les différents règlements comportent des différences et des imprécisions (seuil de 50 % en nombre, taille, notions d’insolubilité ou de bio-persistance dans le règlement cosmétique, etc.), régulièrement mises en avant par les parties prenantes. Celles-ci souhaitent l’établissement d’une définition plus claire et harmonisée. La Commission européenne avait annoncé dans plusieurs communications relatives à cette recommandation son intention de la réviser avant décembre 2014 pour mieux prendre en compte les spécificités de ces substances, l’avancée des connaissances et préciser certains points de la définition.Le Joint Research Center (JRC), service de recherche de la Commission européenne, a publié en2014 un premier rapport comportant des propositions relatives aux critères pouvant être pris enconsidération pour définir les nanomatériaux (Rauscher et al. 2015). Plus récemment, en préparation de la proposition de définition par la Commission européenne, le JRC a publié début 2019 un document support définissant les termes et concepts utiles liés à la définition (Rauscher, Roebben, et al. 2019) puis un autre rapport relatif cette fois-ci aux techniques analytiques d’identification des nanomatériaux (Rauscher, Mech, et al. 2019).Après plusieurs phases de discussion engagées dès 2012, la Commission a ouvert une courtephase de consultation publique (du 06/05/2021 au 30/06/2021) afin de recueillir les avis quant aux propositions d’évolution de la définition européenne datant de 2011. Cette phase de consultation s’est achevée par la publication d’une nouvelle Recommandation de définition le 10 juin 2022.

National audience

Les modes de vie, de consommation, de production industrielle et agricole de nos sociétés impactent les environnements de surface (eau, sol, atmosphère). Parmi ces impacts, nous nous intéressons à la dissémination de polluants métalliques, la production sans cesse croissante de déchets et l'utilisation industrielle récente et croissante de nouveaux matériaux : les nanoparticules. Pour relever ce défi scientifique, il est indispensable de comprendre et d'expliquer le comportement des polluants dans les environnements de surface, notamment en contexte de recyclage de déchets, de décrire les interactions entre organismes vivants et nanoparticules, et de proposer des solutions originales de traitement des pollutions en utilisant notamment les propriétés de surface des nanomatériaux. Le rayonnement synchrotron permet d'accéder à des informations à l'échelle moléculaire et ainsi de décrypter la spéciation des contaminants souvent présents à l'état de trace dans des échantillons hétérogènes.

Face à l'augmentation de la production de déchets dans les régions ultra périphériques insulaires comme La Réunion, il est demandé aux décideurs politiques et aux scientifiques de proposer des solutions de valorisation pérennes. Le recyclage agricole est une de ces solutions. Elle suppose, cependant, une bonne appréciation des impacts environnementaux de cette pratique. La présence en quantité élevée à l'état naturel d'éléments traces métalliques (ETM) dans les sols de La Réunion soulève un problème spécifique : l'épandage de déchets organiques ne risque-t-il pas de conduire à des transferts des ETM des sols vers les nappes et les cultures ? En milieu tropical, les éléments pour répondre à cette question manquent. Dans le cadre de ce projet, nous avons évalué l'impact de l'épandage de déchets organiques sur la spéciation et le transfert des ETM présents dans les sols réunionnais. Il s'est agit de : (i) déterminer la spéciation des ETM des sols de La Réunion et son évolution suite à l'apport de déchets organiques puis (ii) de quantifier la mobilité des ETM entre les différents compartiments : sol, plante et eau. Pour cela, trois sols, naturellement riches en ETM, ont été sélectionnés afin de représenter la diversité des conditions pédologiques rencontrées à l'échelle de l'île de La Réunion ainsi que deux déchets organiques (compost de déchet vert et lisier de porc) avec des teneurs en ETM contrastées. L'ensemble des résultats qui concernent la spéciation des ETM dans les sols sont cohérents quelle que soit la méthode utilisée (chimique ou spectroscopique). En effet, ils permettent de montrer que malgré les concentrations élevées en ETM des sols étudiés, les ETM ne sont pas ou peu mobiles et biodisponibles. Malgré des évolutions importantes des propriétés physico-chimiques liées à l'apport de déchets organiques (acidification et augmentation de la salinité), nous n'avons pas détecté d'augmentation de la fraction échangeable des ETM au cours des incubations. Autrement dit, la minéralisation de la MO des déchets organiques ne se traduit pas par le relargage d'une quantité d'ETM significative, ou, si ce phénomène a lieu, les ETM sont rapidement piégés par les phases minérales ou organiques présentes dans le sol. Les expériences conduites en colonnes de sol ou in situ sur des parcelles expérimentales donnent des résultats concordants : l'épandage de lisier de porc se traduit par une accumulation de Cu et Zn dans les premiers centimètres du sol et nous n'avons enregistré aucune mobilité des ETM présents dans les sols.

Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the Southeast of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during all the project, we studied the interaction between of fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimeters of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years., Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines). Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant.

Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the South-East of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during the project, we studied the interaction between fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimetres of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years. A set of indicators of the health status and dynamics of the ecosystem was selected among biological, physical and chemical parameters.; Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines. Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant. Un jeu d'indicateurs de l'état et de l'évolution de l'écosystème a été retenu, basé sur des paramètres biologiques, physiques et chimiques.

[Departement_IRSTEA]GT [TR1_IRSTEA]SET / RICOMED [TR2_IRSTEA]SET / DYMON; Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the South-East of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during the project, we studied the interaction between fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimetres of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years. A set of indicators of the health status and dynamics of the ecosystem was selected among biological, physical and chemical parameters.; Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines. Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant. Un jeu d'indicateurs de l'état et de l'évolution de l'écosystème a été retenu, basé sur des paramètres biologiques, physiques et chimiques.

L'étude de la spéciation des ETM de quatre sols représentatifs des différents contextes pédoclimatiques de La Réunion a été conduite en utilisant deux protocoles d'extraction chimique séquentielle. Quel que soit le protocole utilisé, nous avons montré que pour les 4 sols étudiés (un nitisol, un cambisol, un cambisol andique et un andosol silandique) la fraction échangeable représente la plus petite fraction des ETM étudiés (Cr, Cu, Ni et Zn) et que la fraction résiduelle est la plus importante. Nous avons également étudié la spéciation de Cu et Zn au sein d'un lisier de porc en utilisant une méthode d'extraction chimique ainsi qu'un protocole de séparation granulométrique couplée à nue méthode spectroscopique (IRTF). Cela a permis de mettre en évidence que Cu interagit avec les oxydes et la matière organique, alors que Zn interagit quant à lui avec les carbonates, la matière organique et les oxydes. 75% de Zn et 78% de Cu se retrouvent dans la fraction où les éléments ont une taille comprise entre 0,45 µm et 20 µm. La spectroscopie IRTF à permis de montrer la présence dans ces fractions du motif aliphatique, de différentes fonctions organiques (hydroxyles, acides et amines) et de différents composés inorganiques (phosphates, carbonates, silicates). L'une des particularités des andosols réside dans la présence en abondance d'aluminosilicates cristallisés à très courte distance, communément appelés "imogolite" et "allophane" dont la taille varie de quelques nanomètres à 100 nm. La structure de ces "nano-minéraux" leur confère de très grandes surfaces spécifiques (~700 m2/g) ainsi que de fortes capacités d'échanges cationique et anionique. Ces propriétés expliquent leur important potentiel d'adsorption des espèces chargées présentes dans les sols que ce soit la matière organique du sol ou des métaux lourds. Les isothermes d'adsorption de trois métaux (Zn, Cu, Ni) sur des imogolites de synthèse bien caractérisés ont montrées que le zinc était le métal le plus réactif. Les sites de sorption d'après la spectroscopie EXAFS semblent être les sites aluminols. Des premiers tests ont été réalisés avec les mêmes métaux sur des allophanes et confirment le fait que le zinc est l'élément le plus sorbé. Nous avons évalué l'impact de l'épandage d'un lisier de porc sur un nitisol réunionnais en utilisant un dispositif de colonnes de sol. Au niveau de la dynamique de transfert des éléments chimiques apportés en quantité non négligeable que sont Ca, K, P, Cu et Zn (avec respectivement 5,5%, 7,9%, 7,3%, 17% et 9% du stock initial dans les 15 premiers centimètres du sol), nous pouvons noter des différences significatives. Ainsi, il semble que P ainsi que Cu et Zn interagissent très fortement avec les premiers centimètres du sol puisque nous n'observons pas de différences entre les colonnes (traitées et non traitée) au niveau de la concentration de ces trois éléments dans les solutions de sol prélevées. À l'inverse, K, Ca et Na interagissent avec le sol mais aussi entre eux (dans le sens où il se produit une compétition pour être adsorbé et désorbé du sol). De plus, le fait de retrouver Ca et Na en quantité non négligeable dans les eaux de percolation est à prendre en compte. Il en est de même avec les anions que sont NO3 et Cl qui interagissent également avec le sol mais qui ont surtout un impact au niveau des eaux de percolation.

Les tentatives de classification des déchets organiques en fonction de leurs potentiels de minéralisation sont nombreuses dans la littérature scientifique. Elles sont essentiellement basées sur les mesures de CO2 produits au cours d'incubations conduites en conditions contrôlées et normalisées. Elles n'abordent donc pas l'étude de l'évolution fonctionnelle et structurelle des composés organiques au cours du temps. De plus elles négligent l'impact des conditions physico-chimiques du milieu sur ces transformations. L'objectif du présent travail consiste à évaluer la faisabilité d'une telle approche. Des incubations sol + effluent (vinasse à 20% de matière sèche issue d'industrie de fermentation) ont été mises en oeuvre en conditions aérobie et anaérobie avec plusieurs échéances: 2h00, 1j et 28j. L'évolution du COT (Carbone Organique Total) au cours du temps permet de souligner 2 points importants: il existe bien un "effet sol" qui favorise la dégradation de la MO (Matière Organique) quelles que soient les conditions expérimentales; la dégradation de la MO est plus rapide en condition aérobie; en aérobie la quantité de C résiduelle au bout de 28j est très faible 500 mg/kg contre 4 000 mg/kg en anaérobie. Avec la spectroscopie infra rouge (IRTF): nous ne détectons aucune différence de la signature des échantillons entre la vinasse brute et les échéances 2h00 et 1j; la dégradation importante de la MO après 28j d'incubation en aérobie se traduit par l'apparition de deux pics attribués aux sulfates; en anaérobie, nous observons la disparition des pics compris entre 1000 et 1200 cm-1 qui correspondent aux bandes de vibration des (C-O) attribuées aux polysaccharides. Les analyses par RMN 13C confirment ces résultats. L'incubation en aérobie conduit à la plus importante perte de signal et se traduit par une diminution de moitié de la proportion des sucres dans le C résiduel. C'est en condition anaérobie que les changements de la nature de la matière organique sont les plus marqués: le signal complexe de la vinasse brute montrant une prédominance des sucres est considérablement simplifié et consiste essentiellement en acides carboxyliques de courte chaîne. (Texte intégral)

Not available, Les acides organiques modifient considérablement le déroulement de l'hydrolyse de l'aluminium par blocage des oligomères intermédiaires entre le monomère et le tridecamère. Les précipités présentent une structure variable suivant l'échelle d'observation

Study of the biosynthesis of NADH: rubredoxin oxidoreductase in resting cells of Clostridium acetobutylicum shows that this enzyme is synthesized at a maximal rate in the presence of acetic acid at a concentration of 3 g . l-1 and at pH 4.8. Protons do not play any role in this biosynthesis since no induction is observed in a medium without acetate for the same values of pH. Butyric acid at a concentration of 0.5 g . l-1 gives 50% induction and formic acid, isobutyric acid and propionic acid have no inductive action on NADH: rubredoxin oxidoreductase. These results are confirmed by studies using a dialysis bag. Only a culture against acetic acid at an initial concentration of 2 g . l-1 gives maximal biosynthesis of the enzyme, whereas a culture in which all products of metabolism are eliminated gives an activity which is 80% lower.

Dans le cadre de la protection des eaux et des sols, la compréhension des mécanismes fondamentaux responsables de l’acquisition de la qualité chimique de ces milieux est indispensable. Il apparaît que de nombreuses problématiques concernant ces milieux sont liées aux éléments traces. L'utilisation d'éléments traces par l’homme, et par conséquent leur inévitable dissémination dans l'environnement (eau, sol et atmosphère), n'a cessé de croître au cours du XXème siècle. La contamination des eaux et des sols qui en découle constitue donc un enjeu à la fois fondamental et sociétal non seulement, parce qu'elle affecte notre environnement proche mais aussi et surtout, parce qu'elle est susceptible d’affecter notre alimentation en eau potable et en denrées ‘propres’.