UMR CNRS 5023

Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés


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UMR CNRS 5023

Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes
Naturels et Anthropisés

CLEMENT Bernard
Ingénieur Divis. TPE - HDR, ENTPE

Enseignant chercheur : IPE

ENTPE, Ecole Nationale des Travaux Publics de l'Etat
CNRS, UMR 5023 - LEHNA,
Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés
3, Rue Maurice Audin
F-69518 Vaulx-en-Velin Cedex France

(+33) 04 72 04 70 62 (+33) 04 72 04 77 43

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  • Utilisation de microcosmes aquatiques de laboratoire pour l’évaluation des risques

    Lorsqu’il s’agit de prédire les effets de composés toxiques sur les écosystèmes récepteurs, les microcosmes de laboratoire (volume : quelques litres à quelques dizaines de litres), encore appelés tests multi-espèces, constituent un bon compromis, en termes de coût et de pertinence écotoxicologique, entre les tests monospécifiques et les essais en mésocosmes extérieurs. Ils offrent un grand nombre de critères d’effets et prennent en compte certaines interactions entre espèces (compétition, prédation, ...), tout en présentant un niveau de standardisation et de réplicabilité suffisant.

    Un premier type de microcosme a été retenu dans un premier temps. Il consiste en un bécher de 2 litres contenant :
    - une colonne d’eau où évoluent, dans un milieu synthétique des cladocères (daphnies) et des algues microscopiques, avec des lentilles d’eau en surface,
    - un sédiment artificiel constitué de sable, d’argile, de matières organiques, ou un sédiment naturel propre ou contaminé, où se développent des amphipodes épibenthiques et des larves de chironomes.

    La relative simplicité de ce protocole permet, au moyen de méthodes de mesures simples, de tester les effets sur 30 jours du (ou des) toxique(s) ajouté(s) ou déjà présent(s) sur les daphnies (survie, croissance, reproduction), les algues et lentilles d’eau (croissance), les amphipodes (survie, croissance) et les chironomes (survie et croissance des larves, émergence des imagos). Ces effets ne peuvent bien entendu pas être interprétés indépendamment les uns des autres, du fait de l’existence d’interactions entre certaines espèces (ex: broutage des algues par les cladocères), ni sans la connaissance du devenir du (des) toxique(s) incorporé(s) initialement au système. La taille réduite des microcosmes permet de travailler avec un bon niveau de réplication et autorise un maniement plus aisé. Le fait d’utiliser des espèces faisant l’objet de tests normalisés permet par ailleurs la comparaison des résultats obtenus en microcosme avec ceux obtenus en tests monospécifiques dans ce même laboratoire ou reportés dans la littérature, donc de comprendre en quoi la prise en compte d’un certain niveau de complexité peut améliorer l’extrapolation des résultats de laboratoire aux effets à attendre in situ.
    Le protocole d’essais en microcosmes 2 L a été appliqué à diverses problématiques : étude du devenir et des effets d’HAPs en sédiments spikés (programme PNETOX 1998-2001, thèse G. Verrhiest, programme "pyrène" 2000-2002 du CNRS), étude du scénario de dépôt en gravière de sédiments de dragage de canaux de navigation (contrats VNF/CETMEF, thèse G. Triffault-Bouchet 2004), évaluation du risque lié à la contamination par une substance chimique des sédiments d’un cours d’eau lors d’une pollution accidentelle (2000), écocompatibilité de la valorisation des mâchefers d'incinération d'ordures ménagères (MIOM) (thèse G. Triffault-Bouchet 2004), effets d'un traitement physico-chimique de sédiments contaminés sur leur écotoxicité (thèse N. Cauzzi 2007), évaluation de l’écotoxicité de résidus de l’assainissement routier dans le cadre de l'opération de recherche "Caractérisation et gestion des résidus de l'assainissement routier pluviale et urbain" du LCPC (2006-2009), évaluation des risques écotoxicologiques d’un scénario de remplissage de cavités terrestres par des sédiments marins contaminés (ANR SEDIGEST 2007-2010).

    D'autres protocoles, mobilisant des volumes plus importants (100 et 180 L) ou/et des biocénoses plus complexes (autres espèces de cladocères et de lentilles d'eau, plantes enracinées, gastéropodes), ont été appliqués aux mêmes problématiques (MIOM et sédiments contaminés) dans un souci d'amélioration du réalisme écologique (ex : gravières expérimentales traversées par un flux d'eau souterraine permanent).

    Les conclusions apportées à l’issue de la thèse de Gaëlle Triffault-Bouchet (2004) et dans le rapport d’HDR de Bernard Clément (soutenance au 1er semestre 2006) ont fait apparaître un bilan globalement positif pour les essais en microcosmes 2 L, mais des pistes d’amélioration et d’optimisation possibles et souhaitables en ce qui concerne la variabilité et les conditions de développement des organismes. Le travail de thèse d’Hélène Delhaye (2007-2011) a permis d’améliorer le protocole par la mise au point d’un essai dynamique consistant à renouveler la colonne d’eau en permanence de sorte à maintenir des conditions constantes pour les organismes de la colonne d’eau en termes de qualité de l’eau et d’exposition au polluant en phase aqueuse. Une modélisation DEBtox, réalisée en collaboration avec le Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive de Lyon 1, a permis de déterminer, dans les conditions d’exposition complexes du microcosme, les concentrations sans effet du Cadmium sur les daphnies. Cette collaboration devrait être poursuivie et étendue à l’ensemble des organismes du microcosme.
  • Ingénieur Divisionnaire des TPE, docteur HDR, enseignant-chercheur

    Enseignant chercheur au LSE de 1987 à 1994 et depuis sept. 99.

    Directeur du Département Ville & Environnement depuis 2006.

    Août 94 - sept.99 : Mis à disposition auprès du laboratoire Transfert et Effet des Polluants dans l’Environnement (TEPE) de l’Ecole Supérieure d'Ingénieurs de Chambéry (ESIGEC),Université de Savoie), Le Bourget du Lac

    Nov. 89 – avril 94 : Doctorat de biologie et biochimie appliquées à l'Université de Savoie (Chambéry), effectué au LSE en parallèle à un poste d’enseignant-chercheur.

    Sept. 87 - octobre 89 : Poste d’enseignant au LGEE (ancien LSE).

    Août 83 – août 87 : Chef de la cellule environnement à la Direction Départementale de l'Equipement de la Meuse (55)
  • 2014 Clément, B., Guillen, B., Xu, J., Perrodin, Y., 2014 - Ecotoxicological risk assessment of a quarry filling with seaport sediments using laboratory freshwater aquatic microcosms. Journal of Soils and Sediments, 14 : 183–195.

    2012 Billoir, E., Delhaye, H., Forfait, C., Clément, B., Triffault-Bouchet, G., Charles, S., Delignette-Muller, L., 2012 - Comparison of bioassays with different exposure time patterns : The added value of dynamic modelling in predictive ecotoxicology. Ecotoxicology and Environmental Safety, 75 : 80–86.

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