L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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(DS0103) 2016
Projet ECOTREE

Ecotoxicologie des Terres Rares dans les systèmes aquatiques

Les Éléments Terres Rares (ETRs) sont couramment utilisés dans les instruments de haute technologie et pour d’autres applications militaires et agricoles. Ces utilisations humaines perturbent le cycle biogéochimique des ETRs et des enrichissements anormaux en La, Ce, Nd, Sm et Gd sont actuellement détectables dans les systèmes aquatiques alors que les connaissances de leur écotoxicologie restent fragmentaires et sans consensus. En particulier, on ne sait pas si l’écotoxicité des ETRs varie d’une manière prévisible comme le font leurs propriétés atomiques. Un tel manque de consensus est critique en considérant que toutes les ETRs partagent un mécanisme d’action commun qui peut conduire à des effets potentiellement additifs néfastes sur les organismes vivants.
ECOTREE est un projet multidisciplinaire, organisé en plusieurs tâches permettant de produire des résultats pour une compréhension générale des relations entre la présence et l’origine des ETRs dans les systèmes aquatiques, leur écodynamique et spéciation, les voies d’exposition des espèces aquatiques et leur impact environnemental developpé dans une approche AOP.L’abondance des ETRs et leur origine seront étudiées dans différents systèmes aquatiques d’eau douce perturbés par les activités anthropiques afin de mieux les comprendre et de les reproduire au mieux en laboratoire. Une attention toute particulière sera donnée à la spéciation des ETRs et à leur fractionnement entre les matières en suspension, les colloïdes et la phase dissoute de la colonne d’eau. Afin d’identifier les mécanismes d’actions toxiques chez les organismes, nous ciblerons nos études sur 3 ETRs représentatifs de la série des lanthanides. Cette partie du projet fournira des informations cruciales sur les mécanismes sous-jacents aux effets écotoxiques des ETRs. Une approche multi-marqueur sera employée à différents niveaux de l’organisation biologique depuis les effets moléculaires (Daphnie, lignées cellulaires de Bivalve et Poisson), les effets individuel et populationnel (algues, macrophytes, Daphnie, Bivalve, Poisson) jusqu’aux effets fonctionnels comme la filtration chez les Bivalves ou la consommation d’oxygène pour toutes les espèces retenues. Une approche ‘omics’ plus complète intègrera les réponses biologiques étudiées aux différents niveaux et des approches de transcriptomique et de protéomique seront employées chez la Daphnie afin d’élucider plus largement les mécanismes d’action toxique. L’importance des voies d’exposition sera vérifiée pour les différents éléments sélectionnés et une attention particulière sera donnée à l’étude des mécanismes d’absorption en présence ou pas de colloïdes organiques modèles ou d’algues pour certains organismes qui permettront de contrôler un éventuel transfert trophique. Des études de bioaccumulation basées sur du fractionnement subcellulaire, l’utilisation d’isotopes stables et des analyses en synchrotron seront associées pour comprendre la localisation et la spéciation des ETRs et comment leur bioaccumulation peut être reliée aux effets toxiques.
Finalement, nous intégrerons les résultats de biodisponibilité, de bioaccumulation et d’effets en particulier d’écotoxicité dans le cadre d’une analyse du cycle de vie en utilisant le modèle de référence UseTox®. L’objectif est de développer de nouveaux facteurs de caractérisation pour les ETRs sélectionnés, représentatifs des éléments les plus utilisés actuellement dans l’économie. Ces facteurs permettront d’évaluer les impacts des ETRs présents dans les effluents en sortie de station d’épuration. Les résultats d’ECOTREE apporteront de nouvelles connaissances manquantes sur les potentiels impacts environnementaux des ETRs sur les écosystèmes dulçaquicoles. Ils fourniront aux gestionnaires et décideurs des domaines concernés des informations sur la classification des dangers des matériaux contenant des ETRs ainsi qu’une évaluation du risque environnemental.

Partenaires

LIEC Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux Université de Lorraine

LRGP Laboratoire Reactions et Génie des Procédés

LIST Luxembourg Institute of Science and Technology

MMS Mer, Molécules, Santé

Aide de l'ANR 551 000 euros
Début et durée du projet scientifique février 2017 - 48 mois

 

Programme ANR : (DS0103) 2016

Référence projet : ANR-16-CE34-0012

Coordinateur du projet :
Madame LAURE GIAMBERINI (Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux Université de Lorraine)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.