ecotoxicologie

1. Master Ecotoxicologie et Biotechnologie Appliquée
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Année universitaire : 2021/2022
Compte Rendu :
« Evaluation de la toxicité des polluants en laboratoire :
Cas des pesticides »
Khouribga, LE 30/03/2022
Réalisé par :
• SAIDI Hafid
• El MOUA FEKKAK
• SLIM MOHAMED
Encadré par : Mme. Sanaa SAQRANE
M. AJERMOUN Noureddine

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Année universitaire : 2021/2022
Résumé
Un Travaux pratiques du module : Ecotoxicologie et évaluation des risques sur « Evaluation de la
toxicité des polluants en laboratoire : Cas des pesticides » s’est tenu le 30 Mars 2022, le TP s’est
tenu à l’initiative de Mme. Sanaa SAQRANE (la coordinatrice du master MEBA) en collaboration
avec M. AJERMOUN Noureddine (Doctorant) et M. Sara Lahrich (Doctorant). Il a réuni les
étudiants du master MEBA.
Le TP avait pour objectifs d’amener à :
o Étudier l’impact toxicologique de pesticides sur la morphologie et la physiologie d’une
plante cultivée.
o Suivre l’effet de différentes doses de l’insecticide Thiaméthoxame (TXM) sur la
germination et la croissance de la plante de Lentille (Lens esculenta)
o Détection par méthode électrochimique du pesticide dans différentes tissues de la plante à
savoir ; les racines, les tiges et les feuilles.

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Année universitaire : 2021/2022
Remerciement
Tout d’abord, je tiens à remercier vivement mon professeur Mme. Sanaa SAQRANE pour son assistance
basée sur des expériences pertinentes au domaine de l’écotoxicologie et de la toxicologie environnementale,
pour son travail ainsi que pour le temps d’explication et la simplification tout au long de ce TP.
Je tiens également à remercier M. AJERMOUN Noureddine et M. Sarra Lahrichi pour leur travail
ainsi que pour le temps d’explication tout au long de ce TP.

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Année universitaire : 2021/2022
SOMMAIRE
I. Introduction générale
II. Matériels et Méthodes
1. Instruments
2. Solutions
3. Outillages
4. Matériel végétale
III. Evaluation de la toxicité du pesticide présent dans le sol sur la germination et la
croissance de la plante de la lentille.
1. Test de germination
2. Test de croissance
3. Résultats et discussion
VI. Détection du pesticide dans les tissus de plantes de la lentille Lens esculenta
Protocole expérimental :
1. Extraction du pesticide par l’eau ultrapure
2. Analyse par méthode électrochimique
3. Comportement électrochimique de thiaméthoxame
a. Courbes de calibration
4. Résultats et discussion
Conclusion

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Année universitaire : 2021/2022
I. Introduction générale
Parmi les voies de pollution de l’environnement, les activités de l’industrie agricole ne font pas
exception. Chaque année, des milliers de tonne d’intrants chimiques (engrais, pesticides) sont utilisés
dans l’agriculture intensive. L’objectif de l’utilisation intensive des engrais et des pesticides chimiques
parfois de manière même abusive est de maximiser les rendements et la productivité au niveau des
parcelles cultivées. Contrairement à certains avantages, les effets négatifs sont énormes, ces produits
chimiques tendent à détériorer la qualité de l’environnement (l’air, les eaux de surface les nappes
phréatiques, le sol), d’où ils représentent un danger pour la vie humaine et les animaux.
« Ces pesticides posent un véritable problème de santé publique, et pas seulement pour les utilisateurs
qui sont les plus exposés, mais aussi pour la population générale. Les pesticides sont bien sur présents
dans nos aliments : plus de 50% des fruits et des légumes produits par l'agriculture intensive en
contiennent. Ils finissent finalement dans nos organismes qui hébergent ainsi des centaines de molécules
toxiques ».
Bon nombre de pesticides chimiques utilisées en agriculture ont un large spectre, c’est-à-dire ils ne sont
pas spécifiques à une espèce cible mais ils peuvent détruire non seulement le pathogène ou le ravageur
pour lequel ils ont été utilisé mais aussi ils éliminent la faune utile (les abeilles, les prédateurs, les
parasitoïdes des insectes phytophages, oiseaux, les vers de terre). L’épandage répétitif de l’engrais
chimique exerce affecte négativement la qualité des sols en les rendant acide ; l’eutrophisation des eaux
par Accumulation de matière carbonée, azotée et/ou phosphatée dans une eau stagnante, entraînant
d'abord une prolifération végétale et aboutissant finalement, après la mort et la dégradation des
végétaux, à la désoxygénation du milieu. L’infiltration des résidus des polluants dans le milieu
aquatique tend à contaminer les nappes phréatiques. Le problème devient crucial et l’environnement est
de plus en plus Vulnérable.
Objectif des travaux pratiques.
o Étudier l’impact toxicologique de pesticides sur la morphologie et la physiologie
d’une plante cultivée.
o Suivre l’effet de différentes doses de l’insecticide Thiaméthoxame (TXM) sur la
germination et la croissance de la plante de Lentille (Lens esculenta).
o Détection par méthode électrochimique du pesticide dans différentes tissues de
o La plante à savoir ; les racines, les tiges et les feuilles.

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Année universitaire : 2021/2022
I. Matériels et Méthodes
1. Instruments
• Spectroscopie UV-visible
• Potentiostat
• Centrifugeuse
• Bain à ultrasons
• PH-mètre
• Rota-vapeur
• Étuve
• Autoclave
2. Solutions
• L’eau ultrapure
• Tampon Britton-Robinson (B-R) pH : 10.4
• Solution stockage de Thiaméthoxame de concentration 0.01 mol L-1
3. Outillages
• Béchers
• Fioles jugées
• Tubes à centrifuger
• Boites de pétri
• Pince
• Papier filtre
• Gobelets ou pots en plastique
• Ciseau
4. Matériel végétale
• Les graines de lentilles (Lens esculenta)
• 2g de racines Frêche
• 2g de tiges Frêche
• 2g de feuilles Frêche

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Année universitaire : 2021/2022
II. Evaluation de la toxicité du pesticide présent dans le sol sur la germination et la
croissance de la plante de la lentille.
1. Test de germination
Nous activions l’embryon en dormance par l’imbibition des grains et la premier papier filtre et nous
déplaçons des grains imbibent par l’eau distillé, nous besoins une pince pour place les papier filtre et les
grains imbibent dans la boite de pétrie, nous choisissons environ de 12 grains de la plante de Lentille
(Lens esculenta) de bonne état le nombre des grains varié entre 10 à 14 grains selon la taille des grains,
après nous couvrons notre grains par un autre papier filtre imbibe par l’eau distillé.
Après on déplace notre boite de pétrie dans l’obscurité à une température de 22 C.
Les grains absorbent l’eau distillé et leurs propres réserves c’est-à-dire les éléments nutritifs pour
germer en foie la radicule sortie on doit de changer leurs milieux au lieu d’utiliser le papier filtre ils
utilisent le sol et à ce moment-là les grains besoins des éléments nutritifs et la source de la lumière. Ce
sol constitué de 60 la tourbe commercialisée de bonne qualité que contient les besoins nutritifs bien
calculé et n’est pas contaminé et 40 de sable stérilisé par une haut température.

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Année universitaire : 2021/2022
2. Test de croissance :
Les graines germées ont été transférées dans des pots en plastique (diamètre 8 cm) contenant un
mélange de tourbe et 40% de sable, pour suivre la croissance des plantules. L'expérience a été réalisée
dans une serre à photopériode et température naturelles en exposition continue à différentes
concentrations de thiaméthoxame avec les différents concentration au moins trois échantillons traité
pour avoir une moyenne.
Témoin traitée

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Année universitaire : 2021/2022
a. Évaluation de l’effet d’insecticide :
Pour l’évaluation de l’effet thiaméthoxame insecticide on mesure les paramètres biométriques
suivants :
o Mesurer la longueur de la racines principales.
o Mesurer la partie aérienne.
o Compter le nombre des feuilles de la plante de Lentille (Lens esculenta).
Témoin traitée
b. Résultats et discussion :
Témoins Traité
Longueur
des racines
principales
Longueur
des parties
aérienne
Nombre
des
feuilles
Longueur
des racines
principales
Longueur
des parties
aérienne
Nombre
des
feuilles
12 cm 8,5 cm 10 8 cm 11,5 cm 35
12,5 cm 8,2 cm 7 7 cm 9,5 cm 30
11 ,5 cm 8,3 cm 12 7 cm 10 cm 32

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Année universitaire : 2021/2022
Figure 1 : La longueur des racines principales et les parties aériennes des plantes de Lentille
(Lens esculenta) à deux variétés témoin et traité.
Pour la longueur des racines principales de la plante de Lentille (Lens esculenta), on observe que la
langueur des racines de trois plantes de la variété témoins plus grands par rapport à la longueur des
racines principales de trois plantes de la variété traité par le thiaméthoxame. C’est-à-dire lorsqu’il ont
une diminution de la longueur des racines c’est la signification de contamination par l’insecticide
thiaméthoxame, lorsqu’il influence sur l’absorption des éléments nutritifs et de l’eau qui existe dans le
sol il va influencer sur la croissance de la plante, le même phénomène a été observé sur les racines en
inhibant la formation des racines primaires et latérales, il est probable que l’inhibition de l’activité
mitotique soit la cause principale de la croissance des racines, nos résultats vont les racines semblent
être plus affectées que les tiges par l’application des insecticides thiaméthoxame.
Pour la longueur des parties aériennes , on observe que la longueur des partie aériennes de trois
plantes de variété traité par le thiaméthoxame et plus grands par rapport à la longueur des partie aériennes
des trois plantes témoins, la croissance des tiges montre que dans le cas des traitements ou légèrement
augmentation de la longueur des tiges présentent une longueur supérieure à celles des témoins,
L’application des fortes doses des insecticides thiaméthoxame a réduit davantage la longueur des racines
par rapport aux tiges. A partir de ses résultats ont peut déduire qu’il y a une possibilité de cette substance
d’accélères la mitose aux niveaux des méristèmes apicale qui va donner par la suite une longueur apicale
des plantes traitée supérieur à la plante témoin.

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Année universitaire : 2021/2022
Figure 2 : le nombre des feuilles de deux variétés de Lentille (Lens esculenta) témoin et traité par
thiaméthoxame.
Pour le nombre des feuilles de trois plantes de la variété traité par le thiaméthoxame insecticide par
rapport aux trois plantes de la variété témoins, on observe que le nombre des feuilles de trois plantes
traitée et supérieure par rapport aux trois plante témoin, mais la surface foliaire des plants témoins et
plus grand que le traitée ça indique que la photosynthèse chez les plantes témoins et plus efficace que
le traitée.
En plus de ça en observe que les feuilles de la plante traitée et en couleur jaunâtre et des taches
nécrosée et cela et due aux thiaméthoxame qui endommager les chloroplastes c’est-à-dire il n’y a pas
de photosynthèse et par la suite il n’y a pas de vie cellulaire.
En peut déduire que la surface foliaire de la plante traitée. Alors cette substance ayant une potentialité
de ralentir la division cellulaire des cellules méristématiques des feuilles qui donne par la suite des
cellules spécialisées pour faire la photosynthèse.

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Année universitaire : 2021/2022
III. Détection du pesticide dans les tissus de plantes de la lentille (Lens
esculenta).
a. Protocole expérimental :
1. Extraction du pesticide par l’eau ultrapure
Le thiaméthoxame a été extrait de 2 g de graines et de chaque partie des plantules (racines, tiges et feuilles)
en les broyant avec 100 ml d'eau ultra-pure. Le résidu obtenu a été soniqué (3kHz×40 min) et centrifugé
(1792 × g × 10 min). Après trois extractions (100, 100, et 50 ml), la phase aqueuse résultante a été concentrée
à l'aide d'un évaporateur rotatif à 80 °C, jusqu'à environ 5 ml d'eau. Le volume concentré a été porté à 25 ml
avec de l'eau. Afin d'assurer les meilleures conditions pour l'analyse des THM, le pH de la solution a été
contrôlé en ajoutant des composants du tampon Britton Robinson pH 10,38.
2. Analyse par méthode électrochimique
Pour assurer les meilleures conditions pour l'analyse du THM, le pH de la solution a été contrôlé en ajoutant
des composants tampons Britton-Robinson pH 10,38 de composants tampons. La solution a été transférée
dans la cellule électrochimique pour la détection du THM dans la plante sur l'électrode d'argent métallique
en utilisant la Voltammètrie à ondes carrés.
3. Comportement électrochimique de thiaméthoxame
Le comportement électrochimique du TXM sur l'électrode d'argent a été étudié par voltammétrie à ondes
carrées, dans une solution électrolytique contenant du TXM. Plusieurs électrolytes ont été testés pour évaluer
la réduction électrochimique du TXM, en particulier, la solution tampon de phosphate (pH 7,0 et 8,0), la
solution tampon d'acétate (pH 4,0), l'acide chlorhydrique, et Britton-Robinson (B-R) (pH 2,0 à pH 12,0 La
réponse la plus élevée a été obtenue en utilisant (B-R) (pH 10,4).

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Année universitaire : 2021/2022
a. Courbes de calibration
Les courbes de calibration ont tracé pour chaque matrice des organes de la plante pour but de déterminer
la concentration de l’insecticide bioaccumuler par la plante utilisant (B-R) (pH 10,4).
4. Résultats et discussion
Intensité du courant/µA
Extrait du racines Test 1 Test 2 Test 3
6,43× 10-2 M 10,4 10,84 10,83
5,0× 10-4 M 5,67 5,4 5,37
Intensité du courant/µA
Extrait du feuilles Test 1 Test 2 Test 3
6,43× 10-2 M 11,81 12,04 13,5
5,0× 10-4 M 5,60 6,13 6,56

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Année universitaire : 2021/2022
Intensité du courant/µA
Extrait du tiges Test1 Test 2 Test 3
6,43× 10-2 M 7,24 7,30 8,68
5,0× 10-4 M 5,04 5,08 5,35
Tableau 1
Calcule de la concentration de TXM dans chaque organe selon l’équation suivant :
Y= ax+b donc [TXM]=Y-b /a
Y : intensité du courant /µA
X : concentration du composé ; a et b sont déterminer par le courbe d’étalonnage
Concentration de TXM dans différents organes de la plante en mol/l
Concentration dans
milieu
Racines Tiges Feuilles
6,43× 10-2 M 3×10-5 2.46×10-5 2.86×10-5
5,0× 10-4 M 1.84×10-5 1.77×10-5 1.51×10-5
Tableau 2
Dans le contexte de la biosurveillance en utilisant le vivant (biotest) pour surveiller l’évolution d’une
substance dans la chaine trophique et le degré d’accumulation, et le risque toxicologique liée à une substance.
Dans notre cas nous avant utilisé la plante lentille Lens esculenta, pour évaluer le degré de bioaccumulation
de la substance THX dans les parties de la plante.
La capacité de la plante lentille Lens esculenta à accumuler le THM dans les plantules (racines, tige et
feuilles) a été confirmée à MSE en utilisant la voltampérométrie à onde carrée (Tableau1). Après quelques
jours de traitement, il a été constaté que le THM accumulé et augmente proportionnellement à la
concentration de THM contenue dans les solutions de traitement.
Ainsi, nous avons observé que lorsque les plantes ont été exposées aux concentrations supérieures et
intermédiaires, le THM a été détecté dans tous les organes, indiquant clairement qu'ils pouvaient être
transloqués dans la plante. L'accumulation de THM était dépendante de la dose, et le niveau maximum atteint
variait dans chaque partie de la plante (Tableau 2). Généralement, la teneur la plus élevée en THM se trouvait

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Année universitaire : 2021/2022
dans les racines, a couse de la contacte directe aux milieux, puis les feuilles et la tige considérées comme un
organe de transition du THM vers la partie aérienne de la plante. Après exposition de Lens esculenta à la
plus forte concentration (6,43× 10-2 mol L-1
), la teneur en THM était d'environ 2.46×10-5 mol L-1
dans la
tige, 2.86×10-5 mol L-1 dans les feuilles et 3×10-5 mol L-1 dans les racines. Après le traitement avec la plus
faible concentration (5,0× 10-4 mol L-1
), il a été détecté dans les racines 1.84×10-5 mol L-1
et la tige 1.77×10-
5 mol L-1
, mais une valeur de 1.51×10-5 mol L-1
a été appréciée dans les feuilles. Donc à partir de ces résultats
on remarque que la bioaccumulation de THX dans les feuilles dans une forte dose (6,43× 10-2 mol L-1
), est
supérieur à la tige, par contre dans la faible dose (5,0× 10-4 mol L-1), la forte bioaccumulation dans la tige
est supérieure aux feuilles, alors on peut dire que ces résultats non significatifs pour les deux concentrations.
En déduire que ces résultats montrent que le facteur de bioaccumulation varie selon la dose d’exposition et
la partie de la plante que ça soit (racine, tige et feuilles). Malgré ces résultats la technique ayant des limites
de détection et de quantification ne peut pas dépassée.
CONCLUSION
L'utilisation de THM peut affecter la qualité du rendement des cultures végétales, et son accumulation
dans les plantes comestibles pourrait présenter un risque potentiel pour la santé humaine et animale si l'apport
d'insecticide venait à dépasser les limites tolérables recommandées.