Lichens et biosurveillance de la qualité de l`air
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1. tre relativement simple mettre en uvre et peu co teuse Elle appara t en outre comme un bon outil de communication doubl d un support p dagogi que En effet elle permet de sensibiliser la population la pollution de l air Les v g taux qui servent de bioindicateurs sont en g n ral faciles observer Qui met en uvre la biosurveillance La biosurveillance l aide des lichens int resse particuli re ment les r seaux de surveillance de la qualit de l air mis en place par l Etat avec le concours des collectivit s territoriales Principaux polluants atmosph riques Polluants Origines Dioxyde de soufre SO Centrales thermiques chauffages industriels et domestiques Oxydes d azote NO Transports installations de combustion certaines Industries Ozone O Transports installations de combustion certaines industries se forme partir des oxydes d azote Monoxyde de carbone CO Combustion incompl te des combustibles et carourants Particules en suspension Transports industries Avec le soutien de la R gion CONNAITRE POUR A G R2 4 Exemple Air normand association soutenue par le Conseil g n ral de la Sene Maritime la R gion Haute Normandie les Viles les industriels La m thode est mise en uvre par des bureaux d tudes en environnement et elle est tudi e au sein de quelques uni versit s comme Lille et Grenoble C2. sentatifs et faciles identifier ces cher cheurs ont tabli une chelle de correspondance entre grou pements piphytes et degr de pollution C est l chelle de toxitol rance de van Haluwyn Lerond gradu e de l indice A la plus forte pollution l indice G lair le plus sain En observant les lichens pr sents sur le terrain on peut attri buer chaque station prospect e un indice de qualit de l air reporter ces informations sur une carte et d limiter ainsi des zones en fonction de la qualit de l air C est une fa on de faire un diagnostic global de la qualit de l air Ce que les lichens nous disent de la qualit de l air en Haute Normandie 1980 L 4 i MeutchmekenEram a i F ne etat z E ai ap iT z h r D LOT k i i x ce g LS Y F H M DES a yi L F l se un uV CO FR W f m y Bi t Pai a s ne A AS on A i So ki mi n La 2 Pors Aidoreer ir dominants gt 1997 La premi re carte de la qualit de l air sur l ensemble de la Haute Normandie tablie gr ce ke l tude des lichens date de 1980 R guli rement mise jour elle met en vidence une r gres sion de la pollution de l air depuis une quinzaine d ann es Toutefois des lots de pollution subsistent sur les agglom rations de Rouen du Havre et de Notre Dame de Gravenchon un panache de pollution plus l g re restant perceptible au nord de la Seine
3. CONNAITRE P OUR A G R1 4 Lichens et biosurveillance de la qualit de lair 4 Qu est ce que la biosurveillance C est l valuation de la pollution l aide d organismes vivants le plus souvent des plantes La biosurveillance repose sur l utilisa tion de bioindicateurs Ce sont des organismes qui expos s une pollution r agissent par l appari ton de sympt mes n croses et des perturbations de la croissance et du d veloppement Ils vont nous renseigner sur le degr de pollu tion du milieu atmosph re eau sol par leur pr sence ou leur absence ou bien encore par des sympt mes d intoxica ton Les plus connus des bioindicateurs sont les lichens mais tous les tres vivants sont plus ou moins sensibles la pollution La biosurveillance peut galement s appuyer sur les bioaccumulateurs qui nous renseignent par leur teneur en substances polluantes Les lichens mais aussi les mousses et bien d autres organismes v g taux ou animaux par exem ple les vers de terre sont d excellents bioaccumulateurs Dans le pr sent document 1l ne sera question que du r le de bioindicateurs au sens strict jou par les lichens en Haute Normandie Pourquoi surveiller la qualit de Pair La qualit de l air est une pr occupation majeure l heure actuelle Elle est surveill e depuis une trentaine d ann es en Haute Normandie r gion industrielle qui
4. doit faire face une forte pollution manant non seulement des usines mais aussi des voitures et des habitations De r centes tudes pid miologiques ont mis en vi dence un lien entre la pollution atmosph rique et l tat de sant des habitants expos s Xanthoria parietina r siste un air de mauvaise qualit En quoi la biosurveillance est elle diff rente des autres moyens de suivi de la qualit de l air La surveillance de la qualit de l air est assur e le plus sou vent en milieu urbain par un r seau de capteurs physico chimiques qui mesurent parfois en continu les concen trations des diff rents polluants atmosph riques Depuis quelques ann es on assiste au sein des r seaux de La qualit de lair est surveill e depuis une trentaine d ann es surveillance de la qualit de l air au d veloppement de a Parmelia tiliacea appara t que dans les atmosph res de bonne qualit biosurveillance L utilisation d or ganismes bioindicateurs permet d observer et d analyser les r ac tions des organismes vivants ex pos s de fa on plus ou moins chronique des polluants atmos ph riques Ils constituent un moyen d valuation des pollutions l o il n y a pas de capteurs Ils permettent de r aliser des cartes des zones touch es par la pollution La biosurveillance compl te les autres moyens de surveillance du milieu Elle a l avantage d
5. e ou th rapeutiques Peltigera canina contre la rage Lobana pulmonara pour les maladies respiratoires Dans l industrie ils entrent dans l laboration de substances colorantes et de subs tances mucilagineuses servant l encollage des tissus l usage le plus important tant la parfumerie Ecologie Les lichens sont des v g taux pionniers qui colonisent tous types de milieux terrestres des for ts aux villes Ils se rencontrent sous tous les climats temp r quatorial bor al et austral et toutes les latitudes A la diff rence des plantes sup rieures ils sont toutefois plus abondants au nord qu au sud La r partition des lichens est influenc e par diff rents facteurs l eau qui intervient dans le passage de l tat de vie ralentie celui de vie active ph nomene de reviviscence la lumi re toujours favorable la temp rature le vent action directe sur la diss mination ou indirecte sur la dessiccation des thalles le substrat porosit perm abilit teneur en calcium et en nitrates etc Certains lichens sont piphytes c est dire qu ils se d veloppent unique ment sur les corces de certains arores pr sentant des caract ristiques physico chimiques favorables notamment sur le plan du pH mesure de l acidit CONNAITRE P OUR A G I R3 4 Quelle est l origine de la m thode de biosurveillance par les lichens D s 1866 le Finlandais William Nylander a mis en vid
6. ence la sensibilit importante des lichens la qualit de l air A l occasion d une tude en Ile de France il a remarqu que l abondance des lichens diminuait l approche des villes et qu ils avaient totalement disparus Paris l exception du jardin du Luxembourg Il a fait le lien avec la qualit de l air d j mauvaise l poque La bioindication lich nique s est v ritablement d velop p e en France partir de 1970 en appliquant l chelle quali tative des Britanniques Hawksworth et Rose qui tablit une correspondance entre les esp ces de lichens et la pollution acide et qui a t utilis e en Europe jusque dans les ann es 1980 Dans le m me temps la m thode quantitative de l IAP des Canadiens Leblanc et De Sloover s appuyait sur la d termination d un indice de puret atmosph rique En 1975 Michel Lerond du Mus um de Rouen adapte l chelle de Hawksworth et Rose En 1981 partir d une tude r alis e sur des sites de Haute Normandie quip s de capteurs de pollution il tablit une nouvelle m thodologie bas e sur une approche phytosociologique Elle prend en consid ration des groupements d esp ces de lichens et leurs r actions face la pollution acide de l air Comment proc dent les sp cialistes A l heure actuelle la m thode la plus utilis e est celle mise au point en 1986 par van Haluwyn et Lerond A partir de lichens tr s repr
7. omme elle est transposable partout elle a t l objet d adaptations locales notamment en ce qui concerne l chelle de correspondance entre lichens et pollution Exemples Dans le cadre de la coop ration d centralis e entre la R gion Haute Normandie et le d partement de Galati en Roumanie l AREHN a mis en place dans cette r gion tr s touch e par la pollution industrielle un protocole de sum de la qualit de l air bar biosurveilance et sum des populations de lichens La biosurveillance par les lichens a galement t appliqu e lle de La R union Thalle foliac LA RAA 14 iA Pourquoi les lichens sont ils d excellents bioindicateurs Du fait notamment de leur long vit de leur activit m tabo lique continue de leur d pendance vis vis apports atmos ph riques et de la lenteur de leur croissance les lichens sont tr s sensibles aux changements de composition de l air et donc la pollution de l air Pour les m mes raisons ils offrent la possibilit de suivre la pollution sur une grande p riode Les lichens int grent principalement les donn es globales relatives la charge de l atmosph re en effluents acides dioxyde de soufre oxydes d azote Le dioxyde de soufre qui se transforme en acide sulfurique au contact de l eau atmosph rique est le principal agent de l appauvrissement de la v g tation lich nique Et comme toutes les esp ces n ont
8. pas le m me degr de sensibilit il est possible en se basant sur la pr sence ou l absence de certaines d entre el les de d limiter diff rentes zones d gal niveau de pollution Par ailleurs si une esp ce dispara t la suite de la d grada tion de la qualit de l air elle peut ensuite r appara tre rapi dement si la situation s am liore traduisant ainsi pr cis ment les fluctuations moyen terme Les lichens ont galement la facult d accumuler certaines substances telles que les m taux lourds des pesticides et tous les polluants dits organiques principalement issus de l activit humaine PCB hydrocarbures aromatiques poly cycliques et autres L analyse de leur composition chimique renseigne sur certaines pollutions d origine industrielle ur baine ou agricole Les lichens Les lichens sont des organismes particuliers qui constituent un groupe part Ils sont d pourvus de tiges de feuilles de racines et de vaisseaux conduisant de la s ve on dit qu ils ne sont pas vascularis s Ils appartiennent au groupe v g tal des thalophytes qui comprend galement les champignons R sultant de l association ou symbiose entre un champignon et une algue les lichens ont naturellement des caract res en commun avec leurs deux constituants Anatomie La fome d un lichen est d termin e par le champignon qui fome un tissu compact et filamenteux enveloppant d innombrables algues unicell
9. sous l effet des vents Les lichens repr sentatifs des zones de bonne qualit de l air sont localis s surtout en dehors ok la vall e de Seine cette demi re pr sentant toutefois des lots pr serv s ici ou l Ceux qui marquent au contraire une mauvaise qualit se retrouvent en g n ral sur les hauteurs proxi mit des sources de pollution acide les plus importantes La limite de cette m thode cartographi que tient dans le fait qu elle ne s int resse nr quauneseule sorte de pollution la pol 2447 lutionacide li e au dioxyde de soufre et 4 aux oxydes d azote etne nous rensei 2 ge pas sur les autres polluants or Gravenchon ozone m taux lourds PCB HAP Qualit de lair Tr s bonne Bonne Moyenne E Passable M diocre D Nassandres OBernay Sources M Lerond et B Besnard Air normand Tableau de bord de l environnement de Haute Normandie RER y Evreux Pal Fa Fa p a 1 j Dhoppe c C Jlunemy h r 4 Neufchatel en Bray gt L simashaione j A i LA Forges les paux Le kJ Nen 2 d vang D E 12 2 pe mir ie SSI a m A P mA 72 Le diagnostic colich nique m me simplifi comme 1l l est ici constitue une activit de d couverte passionnante pour tous Il s app
10. uie sur l observation et introduit de mani re tr s p dagogique le concept de pollution Les lichens se reconnaissent gr ce leur forme et leur couleur On peut se contenter de les observer l aide d une loupe Une technique d identification compl mentaire plus complexe fait intervenir des r actifs color s Les esp ces donn es ci dessous comme bioindicateurs sont choisies parmi les plus repr senta i Le un E Conna tre pour agir est une publication tives et les plus faciles identifier Toutes sont piphytes et se trouvent donc sur les arbres de l Agence r gionale de l environnement de Haute Normandie Clo tre des P nitents 8 all e Daniel Lavall e 76000 Rouen Texte M Goujon AREHN Photos M Goujon et J P Thorez AREHN AREHN 2004 Reproduction m me par tielle interdite sans autorisation de l diteur Remerciements M Lerond et Air Normand
11. ulaires appe l es sonidies Celles ci sont concentr es dans une partie bien pr cise du lichen Reproduction Les lichens se propagent de deux mani res par diss mination de fragments bouturage par diss mination des spores du champignon Nutrition La symbiose lich nique suppose un change entre l algue et le champignon l algue assure la nutrition caroon e gr ce la photosynth se Elle apporte des vitamines des prot ines et des glucides au champignon le champignon assure une fonction de protection et de drainage hydrique vis vis de l algue Il a la possibilit de stocker l eau dans ses membranes et de la transmettre l algue par ses parois La nutrition min rale est assur e par les poussi res et des sels dissous apport s par l eau Croissance La croissance des lichens est tr s lente de l ordre de 0 1 10 mm par an exceptionnellement quelques centim tres Elle est plus lente en hiver qu en t plus rapide sur substrats riches l ge des grands lichens est de l ordre de plusieurs dizaines d ann es pour les lichens foliac s et de plusieurs si cles pour les lichens crustac s de grande taille Les lichens dans le monde Les lichens de nos r gions ont une aire de r partition immense parfois mon diale On value 20 000 le nombre d esp ces dans le monde Utilisations Les lichens ont t employ s des l antiquit pour des usages alimentaires fourrage pour les rennes farine pour l homm
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