universite mohammed v faculte des sciences rabat
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UNIVERSITE MOHAMMED V FACULTE DES SCIENCES RABAT N° d’ordre 2752 THESE DE DOCTORAT Présentée par Mohamed DEBBAB Discipline : Chimie Spécialité : Chimie de l’environnement CONTRIBUTION A L’ETUDE DE RESIDUS D’UNE FORMULATION DE CYPERMETHRINE DANS CERTAINS LEGUMES ET LEUR EFFET SUR L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE DE CES DENREES Soutenue le 27 Décembre 2014 Devant le jury Président Pr Mohammed FEKHAOUI PES Directeur de l’Institut Scientifique de Rabat Examinateurs Souad EL HAJJAJI PES à la Faculté des Sciences de Rabat Abdelmalek DAHCHOUR PES à l’IAV Hassan II de Rabat Abdallah ZRINEH PES à la Faculté des Sciences de Rabat Mohammed EL AZZOUZI PES à la Faculté des Sciences de Rabat Invités Abdelmjid ZOUAHRI Docteur à l’Institut National de la Recherche Agronomique Zine ALAMI Directeur Technique de l’Etablissement Autonome de Contrôle et de Coordination des Exportations (EACCE) Faculté des Sciences, 4 Avenue Ibn Battouta B.P. 1014 RP, Rabat – Maroc Tel +212 (0) 37 77 18 34/35/38, Fax : +212 (0) 37 77 42 61, http://www.fsr.ac.ma RESUME Au cours de leur cycle végétatif, la culture des légumes est continuellement menacée par les ravageurs et maladies obligeant ainsi l’agriculteur à traiter chimiquement. Ainsi et compte tenu de l’impact de l’utilisation des pesticides, la présente étude a été conduite afin de recueillir, en premier lieu, les pratiques phytosanitaires insecticides, simulées au laboratoire en Allemagne, à la façon de faire des agriculteurs périurbains de la capitale du Maroc. En second lieu, il a été question d’étudier l’effet de ce traitement sur la capacité antioxydante des légumes arbitrairement choisis. Pour cela, deux types de travaux ont été menés : des enquêtes sur le terrain mettant en exergue les perceptions paysannes des fellahs relatives aux pratiques phytosanitaires puis des analyses de laboratoire afin de détecter la présence éventuelle de résidus d’insecticide et de mesurer l’activité antioxydante afférentes aux légumes. Les résultats de cette étude ont révélé que les pratiques phytosanitaires (achat de produit, préparation, traitement etc..) laissent beaucoup à désirer entraînant souvent une présence de résidu sur et dans les légumes traités. Cette présence de pesticide a conduit inéluctablement à une diminution de l’activité antioxydante des denrées analysées. Ces résultats n’auraient pas vu le jour sans des stratégies analytiques performantes. En effet, les matrices étant très complexes, l’extraction apparaît comme une étape clé : les techniques d’analyses (chromatographie liquide à haute performance, spectrométrie de masse) ont permis d’atteindre des limites de détection très basses. Aujourd’hui, ces performances ont ouvert la voie à la chimie analytique dans divers domaines en passant par l’expertise et le contrôle au service de l’environnement et de l’humanité toute entière. Mots clés : Cypermethrine, pratiques phytosanitaires, légumes, résidus de pesticides, activité antioxydante, HPLC-MS- Spectrophotométrie, risque sanitaire. SUMMARY During their growth cycle, vegetables are continually threatened by pests and diseases, thus forcing farmers to treat chemically. The present study aimed to: Collect informations of phytosanitary pesticide application practices used in suburban plantation in Morocco to be simulated in to study the effect of pesticide treatment on the ability of the antioxidant capacity of the vegetables selected. These goals were achieved by a field survey that highlighted the farmer’s perceptions for pesticide applications performed randomly and leading to variable residue amounts The presence of pesticide inevitably leads to a decrease in the antioxidant activity of sample commodities analyzed. On another hand, These results couldn’t be achieved without performing analytical strategies based on the use strategic steps associated mainly with extraction performance and powerful analytical techniques allowing (Chromatography, high performance liquid, mass spectrometry) very low detection limits. REMERCIEMENTS Tout d’abord merci à mon directeur de thèse, le professeur abdallah ZRINEH et à mon co-directeur le professeur Mohammed ELAZZOUZI pour m’avoir accueilli au sein de l’équipe physicochimie des matériaux et nanomatériaux à la Faculté des Sciences -Université Mohammed V- Rabat. Merci a vous, a votre soutien, je reconnais la chance que j’ai eu pour accomplir ce travail et ce grâce a votre opiniâtreté. Mes remerciements vont aussi au Professeur Mohammed FEKHAOUI pour avoir bien voulu présider le jury de ma thèse malgré son emploi trop chargé. Je tiens à remercier très sincèrement Mme Souad EL HAJJAJI (Rapporteur et Examinateur) pour avoir accepté de participer à ce jury, ses compétences concernant les pesticides et leur analyse dans l’environnement et ses critiques constructives m’ont été d’une grande utilité. Je tiens aussi à remercier Mr Abdelmalek DAHCHOUR (Rapporteur et Examinateur) d’avoir accepté de participer à ce jury, sa bienveillance et ses conseils judicieux. Son expérience dans le domaine de l’évaluation des risques environnementaux et l’intérêt qu’il a montré à ce travail sont très importants pour moi. Mes remerciements sont vivement adressés à mes deux invités en tant que membres du jury. Enfin, je tiens à saluer la contribution de ma chère et tendre épouse à laquelle j’associe mes deux fils ainsi que toute la famille et tous mes proches qui m’ont toujours aidé et soutenu dans mes choix et pour m’avoir offert la possibilité d’arriver jusqu’ici et tellement plus encore… ABREVEATIONS UIPP : Union des Industries de la Protection des Plantes BO : Bulletin Officiel POPS : Polluants Organiques Persistants DTT : Dichloro-Diphényl-Trichloroethane PNUE : United Nations Environment Programme CEE : Communauté Economique Européenne ONSSA : Office National de la Sécurité Sanitaire des Aliments LMR : Limite Maximale de Résidus UE : Union Européenne OMS : Organisation Mondiale de la Santé INSERM : Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale AMM : Autorisation de Mise sur le Marché DJA : Dose Journalière Admissible FAO : Food and Agriculture Organization JMPR : Joint Meeting Pesticide Residue DGCRF : Direction Générale de la Concurrence et de la Répression des Fraudes CPG : Chromatographie en Phase Gazeuse CPL : Chromatographie en Phase Liquide SM : Spectrométrie de Masse FID : Flame Ionization Detector TID : Thermo Ionic Detector ECD : Electron Capture Detector DAD : Diode Array Detector UV : Ultrat Violet m/z : rapport masse/charge ESI : Electro Spray Ionization Kv : Kilovolts mn : minutes ERO : Espèces Réactives Oxygénées AND : Acide Désoxyribose Nucléique ATP : Adénosine Triphosphate CP : Composés Phytochimiques ORAC : Oxygen Radical Absorbance Capacity TRAP : Total Radical-trapping Antioxidant Parameter FRAP : Ferric Reducing Ability of Plasma DPPH : 2,2- Diphényle -1- Picrylhydrazyl TEAC : Trolox Equivalent Antioxidant Capacity AAPH : 2,2’-Azobis (2-méthylpropionamidine) dihydrochloride SAU : Surface Agricole Utile PIB : Produit Intérieur Brut MADREF : Ministère de l’Agriculture de Développement Rural et des Eaux et Forêt RSZZ : Rabat Salé Zemmour-Zaer INDH : Initiative Nationale du Développement Humain N,P, K : Fumure Azote – Phosphore – Potassium F.A.R : Forces Armées Royales KHz : Kilohertz tr : tour mg : milligramme µl : microlitre nm : nanomètre ml : millilitre µg : microgramme SNC : Systeme Nerveux Central SNP : Système Nerveux Périphérique HPLC : Chromatographie Liquide de Haute Performance CCM : Chromatographie sur Couche Mince JAS : Jour après semis PBO : Butoxyde de piperonyle DAR : Date Avant Récolte EtAc : Acétate d’éthyle ONEE : Office Nationale de l’Eau et de l’Electricité USDA : Ministère Américain de l’Agriculture OBJECTIFS DU MEMOIRE Il existe aujourd’hui un fort consensus, partagé aussi bien par les consommateurs, les autorités sanitaires et les marchés, à propos de la volonté d’utiliser de plus en plus de produits basés sur des ressources naturelles, et respectueux de l’environnement. La biodiversité végétale issue des légumes "Marocains", en raison de leur richesse en nutriments, et des utilisations traditionnelles locales (couscous aux sept légumes connu et apprécié à l’échelle internationale) qui en sont faites, constitue une source importante à valoriser. Cette recherche s’inscrit dans une démarche innovante, puis qu’elle vise à étudier, dans un premier temps la présence de résidu de pesticide dans certains légumes traités selon les perceptions paysannes de maraîchers en zone periurbaine de la capitale du Maroc, et en second lieu l’impact de ces résidus sur la capacité antioxydante de ces aliments. LISTE DES FIGURES Figure 1 : Les différentes espèces réactives oxygénées ................................................................... 44 Figure 2 : Origine et réponse cellulaire aux ros ................................................................................... 45 Figure 3 : Structure chimique du radical libre DPPH ........................................................................ 52 Figure 4 : Production nationale des fruits et légumes ...................................................................... 62 Figure 5 : Formule de la Cyperméthrine ............................................................................................... 81 Figure 6 : Schéma des étapes d’extractions et analyses .................................................................. 92 Figure 7 : Schématisation du spectromètre de masse ................................................................... 95 Figure 8 : Laboratoires d’analyses pour fruits et légumes exportés ........................................ 112 Figure 9 : Chromatogramme de la cypermethrine pure ................................................................. 113 Figure 10 : Chromatogramme de la cypermethrine commercialisée (Maroc) ....................... 114 Figure 11 : UHPLC du céleri ....................................................................................................................... 116 Figure 12 : LC-ESIMS de la détection de résidu de cypermethrine ............................................. 116 Figure 13 : UHPLC du chou ......................................................................................................................... 118 Figure 14 : LC-ESIMS de la détection de résidu de cypermethrine ............................................. 118 Figure 15 : UHPLC du fenouil ..................................................................................................................... 121 Figure 16 : LC-ESIMS de la détection de résidu de cypermethrine ............................................. 121 Figure 17 : Evolution de l’activité antioxidante du chou................................................................. 128 Figure 18 : Evolution de l’activité antioxidante du fenouil ............................................................ 129 Figure 19 : Evolution de l’activité antioxidante du céleri ............................................................... 130 Figure 20 : AAO du Concombre. ................................................................................................................ 130 Figure 21 : AAO de la Laitue ...................................................................................................................... 130 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Principales espèces réactives oxygénées ........................................................................ 44 Tableau 2 : Occupation du sol au Maroc ................................................................................................. 60 Tableau 3 : Taux d’analphabétisme (province de sale) .................................................................... 68 Tableau 4 : Taux d’analphabétisme (commune de sidi bouknadel) ........................................... 68 Tableau 5 : Composition des échantillons ............................................................................................. 90 Tableau 6 : Système de production et de cultures pratiquées. ..................................................... 106 SOMMAIRE Introduction ........................................................................................................................................................ 1 Première Partie : Revue Bibliographique Chapitre 1 Généralités sur les Pesticides ....................................................................................... 3 1. Définition ...................................................................................................................................... 3 2. Usages ............................................................................................................................................ 4 2.1. Historique ................................................................................................................... 4 2.2. Contexte mondial ..................................................................................................... 6 2.3. Contexte national ...................................................................................................... 7 2.3.1. Utilisation des pesticides au Maroc ..................................................... 7 2.3.2. Le marché des phytosanitaires au Maroc ......................................... 8 3. Caractérisations des Pesticides ............................................................................................ 9 3.1 Classement des pesticides selon leur utilisation .......................................... 9 3.1.1 Les insecticides ........................................................................................ 9 3.1.2 Les fongicides ........................................................................................... 9 3.1.3 Les herbicides .......................................................................................... 9 3.2 Formulations des pesticides. ............................................................................... 10 3.3 Applications des produits phytosanitaires. ................................................... 11 4. Classifications des Pesticides. .............................................................................................. 12 4.1. Classification chimique ......................................................................................... 12 4.2. Classification biologique ....................................................................................... 13 4.3. Classification selon l’usage ................................................................................... 13 5. Impacts sur l’Environnement et la Sante ......................................................................... 13 5.1 Effets sur l’environnement. .................................................................................. 13 5.2 Effets sur la santé humaine .................................................................................. 15 5.2.1 Toxicité aiguë .............................................................................................. 15 5.2.2. Toxicité chronique ................................................................................... 16 5.3 Résistance aux Pesticides...................................................................................... 18 6. Réglementation ......................................................................................................................... 19 6.1. Niveau International ............................................................................................... 19 6.2. Niveau Européen ..................................................................................................... 20 6.3. Niveau national ......................................................................................................... 21 7. Références Bibliographiques ............................................................................................... 24 Chapitre 2 Approche sur les Résidus de Pesticides .................................................................... 29 1. Définition et notion de Résidus .......................................................................................... 29 2. Notions de doses et de Limites des Résidus ................................................................... 30 2.1. Dose sans effet et dose journalière admissible............................................. 30 2.2. Limite maximale de résidus (LMR) ................................................................... 30 3. Aspects relatifs aux analyses des résidus dans les denrées alimentaires. .......... 31 4. Analyses des résidus de pesticides dans les denrées alimentaires ....................... 32 4.1. Problématique ........................................................................................................... 33 4.2. Détermination des pesticides. ............................................................................. 33 4.2.1. Chromatographie en phase gazeuse. .................................................. 33 4.2.2. Chromatographie en phase liquide ..................................................... 34 4.2.3. Détection par spectrométrie de masse ............................................ 36 5. Principes d’analyses des résidus de pesticides dans les fruits et légumes. ........ 37 5.1. Méthodes individuelle et de groupe ................................................................. 37 5.2. Etapes d’analyse des résidus de pesticides .................................................... 37 5.2.1. Echantillonnage.......................................................................................... 37 5.2.2. Préparation de l’échantillon .................................................................. 38 5.2.3. Extraction ..................................................................................................... 38 5.2.4. Purification ................................................................................................. 39 6. Références Bibliographiques................................................................................................ 40 Chapitre 3 Présentation du stress oxydatif et terminologie des antioxydants. ................ 43 1. Le stress oxydatif ...................................................................................................................... 43 1.1. Les radicaux libres ................................................................................................... 43 1.2. Origines des radicaux libres................................................................................. 45 1.2.1. Sources Exogènes ..................................................................................... 45 1.2.2. Sources endogènes.................................................................................... 46 2. Terminologie des anti-oxydants ........................................................................................ 47 2.1. Définition ..................................................................................................................... 47 2.2. Les antioxydants....................................................................................................... 48 2.2.1. Les antioxydants endogènes ................................................................ 48 2.2.2. Les antioxydants naturels ...................................................................... 48 2.3. Les composés phytochimiques ........................................................................... 49 2.3.1. Constat ........................................................................................................... 49 2.3.2. Utilité .............................................................................................................. 49 3. Evaluation de l’activité antioxydante des composes phytochimiques ................ 50 3.1. Introduction ............................................................................................................... 50 3.2. Principe de la méthode DPPH ............................................................................ 51 3.2.1. Réaction entre le radical DPPH° et l’antioxydant. ......................... 51 3.2.2. Evaluation du potentiel anti-radicalaire .......................................... 52 3.3. Le Test TEAC. (Trolox Equivalent Antioxydant Capacity ou test ABTS + Décolorization Assay. ......................................................................................... 53 3.4. Le test ORAC. (Oxygen Radical Absorbance Capacity) .............................. 54 4. Références Bibliographiques................................................................................................ 55 Deuxième Partie : Matériels et méthodes Chapitre 1 Zone d’étude-matériels – méthodes ........................................................................... 59 1. Milieu Naturel – Matériels – Pesticide .............................................................................. 59 1.1. Milieu naturel ........................................................................................................... 59 1.1.1. Agriculture au Maroc ............................................................................ 59 Historique .......................................................................................... 59 Agriculture au Maroc...................................................................... 59 Maraîchage au Maroc ..................................................................... 61 1.1.2. Agriculture Urbaine et périurbaine ............................................... 63 Définition – généralité ................................................................... 63 1.2. 1.3. 2. Alimenter la ville ............................................................................. 63 Ceintures maraîchères, jardins et vergers méditerranéens ............................................................................... 64 Agriculture périurbaine au Maroc ............................................ 65 1.1.3. Région de Rabat – Salé – Zemmour – Zaer (RSZZ) ..................... 66 Quelques caractéristiques intéressantes ............................... 68 Province de Salé ............................................................................... 69 Matériel Végétal.................................................................................................... 70 1.2.1. Le Céleri ...................................................................................................... 70 1.2.2. Le Chou pommé ...................................................................................... 71 1.2.3. Le concombre ........................................................................................ 73 1.2.4. Le Fenouil .................................................................................................. 75 1.2.5. La laitue ...................................................................................................... 76 Pyrethrinoïdes ...................................................................................................... 78 1.3.1. Généralités ................................................................................................ 78 1.3.2. Origine ........................................................................................................ 78 1.3.3. Description................................................................................................ 79 1.3.4. Utilisation .................................................................................................. 79 1.3.5. Sources d’expositions aux pyrethrinoïdes ................................... 79 Alimentation ..................................................................................... 80 Autres sources ................................................................................. 80 1.3.6. Point sur la cyperméthrine .................................................................. 81 Définition .......................................................................................... 81 Mécanisme d’action ..................................................................... 82 Caractéristique physico-chimiques .......................................... 82 Transfert environnemental ........................................................ 82 Utilisations ........................................................................................ 83 Matériels de Laboratoire ....................................................................................................... 84 2.1. Matériels chimiques ............................................................................................. 84 2.1.1. Matériels chimiques généralement utilisés .................................. 84 2.1.2. Les Solvants ............................................................................................... 84 Les solvants généralement utilisés. .......................................... 84 Les Solvants utilisés pour la HPLC ............................................ 84 2.1.3. Chromatographie .................................................................................... 85 Les phrases stationnaires ............................................................. 85 Les réactifs de révélation.............................................................. 85 2.2. Equipements utilisés ............................................................................................ 85 Chapitre 2 Méthodes................................................................................................................................ 86 1. Méthode de collecte des données ....................................................................................... 86 1.1. Choix de la zone d’étude ........................................................................................ 86 1.2. Choix des Sites ou exploitations ......................................................................... 87 1.3. Choix des légumes étudiés.................................................................................... 87 1.4. Méthode d’analyse des savoirs faire locaux................................................... 88 2. Les méthodes de laboratoire ................................................................................................ 89 2.1. Problématique ....................................................................................................... 89 2.1.1. Achat de formulation de cypermethrine (Maroc) ...................... 89 2.1.2. Dotation en produit pure. .................................................................... 89 2.1.3. Achats de légumes biologiques (Allemagne) ............................... 90 2.2. Procédés de préparation ................................................................................... 90 2.2.1. Désemballage des légumes et constitution d’échantillons ..... 90 2.2.2. Traitement des légumes...................................................................... 91 2.2.3. Conditionnement au réfrigérateur .................................................. 91 2.2.4. Préparation des échantillons ............................................................ 91 2.3. Phase d’extraction ................................................................................................ 92 3. Les méthodes analytiques ..................................................................................................... 93 3.1. La chromatographie sur couche mince (CCM).............................................. 93 3.2. La Chromatographie Liquide à Haute Performance-CLHP- (CLHP analytique Dionex) .................................................................................................. 93 3.3. Spectrométrie de masse ........................................................................................ 95 3.4. Méthode de dosage de l’activité antioxydante et antiradicalaire .......... 96 3.4.1. Etape d’extraction des polyphénols ................................................ 97 3.4.2. Dosage spectrophotométrique au DPPH ....................................... 97 Principe............................................................................................... 97 Procédure expérimentale ............................................................ 98 Pourcentage de décoloration du DPPH ................................. 98 4. Références Bibliographiques ............................................................................................... 98 Troisième Partie : Résultats et discussions Chapitre 1 Résultats d’enquêtes ........................................................................................................ 104 1. Historiquement ......................................................................................................................... 104 2. Actuellement .............................................................................................................................. 104 3. Synthèse sur la conduite des cultures .............................................................................. 109 3.1. L’utilisation de semences sélectionnées...................................................... 109 3.2. La fertilisation........................................................................................................ 109 3.3. La protection phytosanitaire .......................................................................... 109 4. Limites de la méthodologie utilisée dans l’étude ........................................................ 110 Chapitre 2 Résultats Analytiques et Discussion........................................................................... 112 1. Détection de la cypermethrine par UHPLC et LC-ESIMS .......................................... 113 2. Détection des résidus dans les légumes .......................................................................... 115 2.1 Le céleri .................................................................................................................. 115 2.2 Le chou ..................................................................................................................... 117 2.3 Le concombre......................................................................................................... 118 2.4 Le fenouil ................................................................................................................. 120 2.5 La laitue .................................................................................................................... 122 3. Discussion ................................................................................................................................... 123 Chapitre 3 Effet du traitement pesticide sur l’activité antioxydante des légumes ...... 125 1. Rappel sur les métabolites des plantes ........................................................................... 125 2. Teneurs et mesures en antioxydants dans les aliments ........................................... 126 3. Présentation des résultats et discussion......................................................................... 126 4. Références bibliographiques ............................................................................................... 133 Conclusion - Recommandations et perspectives 1. Conclusion................................................................................................................................... 136 2. Recommandations ................................................................................................................... 138 3. Perspectives ............................................................................................................................... 139 Annexes .............................................................................................................................................................. 140 INTRODUCTION L’homme a depuis longtemps eu recours à différentes substances pour se débarrasser d’organismes nuisibles ou indésirables (insectes, champignons, mauvaises herbes, …). Ces substances portent la dénomination de pesticides. Le terme « pesticide » couvre les termes « produits phytosanitaires » ou « produits phytopharmaceutiques » car il englobe tous les produits destinés à lutter contre tous les nuisibles ou indésirables, ainsi que les médicaments vétérinaires destinés à protéger les animaux domestiques notamment. L’utilisation des pesticides semble remonter à 1000 ans avant J.C (soufre, Arsenic, Roténone). Au XIXème siècle, les pesticides se sont développés avec l’avènement de la chimie minérale générant de nombreux pesticides minéraux à base de sels de cuivre ou de mercure. Les pesticides de synthèse sont développés dans les années 1930. Le DDT (dichlorodiphenyl trichloroéthane) découvert par Müller en 1939 ouvre la voie à la famille des organochlorés. Le lindane date de 1945, le parathion découvert par Scharder est le premier organophosphoré commercialisé (1944). En 1945, l’herbicide : le 2,4-D, copié sur une hormone de croissance des plantes et encore employé de nos jours, est synthétisé. D’autres insecticides sont commercialisés par la suite : simazine (1956), diuron (1960), paraquat (1966), glyphosate (1975). Les pyréthrinoides sont synthétisés à partir de 1949 ( alléthrine) et jusque dans les années 70 (perméthrine en 1973, cypermethrine en 1974). Cette nouvelle famille de pesticides domine maintenant le marché des insecticides. Les pesticides ont donc diverses applications et ont en commun l’objectif de défendre les cultures contre des organismes « indésirables ». Ainsi, de la naissance de l’agriculture intensive lors de la décolonisation du Maroc jusqu’en 1990, la consommation de pesticides n’a cessé d’augmenter. Cependant si l’utilisation de ces substances actives apporte des bénéfices pour les systèmes de production agricole, elle est également à l’origine d’effets négatifs pour l’environnement ainsi que pour la santé humaine et peut engendrer des coûts élevés pour la société. Le présent mémoire propose une réflexion construite à partir d’éléments de la bibliographie scientifique sur les pesticides, et leurs conséquences sur la santé humaine. Dans le but d’évaluer la qualité sanitaire de certains légumes traités aux pesticides (expérimentation d’un seul : une formulation de cypermethrine) selon les pratiques agricoles en zone périurbaine de la capitale du Maroc et vendus dans nos marchés. Une enquête à été menée auprès d’une vingtaine d’exploitations maraîchères au nord de Salé (commune des Brahma1 INTRODUCTION ameur). Les modalités d’utilisation des produits phytosanitaires et les teneurs en résidus de cypermethrine « simulés » dans les légumes, pesticide très utilisé dans la zone d’étude ont été évalués. Le présent mémoire comprend trois parties : La première partie est consacrée à l’étude bibliographique sur les pesticides, sur leurs résidus dans les aliments et sur la présentation du stress oxydatif. Dans une deuxième partie, nous aborderons les matériels et méthodes utilisés qui ont permis l’aboutissement aux résultats. Enfin, la troisième partie, comprendra les résultats d’enquêtes, analytiques et biologiques. Nous terminerons ce mémoire par une conclusion générale et les percpectives. 2 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE CHAPITRE 1 GENERALITES SUR LES PESTICIDES 1. DEFINITION Le mot « pesticide » se compose du suffixe cummun-cide, du latin, caedere, qui signifie tuer et du mot pestis, qui désigne un animal nuisible, un fléau. Les pesticides sont des tueurs de parasites. Ce terme générique désigne l’ensemble des produits chimiques, naturels ou de synthèse destinés à repousser ou détruire les nuisibles, (microbes, animaux ou végétaux), durant la production, le stockage ou la commercialisation de produits agricoles, de denrées alimentaires, ou de bois. Ils servent également à combattre les différents facteurs de maladies humaines ou animales (Rapport d’information sur les pesticides et leur impact sur la santé, 10/2012) [1]. Ainsi, on désigne par pesticide toute substance destinée à repousser, détruire ou combattre les ravageurs et les espèces indésirables de plante ou d’animaux. Sont également inclus les régulateurs de croissance des plantes, les défoliants (pour faire tomber les feuilles), les dessicants (pour absorber l’humidité), les agents qui réduisent le nombre de fruits ou évitent leur chute précoce ainsi que les substances appliquées avant ou après récolte pour conserver les produits pendant leur stockage et leur transport (Rapport d’information sur les pesticides- Assemblée Nationale, 02/06/2009) [2]. D’un point de vue réglementaire européen, on distingue deux grandes catégories de pesticides : Les produits phytopharmaceutiques destinés à la protection des végétaux. Il en existe trois types : les herbicides, les fongicides et les insecticides. Les biocides destinés à la protection des éléments de construction (charpente) ou des animaux domestiques. En outre, il existe de nombreuses appellations telles que produits phytosanitaires, produits antiparasitaires, ou produits de protection des végétaux. Les pesticides peuvent être divisés ou groupés de différentes manières : par type de formulation (liquide, poudre, granulé…), par famille chimique, etc… Toutefois, la classification la plus adoptée scinde ces produits selon la nature de l’espèce nuisible visée. On retrouve ainsi les termes : d’insecticides (contre les insectes), de fongicides (contre les champignons, virus et bactéries), d’herbicides (contre les « mauvaises herbes »), d’acaricides (contre les arachnides) de molluscicides (contre les limaces et escargots), de nématicides (contre les vers nématodes), de rodonticides (contre les rongeurs et taupes), etc… 3 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE En somme, le terme pesticide désigne énormément de dénominations qui toutes se rapportent au même concept, mais elles peuvent tout aussi bien designer la substance active responsable de l’action visée que la spécialité commerciale (ou préparation) renfermant la substance active et vendue à l’utilisateur. Ainsi, une même matière active peut entrer dans la composition de plusieurs préparations commerciales aux emplois variés. 2. USAGES L’utilisation des pesticides est au cœur des débats sociétaux et est articulée à de nombreux facteurs tels que : santé, environnement, éthique, économie, démographie etc… 2.1. Historique Les pesticides ont constitué un progrès considérable dans la maîtrise des ressources alimentaires : Ils ont grandement contribué à l’amélioration de la santé publique en permettant, d’une part, d’éradiquer ou de limiter la propagation de maladies parasitaires très meurtrières (lutte contre les insectes, vecteurs de ces maladies) et en garantissant, d’autre part, une production alimentaire de qualité. Depuis longtemps, les agriculteurs protègent leurs cultures contre les ravageurs. Le soufre était utilisé en Grèce antique (1000 ans avant J.C), l’arsenic était recommandé dès le début de notre ère en tant qu’insecticide par Pline, naturaliste romain, et l’aconit, de la famille des renonculacées, était employé au Moyen Âge contre les rongeurs. Dès la fin du XVIe siècle, les propriétés insecticides de la roténone, extraite des racines de Derris et Lonchocarpus ont été utilisées en Inde et comme le furent plus tard, vers la fin du XVIIe siècle, celles de la nicotine, extraite du tabac. Au XIXe siècle, les pesticides sont devenus de plus en plus utiles. La chimie minérale prend son essor et autorise la mise sur le marché de traitements fongicides à base de mercure ou de sulfate de cuivre, telle que la bouillie bordelaise, un mélange de sulfate de cuivre et de chaux qui permet de lutter contre certaines maladies cryptogamiques comme la cloque du pêcher ou le mildiou, champignon parasite de la vigne et de la pomme de terre. Des sels de mercure sont utilisés pour le traitement des semences [3]. En raison de la toxicité du mercure, ils sont interdits dans les pays de l’OCDE depuis 1991 [4] et dès 1982 pour certains pays d’Europe de l’ouest. Leur usage perdure dans d’autres pays [5(a/b)]. 4 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Rappelons que l’histoire de l’humanité est émaillée de grandes famines comme celle qu’a connu l’Irlande de 1845 à 1848 où les récoltes successives de pomme de terre furent détruites par le mildiou. Au XXe siècle, tirant profit des avancées de la chimie organique de synthèse et de la recherche sur les armes chimiques durant la Première puis la Seconde Guerre Mondiale, de nouveaux composés organiques sont mis au point comme les organochlorés puis les composés organophosphorés qui, depuis 1945, ont vu un développement considérable encore de mise aujourd’hui pour certains de ses produits, tel que le malathion. Entre 1950-1955 se développent aux USA, les herbicides de la famille des urées substituées (Linuron, Diuron] suivis peu après par les herbicides du groupe des ammoniums quaternaires et des triazines. Les fongicides du type benzimidazoles et pyrimidine datent de 1966, ensuite les fongicides imidazoliques et triazoliques dits fongicides ISB (Inhibiteurs de la Synthèse des Stérols) qui représentent actuellement le plus gros marché des fongicides. Des insecticides très efficaces et peu coûteux sont utilisés à partir des années 1950 et jusqu’au début des années 1970 pour éliminer le moustique, vecteur du paludisme et le doryphore qui ruine les cultures de pommes de terre. D’autres pesticides sont mis au point (en l’occurrence les pyrethrinoïdes) pour l’industrie du textile (anti-moisissure, anti-acariens….) et le bois (traitement contre les insectes xylophages et les champignons des charpentes [6-7], pour les usages domestiques (insecticides), pour l’entretien de la voirie publique et pour une utilisation en médecine (antiseptiques et désinfectants). L’utilisation de ces produits s’est généralisée au cours des dernières décennies. Au niveau mondial, même si les quantités et les types de pesticides utilisés varient (sous les tropiques, par exemple, 50% des produits appliqués sont des insecticides), le même constat peut être fait quel que soit le niveau de développement économique des pays : les pesticides se sont imposés dans la plupart des pratiques agricoles de 1945 à 1985, la consommation de pesticides ne cesse de doubler et ce tous les dix ans. Les pesticides, à la fois efficaces, d’un coût relativement faible et faciles d’emploi, ont contribué au développement de systèmes de production intensifs, qui bénéficiaient de marchés et de prix agricoles favorables, et de la relative sous évaluation des conséquences environnementales de leur usage. 5 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE On peut donc affirmer qu’au cours des cinquante dernières années, l’agriculture s’est construite autour de l’utilisation des produits phytopharmaceutiques, parce qu’ils permettent de diminuer l’action des ravageurs de culture, comme un facteur de productivité, mais aussi comme le moyen de proposer des produits végétaux de qualité et d’aspect irréprochable tels qu’attendus par le consommateur. 2.2. Contexte Mondial Les données disponibles quant à l’utilisation des pesticides sont en général basées sur les chiffres de vente des principales firmes phytopharmaceutiques. Ces chiffres ne représentent pas les consommations réelles du fait des stockages ou destockages effectués par les utilisateurs ainsi que des exportations ou importations vers d’autres pays. Ils traduisent par contre une diversité des utilisations, certes agricoles pour la plupart, mais également domestiques. Le marché mondial des pesticides a atteint un peu plus de 40 milliards de dollars et est globalement stables depuis quelques années (2000). Il faut noter que certains évènements climatiques récents (chaleur et sécheresse en Europe, pluie en Océanie) influencent fortement ces chiffres. En Europe et en Amérique du Nord, les herbicides représentent 70 à 80% des produits utilisés (notamment à cause de la forte augmentation des cultures de maïs) tandis que sous les tropiques, 50% des produits appliqués sont des insecticides. La diversification des cultures, avec l’amélioration du niveau de vie dans certains pays, modifie également cet équilibre, ainsi la Chine a converti l’équivalent de la surface de l’Angleterre de rizières en cultures maraîchères, entraînant une diversification des produits mis en œuvre. Les pesticides et les engrais ont permis, depuis les années 60, de multiplier la productivité par 3, les pertes occasionnées aux cultures représentent pourtant encore près de 30% en Europe pour le maïs contre 50% en Afrique, moins de 30% en Asie pour le riz contre plus de 50% en Afrique. Malgré les efforts considérables réalisés, il reste encore dans le monde près d’un milliard de personnes mal nourries, et il faudra d’ici à 2050 nourrir une population qui aura progressé de près de 50%. 6 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE LE MARCHE MONDIAL DES PESTICIDES Source : UIPP 2008 : http://www.uipp.org « Union des Industries de la Protection des Plantes ». 2.3. Contexte national 2.3.1. Utilisation des pesticides au Maroc Le Maroc a connu la première invasion acridienne en 1914 et ce fut la première fois qu’il utilisa les produits phytosanitaires [8]. Depuis ce temps, le recours aux pesticides ne cesse de croître atteignant 19.642 Tonnes en 2011 [9]. Au cours de ces deux dernières décennies, le Maroc a connu un développement croissant du secteur des pesticides. Actuellement, ces quantités ont permis de couvrir une superficie agricole de 1,7 millions d’hectares (notant que la surface agricole au Maroc est de 9,2 millions d’hectares). En effet, le domaine d’utilisation des pesticides concerne principalement : 1) l’usage agricole essentiellement pour la protection des cultures, de la forêt et les grandes luttes contre les moineaux, les rongeurs et le criquet pèlerin, 2) la santé publique pour la désinfection, la désinsectisation et la dératisation et 7 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 3) la santé animale pour l’hygiène des locaux et la protection des animaux contre certains insectes. 2.3.2. Le marché des phytosanitaires au Maroc. C’est un marché diversifié et attractif. Toutes les multinationales (les plus connues) dans l’agrobusiness sont présentes au pays, soit à travers des compagnies marocaines qui distribuent leurs produits soit à travers leurs filiales. C’est un marché à 90% privé où la libre concurrence est de mise, les autres 10% sont des appels d’offres de sociétés étatiques. Il n’existe pas d’industrie de fabrication de produits phytosanitaires dans notre pays, 95% de produits sont importés prêts à l’emploi, le reste est formulé à base de pré-mix ou de concentré. Par contre 35% à 45% de ce qui est importé est conditionné en petits emballages adaptés, pour satisfaire les besoins des petits agriculteurs. La consommation des pesticides varie, d’une année à l’autre, en fonction principalement du changement climatique, de la pression des maladies et des insectes ravageurs, mais aussi en fonction des régions, des modes de conduites culturales et des spéculations [9]. Selon les statistiques de l’Office des Changes, les importations des produits phytopharmaceutiques du Maroc n’ont pas cessé de croitre depuis 2005. Ci-après les statistiques des importations [9]: ANNEES Importations en milliers de tonnes Importations en Millions de Dhs 2005 2006 2007 2008 2009 14679 13902 13891 17134 17519 548 660 690 799 955 Les quantités sont en légères hausses inhérentes aux conditions climatiques favorables qui ont sévi ces dernières années, au transfert des terres de l’Etat au privé et au lancement du Plan Maroc Vert. Comme on peut le constater à travers ces chiffres, la croissance des importations en valeur est soutenue depuis 2005, en moyenne 15% par an, alors qu’en volume elle n’est que de 4,5% par an. Les insecticides s’accaparent la grande part, avec des pourcentages allant de 40% à 55% suivi des fongicides de 35% à 45%, ensuite viennent les herbicides qui peuvent osciller entre 10% et 15%, selon les années et les conditions climatiques. 8 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Les cultures maraîchères, malgré des surfaces réduites, consomment le plus de produits avec 35% ensuite viennent les plantations avec 30%, puis les céréales avec 25%, enfin les cultures industrielles et autres consomment les 10% restants. 3. CARACTERISATION DES PESTICIDES 3.1. Classement des pesticides selon leur utilisation On distingue trois classes principales : insecticides, fongicides, herbicides. 3.1.1 Les insecticides Ils sont employés pour protéger les plantes contre les insectes nuisibles. Leur mécanisme d’action se fait soit directement sur les parasites cibles par simple contact, digestion ou inhalation, soit indirectement, dans ce cas le pesticide pénètre et se diffuse dans la plante (effet systémique). Ces différents modes de pénétration sont souvent à l’origine de l’intoxication de l’hôte parasite, même si chaque insecticide possède des voies d’accès préférentielles [10]. 3.1.2 Les fongicides Ils combattent les champignons parasites sur les plantes, selon leur mode d’action ils se scindent en deux groupes. Les fongicides systémiques qui pénètrent et se distribuent via les vaisseaux (Xylème et Phloème) et les fongicides de contact qu’une fois appliqués, ils forment au niveau des différentes parties de la plante une barrière protectrice. Leurs effets peuvent être préventif ou curatif. 3.1.3 Les herbicides Ils servent à éliminer les « mauvaises herbes » et combattent les adventices des différentes cultures. Ces pesticides sont classés en deux principales catégories, selon leur mode d’action sur les plantes : Les herbicides systémiques agissent à l’intérieur de la plante. Ils pénètrent soit par les organes souterrains, graines, racines… (pénétration racinaire), soit par les organes aériens de la plante, feuilles, tiges… (pénétration foliaire). Les principes actifs une fois 9 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE absorbés, sont véhiculés et amenés jusqu’aux sites d’action, en l’occurrence les bourgeons (lieux de multiplication végétative) [11]. Les herbicides de contact agissent suite à leur pénétration plus ou moins profonde dans les tissus. En outre, ces produits peuvent être soit sélectifs, pouvant respecter certaines cultures et permettant la lutte contre certaines mauvaises herbes, soit non sélectifs (totaux) c’est à dire capables d’empêcher et de détruire la croissance de toute végétation. Pour les traitements ou les applications, les pesticides sont très variés. En plus de leur classement selon la cible qu’ils visent, il existe, des sous-classes en fonction de leurs groupes chimiques. A juste titre chaque famille chimique possède son propre mode d’action. Les organophosphorés agissent par exemple sur le système nerveux des ravageurs [12]. 3.2. Formulation des pesticides. Un pesticide est composé d’un ensemble de molécules comprenant : Une (ou plusieurs) matière active à laquelle est due, en tout ou en partie, l’effet toxique. Un diluant (matière solide ou liquide) destiné à baisser la concentration en matière active. Ce sont le plus souvent des huiles végétales pour les liquides, de l’argile ou du talc pour les solides (dénomé charge). Des adjuvants substances dépourvues d’activité biologique mais susceptible de modifier les qualités du pesticide et d’en faciliter son action. Ils comprennent par exemple (les tensioactifs, adhésifs, émulsionnants, stabilisants, photoprotecteurs, colorants, substances répulsives, émétiques, antidotes…) et ce pour répondre à trois objectifs essentiels : Assurer une efficacité optimale à la matière active. Limiter les risques d’intoxication pour le manipulateur (cas du Paraquat au Japon – de couleur bleu et pourvu d’un vomitif). Rentabiliser la matière active : par des solvants dont le but est d’améliorer la conservation au stockage et/ou évitent la corrosion du matériel d’épandage. 10 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Un code international de deux lettres majuscules, placées à la suite du nom commercial indique le type de formulation. Les principaux types de formulation sont les suivants : Présentation solides : Poudres mouillables (WP) Granulés à disperser (WG) Micro granulés (MG) Présentation liquides : Concentrés solubles (SL) Suspensions concentrées (SC) Concentrés émulsionnables (EC) Emulsions concentrées (EW) Il existait en 2009 de par le monde près de 100.000 spécialités commerciales autorisées à la vente, composées à partir de 900 matières actives [13]. 15 à 20 nouvelles matières actives s’y rajoutent tous les ans qui remplacent souvent des produits interdits ou devenus inefficaces. Au moins 8 à 10 ans sont nécessaires entre la découverte d’une matière active et sa mise sur le marché : cette durée inclut les tests d’efficacité et les études réglementaires de toxicité pour l’environnement et l’homme. 3.3. Application des produits phytosanitaires. Afin de juguler la poussée des mauvaises herbes ou de prévenir l’attaque de ravageurs, les pesticides doivent être appliqués. Cependant, pour être bénéfiques, ces traitements doivent être effectués à des stades de développement différents et dans de bonnes conditions climatiques. Il est essentiel d’intervenir le plus rapidement possible de peur que la lutte contre les ravageurs ne devienne difficile (dégâts irréversibles causés par les insectes ou une invasion de champignons). Parallèlement, une prise en compte de plusieurs paramètres simultanée (nature de l’espèce cultivée, niveau d’infestation, conditions liées au milieu, température, ph, humidité) s’avère primordiale. Les doses utilisées doivent être correctes ; un surdosage présente souvent une nocivité pour les plantes protégées (phytotoxicité) et se traduit par un gaspillage conduisant inévitablement à des dangers pour la santé de l’homme et de l’environnement. Un sous dosage, au contraire, conduirait à l’inefficacité du traitement et constitue un coût inutile. Par ailleurs, le matériel de pulvérisation doit être adapté au type de 11 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE culture considéré et posséder les qualités requises quant à la dose et au type de couverture souhaités. Il doit être minutieusement réglé et périodiquement entretenu [14]. En somme, un traitement judicieux doit satisfaire en général les objectifs suivants : être efficace ; ne pas endommager la culture ; écarter tout danger pour le manipulateur et l’environnement (sol, faune, flore, eau..) et enfin être raisonné. Ainsi, le but recherché est de réaliser des pulvérisations ayant des populations de gouttes de grosseur déterminée et d’assurer leur dépôt au sol ou plus souvent sur les végétaux, avec une certaine densité d’impacts dans des conditions optimales tout en évitant les déperditions, en particulier par dérive et/ou ruissellement [15]. 4. CLASSIFICATION DES PESTICIDES. Il existe plusieurs manières de classer les pesticides, cependant on en retiendra trois : selon leur usage, selon le ravageur visé et selon leur nature chimique. Ces classifications sont utiles pour répondre aux différentes questions de personnes appelées à utiliser ou travailler avec les pesticides. L’agriculteur utilisera la classification selon l’usage ; cependant, la classification chimique servira à comprendre les différentes propriétés des pesticides. En définitive, ces classifications satisferont la curiosité de toute personne intéressée aux pesticides 4.1. Classification chimique Elle permet de classer les pesticides en trois grandes catégories : les pesticides inorganiques, les pesticides organométalliques et les pesticides organiques. Elle distingue les pesticides selon les groupements chimiques fonctionnels qui les composent et permet une meilleure compréhension de leurs propriétés ainsi que de leur devenir dans les milieux naturels, les pesticides inorganiques sont peu nombreux, à base notamment de souffre et de cuivre, mais utilisés en grandes quantité en tant que fongicides dans le traitement de la vigne, d’arbres fruitiers, de pomme de terre et de cultures maraîchères. Aujourd’hui, il n’existe plus d’insecticides inorganiques et le seul herbicide encore utilisé est le chlorate de sodium (désherbant total) [16]. Les pesticides organométalliques sont des fongicides formés d’un cation métallique (zinc, manganèse) et d’un anion organique dithiocarbamate. A titre d’exemple, on trouve le mancozèbe (avec du zinc) et le manèbe (avec du manganèse). Les pesticides organiques (la plus importante) appartenant à diverses familles [17]. 12 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Le nombre de substances appartenant a une même famille est variable et parfois une famille n’est représentée que par un pesticide. Ainsi, parmi les quatre vingt familles chimiques de pesticides, on peut citer les carbamates, les acides carboxyliques, les dithiocarbamates, les hétérocycles azotés (triazines, pyrimidines), les dérivés organophosphorés, les azoles, les pyréthrinoïdes et les sulfonylurées. Cependant l’appellation de ces familles est parfois arbitraire et peut varier selon les ouvrages [18]. 4.2. Classification biologique Elle est établit en fonction des organismes à détruite. Les principales catégories sont les insecticides – acaricides, les fongicides et les herbicides. En effet, les familles des acides, des chloracétanilides, des nitriles, des urées substituées, des uraciles et des ammoniums quaternaires renferment les herbicides, quant aux pyrethrinoïdes, il ne comprennent que des insecticides acaricides. Par ailleurs la famille des carbamates est polyvalente et on y trouve des herbicides, des fongicides et des insecticides. Certaines familles comme les thiocarbamates et les 1,3,5 triazines sont surtout herbicides mais quelques fois fongicides [19]. 4.3. Classification selon l’usage Cette classification est un peu ambigüe et se scinde en catégories suivant divers domaines d’activité. La catégorie la plus importante est l’agriculture avec les trois grands chefs de fil (herbicides, fongicides et insecticides), ensuite les locaux d’élevage (insecticides et bactéricides) ; les habitations utilisant, insecticides, rodenticides et bactéricides, et enfin les locaux de stockage (insecticides et fongicides). La cinquième catégorie utilisant les herbicides (Autoroutes, Voies Ferrées, Aéroports etc…). Et la dernière à base surtout d’insecticides et de fongicides destinée à la santé humaine et animale [20]. 5. IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT ET LA SANTE 5.1. Effets sur l’environnement. Les relations entre pesticides (environ 1000 molécules actives sur le marché en 2012) [21] et environnement sont à double sens : les pesticides modifient l’environnement en mettant en œuvre une centaine de mécanisme écotoxiques [22] et inversement 13 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE l’environnement (oxygène, ozone, humidité, ph, métaux, bactéries, champignons, etc…) modifient les pesticides, leurs impuretés (dioxine dans l’agent orange par exemple) et leurs métabolites [26]. Pour de nombreux produits, leur photoaltération, leurs impuretés, molécules de dégradation ou métabolites dans l’air [23-24], ainsi que leurs effets environnementaux ont été peu étudiés. En effet, citons le cas de l’isomère de l’hexachlorocyclohexane (considéré comme impureté) qui s’accumule à long terme dans les graisses animales [25]. Les pesticides, leurs produits de dégradation et leurs métabolites peuvent contaminer tous les compartiments de l’environnement [26-27]. Des contrôles réguliers sont réalisés par des organismes indépendants et spécialisés : Air : intérieur-extérieur comme l’a notamment montré une étude [28-29], faite sur trois ans par l’Institut Pasteur de Lille, dans le nord de la France à partir de 586 prélèvements faits sur 3 sites différents. Cette étude a considéré comme « non-négligeable » les contaminations aériennes surtout aux abords des exploitations agricoles, en particulier près des vignes et des vergers. En effet, les pesticides pulvérisés sur les cultures n’atteignent pas en totalité leur cible, on estime que lors de la pulvérisation 25 à 75% des quantités de pesticides appliquées partent dans l’atmosphère [30], ce qui entraine une contamination de l’air, des bouillards et des pluies par les pesticides. Eau : (salées, saumâtres, douces, de nappe, de surface). Les eaux météoritiques (pluies [31], neige, grêle, brume, rosée sont également concernées). En 1996, l’INRA de Rennes constatait une contamination de la pluie en Bretagne (région n’utilisant pas de pesticides, toutes les analyses de simazine dépassaient le seuil de 0,1µg/l [32]. Parfois les pesticides sont directement utilisés en milieu aquatique : ainsi, l’image du saumon norvégien a été ternie en 2011-2012 par la controverse écologique au sujet du pesticide diflubenzuron [33]. Sol : Lors de la pulvérisation d’un champ, une part importante des pesticides est perdue dans les sols ou dispersée dans l’atmosphère. Le vent et la pluie jouent un rôle majeur dans leur redistribution, qui dépend aussi du couvert végétal, du sol et de la composition des produits épandus. Certains pesticides rémanents peuvent, longtemps après leur utilisation, persister et passer d’un compartiment à l’autre ; soit passivement (désorption, évaporation, érosion…) soit activement via des processus biologiques (métabolisation, bioturbation, bioconcentration, 14 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE etc...). On les retrouve sous forme de « résidus » (molécule mère, produits et sous produits de dégradation ou métabolites) dans nos aliments et boissons. 5.2. Effets sur la santé humaine La contamination généralisée de l’environnement (air, eau de pluie, eau de boisson…) et de la nourriture par les pesticides rend inévitable la contamination de l’être humain par ces même pesticides. L’O.M.S met en garde contre les dangers liés à l’utilisation et à l’exposition aux pesticides [34]. Les principales connaissances sur les effets aigus des pesticides chez l’homme, c’està-dire se manifestent rapidement après exposition, sont issues d’observations rapportées en milieu professionnel et des cas d’intoxications documentés par les centres antipoison. Les pesticides peuvent pénétrer dans l’organisme par contact cutané, par ingestion et par inhalation. Les manifestations peuvent se limiter à des signes locaux : irritations de la peau, des muqueuses, réactions allergiques cutanées ou oculaires, vomissements, toux, gène respiratoire ou bien traduire l’atteinte d’un ou plusieurs organes ou systèmes : foie, rein, système nerveux central… On parle alors d’effets systémiques. L’intoxication massive peut avoir des conséquences graves, parfois mortelles. 5.2.1. Toxicité aiguë Les intoxications aiguës par les pesticides sont celles où, quelques heures après une exposition importante, des symptômes apparaissent rapidement. Ce sont les affections causées par les pesticides que les médecins connaissent le mieux. Les personnes les plus fréquemment victimes d’intoxications aiguës par les pesticides sont bien sûr les agriculteurs, qui manipulent et appliquent ces produits sur les cultures. L’organisation mondiale de la santé (OMS) a estimé qu’il y a chaque année dans le monde un million de graves empoisonnements par les pesticides, avec quelque 220.000 décès [35]. Lors d’une étude par le centre antipoison du Maroc, il a été collecté 10332 cas entre 1989 et 2007 d’intoxications aiguës par les pesticides. L’âge moyen des intoxiqués était de 21,7 ans ± 13,6 ans, avec une légère prédominance chez le sexe féminin. Les voies d’exposition était orale suivie de l’inhalation et les familles de pesticides incriminée sont les 15 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE organophosphorés suivie des pyrethrinoïdes puis des carbamates et sont en tête les insecticides avec 72,5% suivis des rodenticides (24,8%) et enfin les herbicides (1,7%) [36]. A l’échelle nationale, les intoxications aiguës aux pesticides occupent la 4ème position après les médicaments, les produits industriels et les aliments [37]. La plupart des intoxications touchent les zones rurales des pays en développement où les mesures de protection sont souvent inadéquates, voir quasiment absentes. 5.2.2. Toxicité chronique Depuis près de trente ans, les maladies potentiellement liées aux expositions à long terme aux pesticides sont essentiellement étudiées dans les populations professionnellement exposées. La détermination des impacts des pesticides sur la santé repose sur la mise en évidence d’effets chez les personnes exposées par rapport à des personnes non exposées. Cette approche épidémiologique permet d’étudier l’impact des différents facteurs (comportements, habitudes de vie, environnement…) sur la survenue d’une maladie. La plupart des connaissances épidémiologiques sont issues de comparaisons entre les agriculteurs et les autres catégories socioprofessionnelles. Les effets chroniques les plus étudiés sont les cancers notamment les leucémies et les lymphomes, les effets sur la reproduction, les effets neurotoxiques et les effets perturbateurs endocriniens. Les risques sanitaires de l’exposition chronique sont encore très débattus pour l’adulte, notamment par manque de données sur le degré d’exposition [38] sauf pour les lymphomes. Chez l’enfant certains cancers (tumeurs cérébrales, leucémies et nephroblastomes) sont plus fréquemment associés à une exposition chronique aux pesticides ou a celle des parents au moment de la grossesse [43]. L’étude des manifestations neurologiques en lien avec l’utilisation des pesticides est actuellement de mieux en mieux documentée [43]. En 2012, une trentaine d’études épidémiologiques laissent supposer que les pesticides puissent être à l’origine de troubles dépressifs et psychiatriques (sans qu’un lien proportionnellement clair puisse être établi avec le taux de suicide plus élevé chez les agriculteurs que la plupart des autres professions) [39]. Une étude publiée en 2006 et d’autres[43] ont conclu à une augmentation probable des risques de maladie de Parkinson à la suite de l’exposition chronique à certains pesticides. En 2012, le ministre de l’Agriculture 16 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE (France) a officialisé la reconnaissance du lien entre cette maladie neurodégénérative et les pesticides chez les agriculteurs [40]. Les habitants utilisant les pesticides sur leurs plantes d’intérieur ont également un risque plus que doublé de développer une tumeur cérébrale [41]. De nombreux pesticides sont soupçonnés d’être des perturbateurs endocriniens. A ce jour, 48 substances actives autorisées en Europe dont des pesticides sont soupçonnées d’être des perturbateurs endocriniens [42] et le fameux désherbant Round Up, en fait partie [43]. Ainsi une étude publiée en 2003 a mis en évidence dans une population de femmes ayant des problèmes d’infertilité que le facteur de risque le plus important était la préparation et l’utilisation de pesticides et particulièrement d’herbicides [44], le risque d’infertilité étant multiplié dans ce cas par 27. Par ailleurs, selon l’INSERM, il semble exister une relation entre cancer du testicule et exposition aux pesticides [45]. Les atteintes chroniques dues aux pesticides sont dénoncées par de nombreux scientifiques. On constate pourtant que les études de risques prévues pour tester les pesticides sont insuffisantes pour nous protéger de ces dangers. Ainsi, la directive Européenne 91/414/CEE, qui gère les évaluations des matières actives des pesticides et leurs autorisations de mise sur le marché (AMM), comporte de nombreuses lacunes : Les tests qu’elle prévoit sont insuffisants. - Il n’y a pas de tests spécifiques pour la mise en évidence d’effets de perturbations du système endocrinien et les tests d’immunotoxicité des pesticides ne sont pas systématiquement requis ; - L’évaluation des pesticides ne tient pas compte des effets des pesticides sur les organismes les plus sensibles, notamment les enfants, pour les quels il serait souhaitable d’appliquer un facteur de protection supplémentaire. - Elle ne prend pas en compte les effets de synergie (effets combinés de substances en mélange) des combinaisons de pesticides ou ceux des composants dits « inertes » dans les formulations commerciales de pesticides. Et pourtant plusieurs études prouvent le contraire : Une étude de 1996 a mis en évidence des effets de synergie entre des pesticides aux potentiels oestrogéniques faibles. Les effets des mélanges de pesticides étaient de 150 à 1600 fois plus importants que les effets des pesticides pris isolement [46]. 17 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Une étude de 2004 du professeur G-E Seralini [48] a montré que le potentiel toxique du Round up est supérieur à celui de sa matière active le glyphosate, également à cause de la présence de co-formulants conçus pour renforcer son action. 5.3. Résistance aux Pesticides. La résistance aux pesticides est la résultante d’une sélection d’organismes tolérant des doses qui tuent la majorité des organismes normaux. Les individus résistants se multiplient en l’absence de compétition intraspécifique et ils deviennent en très peu de générations les individus majoritaires de la population. La résistante est définie par l’OMS comme « l’apparition dans une population d’individus possédant la faculté de tolérer des doses de substances toxiques qui exerceraient un effet léthal sur la majorité des individus composant une population normale de la même espèce ». Un pesticide se contente de sélectionner la résistance, mais ne la crée pas. Cette résistance a été observée chez les plantes [47] mais aussi chez les insectes et en particulier de plus en plus [48] chez de nombreuses souches [49] et espèces de moustiques [50] devenus rapidement résistants au D.D.T [51], puis aux organophosphorés [52], aux carbamates [53] et aux pyrethrinoïdes [54-55-56]. De même chez la mouche domestique [57-58] et d’autres insectes vecteurs de zoonoses ou de maladies humaines [63-59], et arthropodes [60]. Les acariens ont également développé des adaptations à certains acaricides génétiquement transmises à leur descendance [61]. En guise de conclusion, la résistance aux pesticides est un problème en expansion qui pourrait s’aggraver considérablement si des solutions efficaces ne sont pas mises en place rapidement. Le problème de la résistance se retrouve dans tous les systèmes, en réponse aux applications d’herbicides, d’insecticides, de fongicides etc… L’acquisition de la résistance aux pesticides est une réponse évolutive des ennemis des cultures à la pression de sélection provoquée par les traitements phytosanitaires. Plus on traite, plus la pression de sélection est forte, plus vite devrait apparaître la résistance. Ceci signifie que le système porte en lui son propre vice de fonctionnement, et que la venue de la résistance est inéluctable. Un autre facteur à considérer est le fait que dans certains agroécosystèmes, il n’existe pas à l’heure actuelle de méthode alternative de lutte contre les ennemis des cultures suffisamment efficace pour remplacer les pesticides. Leurs utilisations conjuguées à leurs impacts traités ci-dessus obligent à l’instauration de réglementation. 18 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 6. REGLEMENTATION Suite à une augmentation du nombre de pesticides utilisés et d’autre part, les quantités utilisées s’élèvent d’une année à l’autre ; les législations sur l’homologation des produits antiparasitaires agricoles ont été établies par de nombreux pouvoirs publics, dès les années quarante, dans beaucoup de pays dans le monde comme par exemple la loi du 2 novembre 1943 en France et l’arrêté du 9 septembre 1953 (B.O du 16 Octobre 1953, p 1435) au Maroc. Aujourd’hui, l’objectif de la législation sur les pesticides est de garantir la santé publique et de protéger l’environnement. Les produits sont ainsi soumis à différentes règlementations visant toutes les étapes concernant tout pesticide : de l’autorisation de mise sur le marché des matières actives au contrôle des résidus en passant par le suivi du transport et de l’étiquetage des produits. Par ailleurs, la règlementation des pesticides s’effectue à différents niveaux : International, Européen et National. Les principaux textes régissant l’homologation et l’utilisation des pesticides seront exposés comme suit : 6.1. Niveau International La législation internationale se soucie des substances chimiques relatives aux pesticides dont la consommation est (ou était) très répandue et qui sont devenus préoccupants d’un point de vue sanitaire et environnemental. Ces composés sont aujourd’hui connus sous la dénomination de Polluants Organiques Persistants (POPs). Les POPs sont définis à partir (Protocole d’Aarhus, 1979) : - de leur longue persistance dans l’environnement, - de leur possible bioaccumulation, - de leur toxicité, - de leur transport sur de longues distances (dépôt éloigné des lieux d’émission), et - de leur conséquence néfaste sur la santé et l’environnement. Selon leurs caractéristiques, la gestion des risques liés à ces substances suggère une réponse globale au niveau international. Par conséquent, deux textes concernent ces composés sont : 19 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Le Protocole d’Aarhus : Ce protocole fut signé en juin 1998 et entré en vigueur le 23 Octobre 2003, est relatif aux Pollutions Transfrontalières Longue Distance. Les seize polluants visés par ce protocole sont les douze POPs de la convention de Stockholm, ainsi que quatre autres molécules dont deux insecticides (Chlordecone et Lindane]. L’inscription au protocole de l’insecticide Dicofol est en cours d’étude. La convention de Stockholm : Elle fut aussi signée en mai 2001 et est entrée en vigueur le 17 mai 2004, dresse une liste de douze POPs dont neuf pesticides : huit insecticides (Aldrine, Chlordane, DDT, Dieldrine, Endrine, Heptachlore, Mirex, Toxaphène) et un fongicide (Hexachlorobenzène ou HCB). En 2005, deux insecticides (Chlordécone et Lindane) ont été proposés en vue d’une inscription à la convention (PNUE, 2005a et 2005b) [62]. D’après cette convention (Annexe D), pour être référé comme POP, une preuve doit être apportée de sa persistance dans l’environnement, traduite par une période de demi-vie supérieure à deux mois dans l’eau et à six mois dans le sol et les sédiments. De même, son potentiel de propagation longue distance est défini, entre autre par un temps de demi-vie supérieur à deux jours dans l’atmosphère. L’essentiel est de surveiller, contrôler et réduire les émissions dans l’environnement de ces substances et de leurs produits de dégradation afin d’arriver à une élimination définitive. A noter que tous ces pesticides cités ci dessus font l’objet d’une interdiction d’utilisation au niveau Européen (règlement européen n°850/2004 du 29 avril 2004). 6.2. Niveau Européen Les substances actives ayant une action « pesticide » sont définies dans la législation européenne comme produits phytopharmaceutiques et/ou biocides, une même molécule pouvant dépendre des deux textes. Ces derniers ont pour but d’orchestrer, au niveau européen, l’évaluation des risques pour la santé et l’environnement de ces composés : Les produits phytopharmaceutiques : sont régis par la directive CEE n° 91/414 du conseil du 15 Juillet 1991 relative à leur mise sur le marché ; Les biocides : sont régis par la directive 98/8/CE du parlement européen et du conseil du 16 févier 1998 relative à la mise sur le marché. 20 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Les mises en œuvre de ces directives sont similaires. Toutes deux présentent un programme de révision (des anciennes molécules homologuées) ou d’évaluation (des nouvelles molécules soumises) de toutes les substances actives entrant dans la composition de ces pesticides au sein de l’Union Européenne. Les dossiers d’examens comprennent différentes études (propriétés physico-chimiques, toxicité, écotoxicité…), dont l’évaluation du devenir des substances dans l’environnement. Celle-ci comprend, notamment, l’étude de la dégradation dans l’eau, le sol et l’air des molécules actives et de leurs métabolites ainsi que de leur potentiel de migration vers les eaux souterraines, les eaux de surfaces et l’atmosphère. L’examen du dossier final permettra de décider si l’homologation de la substance ciblée est maintenue (pour les anciennes molécules) ou autorisée (pour les nouvelles molécules). Etant donné que le programme de réévaluation des produits phytopharmaceutique est arrivé à son terme (clôture officielle en décembre 2008), il est possible d’en dresser un premier bilan. Ce processus a conduit au retrait du marché de 691 substances actives sur 963 molécules recensées (derniers chiffres disponibles du 18 décembre 2008). Parallèlement, seulement 8 substances nouvelles n’ont pas été homologuées sur 163 évaluées ou en cours d’évaluation. Toutefois, afin de rationaliser et de simplifier l’homologation des produits phytopharmaceutiques, le conseil de l’union européenne a récemment (15 septembre 2008) validé une position commune en vue de l’adoption d’un nouveau règlement. En effet, ce nouveau règlement a vu le jour (CE) n°1107/concernant la mise sur le marché des produits phytopharmaceutiques et a été publié le 24 novembre 2009. Il remplace la directive 91/414/CEE et est pleinement appliqué depuis le 14 juin 2011.(http://www.ineris.fr/aida/con). 6.3. Niveau national Au Maroc, l’importation, la fabrication, la vente ou la distribution même à titre gratuit des produits pesticides à usage agricole est sujette pour les sociétés à l’obtention d’un agrément pour exercer cette activité, et pour les produits pesticides à une attestation d’homologation, à défaut, d’une autorisation de vente délivrée par le ministère de l’agriculture et de la pêche maritime (Office National de Sécurité Sanitaire des Produits Alimentaires) dans les conditions prévues par la loi 42-95 et de ses textes d’application. Pour être importé et commercialisé dans notre pays, un produit phytosanitaire est soumis à une procédure d’homologation qui vise à garantir l’efficacité, la sélectivité et 21 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE l’innocuité du produit mis sur le marché à l’égard de l’homme, des animaux et de leur environnement. Un produit homologué est autorisé pour un ou plusieurs usages, qui peuvent varier selon la culture, le ravageur et le mode d’application. Cette procédure d’homologation nécessite un minimum de deux à trois années. Une fois homologué le produit est soumis lors de sa phase d’importation, de stockage, de distribution et de commercialisation à une procédure de contrôle de la part des services de la répression des fraudes pour s’assurer de sa qualité et de sa véracité. Aux dernières nouvelles, 63 sociétés phytosanitaires sont agréés pour exercer cette activité dans notre pays, ce nombre est appelé a augmenter et pourrait atteindre les 80 sociétés, vu que plusieurs demandes d’agréments sont en cours de révisions [63]. En cours de révision aussi, sont les textes législatifs régissant le secteur des phytosanitaires, pour les mettre à niveau et les adapter aux exigences et aux changements sans cesse croissants du secteur. Par ailleurs ; les biocides ou pesticides d’hygiène, au Maroc, ne sont pas encore règlementés. Le Maroc adhère aux accords internationaux sur les pesticides notamment le code de conduite de la FAO, les Etats Unis et l’Union Européen se sont déjà engagés dans des processus de surveillance et de contrôle d’utilisation des pesticides assez avancés. Au Maroc, l’instauration d’un réseau de surveillance et de contrôle d’utilisation des pesticides ou même d’une recherche structurale dans le domaine n’est toujours pas entreprise. Les quelques recherches et études engagées par certains départements, dont le département de l’environnement, restent globalement timides et ne sont jamais érigées au rang de la priorité requise, notamment pour les difficultés techniques inhérentes aux mesures de résidus de pesticides et de métabolites, et les coûts qu’elles requièrent. Toutefois, cette situation ne pourrait perdurer la volonté de l’Etat de s’engager dans un système de surveillance post homologation et fabrication, notamment au niveau post application des pesticides. Par ailleurs, hormis donc, le souci accordé par les textes au devenir de l’emballage, aucune loi ou directive n’a été élaborée pour cadrer, dans un objectif de contrôle ou de surveillance, l’utilisation des pesticides et leur devenir dans l’environnement. 22 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Le Maroc ne dispose pas d’une réglementation nationale qui permet de connaître les LMR des pesticides autorisés dans les produits végétaux destinés à la consommation après traitement par des produits phytosanitaires même si les dossiers d’homologations contiennent, en principe, l’ensemble des données relatives à cet effet. Cet aspect est plus préoccupant pour les produits végétaux destinés au consommateur à l’intérieur du pays [64]. Par contre, les produits destinés à l’exportation sont soumis aux impératifs des règlementations de pays importateurs, en particulier les pays de l’UE. Ils ne sont acceptés sur ces marchés que s’ils répondent parfaitement aux exigences en matière de LMR [65]. En dernier lieu, on peut noter que parallèlement aux mesures d’homologation, la réglementation européenne fixe des limites en teneur maximale de pesticides dans les aliments et l’eau afin d’assurer la santé des consommateurs. Par contre, aucune règlementation (internationale, européenne ou nationale), n’est actuellement disponible pour les concentrations dans les sols et dans l’air. Néanmoins, Majewiski et al. (1995) [66], indiquent que les concentrations mesurées dans les eaux de pluie sont souvent comparées avec les seuils appliqués aux eaux destinées à la consommation humaine. Il apparaît, au final, que la réglementation des pesticides est complexe : D’une part, parce qu’elle fait intervenir une législation à plusieurs échelles (internationale, européenne et nationale) ; D’autre part, parce qu’à une seule substance active correspond souvent des utilisations différentes qui font dépendre son homologation de plusieurs textes parfois contradictoires. Ainsi, une même molécule peut à la fois dépendre de la législation européenne sur les produits biocides et phytopharmaceutiques selon son utilisation. C’est le cas du Lindane qui est interdit en tant que phytopharmaceutique (Directive 00/801/CE), en cours de réexamen en tant que biocide destinés à l’hygiène vétérinaire (règlement 2032/2003) et, enfin, ses usages sont restreints selon le protocole d’Aarhus. L’utilisation des pesticides est une activité de plus en plus encadrée ; de l’homologation jusqu’à la surveillance des milieux et des denrées (eau, alimentation) en l’occurrence des résidus dont nous allons consacrer ce deuxième chapitre. 23 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 7. 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(le diflubenzuron ⎯⎯⎯⎯ 4-chloroaniline ou PCA) 34 - Prévention des risques pour la santé liés à l’utilisation des pesticides dans l’agriculture, OMS, 2004. 35 - WHO. UNEP, 1989. “Public Health Impact of Pesticides Used in Agriculture” (OMS et PNUE, Genève, Suisse). 25 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 36 - M. Idrissi, N. Aït Daoud, L. Ouammi, N. Rhalem, A. Soulaymani, R. Soulaymani Bencheikh. Intoxication aiguë par les pesticides. Données du Centre Antipoison du Maroc (1989-2007) Revue Toxicologie Maroc-N° 4-1er trimestre 2010-5. 37 - Ait El Cadi M, Mezzane A., Meddah B, Khabbal Y., Idrissi L., Intoxications mortelles aux pesticides au Maroc (2000-2005). Revue d’épidémiologie et de santé publique. 2009, Vol. 57 (S1), 6. 38 - C. De Jaeger, E. Voronska, N. Frarucen, P. Cherin, Exposition chronique aux pesticides. (Chronic Pesticide Exposure, Health and longevity. Role of Owr food). 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Une étude scientifique qui montre que le Round up fait partie des pesticides perturbateurs endocriniens. 44 - Ane R. Green Lee, Tye E Arbuckle, Po-Huang Chyou, “Risk Factors for Female Infertility in an Agricultural Region”, Epidemiology 14 : 429-436, 2003. 45 - Expertise Collective de l’INSERM, Cancer et environnement, Octobre 2008. 46 - Arnold et Al. 1996 “ Synergistic activation of estrogen receptor with combination of environmental chemicals” Science 272. 1489-1492. 47 - S.B Powles, Jam Holtum, Herbicide resistance in plants: biology an biochemistry. ISBN: 087-371-713-9, 353pp. 1994. 48 - Janet Hemingway et Hilary Ranson, Insecticide resistance in insect vectors of human disease, Annal. Reveiw of Entomology, 2000. 26 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 49 - Bang Y.H., Tonn R.J, Runurai P., 1969, Insecticide Susceptibility and resistance found in 14 strains of Aedes Aegypti collected from Bangkok-Thonburi, Thailand. WHO/Vector Biol. 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Distribution, trends, and governing factors. Ann Arbor Press, Inc., Chelsea, Michigan, 214p. 28 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE CHAPITRE 2 APPROCHE SUR LES RESIDUS DE PESTICIDES 1. DEFINITION ET NOTION DE RESIDUS Un résidu de pesticide concerne toute substance présente dans les aliments, les produits agricoles ou les aliments pour animaux qui provient de l’utilisation d’un pesticide [1]. L’expression englobe les dérivés de pesticides, tels que produits de transformation, métabolites, produits de réaction ou impuretés. Tout résidu de pesticides reste et s’introduit dans tous les milieux. Les résidus de pesticides se réfèrent aux pesticides qui peuvent rester sur ou dans les aliments après leur application sur les cultures vivrières. Les niveaux de ces résidus dans les aliments sont souvent stipulés par les organismes de réglementation dans de nombreux pays. L’exposition de la population générale à ces résidus survient le plus souvent par la consommation de sources alimentaires traitées, ou en étant en contact étroit avec les zones traitées avec des pesticides, comme les fermes ou les pelouses autour des maisons. 29 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Beaucoup de ces résidus de produits chimiques, notamment les dérivés de pesticide chlorés, par bioaccumulation et / ou par exposition peuvent s’accumuler à des niveaux nocifs dans le corps ainsi que dans l’environnement [2]. Les produits chimiques persistants peuvent être importés dans la chaine alimentaire et ont été détectés dans des produits tels que la viande, la volaille et le poisson, les huiles végétales, les noix et divers fruits et légumes. Chaque pays adopte ses propres politiques agricoles, des limites maximales de résidus (LMR) et la dose journalière acceptable (DJA). Le niveau d’utilisation des additifs alimentaires varie selon les pays en raison des formes d’agriculture qui sont différentes dans les régions en fonction de leurs facteurs géographiques ou climatiques. 2. NOTIONS DE DOSES ET DE LIMITES DES RESIDUS Avant la mise en vente d’un produit phytosanitaire, des études toxicologiques sont réalisées pour déterminer son innocuité vis-à-vis de l’homme et de l’environnement. C’est pourquoi plusieurs paramètres sont définis. Nous citerons en particulier la dose sans effet (DSE) et la dose journalière admissible (DJA). 2.1. Dose sans effet et dose journalière admissible La dose sans effet (DSE) est la plus élevée d’une substance qui ne provoque aucun effet toxique détectable chez les animaux soumis à des études expérimentales. La DSE est généralement exprimée en mg de substance par kg de poids corporel et par jour [3]. La dose journalière admissible (DJA) est la quantité d’une substance pouvant être quotidiennement consommée au cours d’une vie entière sans présenter le moindre risque ou effet secondaire [4]. Elle s’exprime en milligramme (ou microgramme) de résidus par kilogramme de poids corporel [5]. Elle est déterminée en divisant la dose sans effet (DSE) de l’animal le plus sensible par 100. 2.2. Limite maximale de résidus (LMR) La limite maximale de résidus (LMR) est la concentration en résidus la plus élevée légalement acceptable pour que les denrées restent commercialisables [6]. Elle est donnée par l’équation suivante : LMR = (DJA x P)/C 30 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE DJA : Dose journalière admissible P : Poids de l’homme en Kgs C : Quantité d’aliments consommée chaque jour (kg/j) Cette LMR est exprimée en milligramme (mg) de résidus par kilogramme (kg) de produit récolté, ou en partie par million (ppm). 3. ASPECTS RELATIFS AUX ANALYSES DES RESIDUS DANS LES DENREES ALIMENTAIRES. La présence supposée de pesticides dans l’alimentation est l’un des sujets qui préoccupe de plus en plus les consommateurs. Ces derniers se posent donc des questions relatives aux risques associés aux résidus de pesticides présents dans leur alimentation. L’idée de la protection de la santé et des intérêts économiques des consommateurs en améliorant la qualité et l’innocuité des aliments surtout quant aux résidus de pesticides est défendue par les résolutions des Nations Unis sur l’Alimentation et l’Agriculture et ses organismes auxiliaires chargés de cet objectif. Depuis la création en 1963 par les deux organisations des Nations Unies, FAO et OMS, la commission du Codex Alimentarius (signifiant code alimentaire en latin) et ses comités subsidiaires accordent une priorité sacrée à la protection et aux intérêts des consommateurs dans la formulation des normes alimentaires. Un des comités travaille sur les résidus de pesticides dans les aliments [7]. Ce comité se réunit une fois par an, en général, à la Haye, pour fixer et réviser les LMR pour certains pesticides. Les décisions sont basées sur les travaux d’un comité d’experts techniques de la FAO et de L’OMS, le JMPR (Joint Meeting Pesticide Residue) ; ce comité étudie les résultats des études toxicologiques, les données sur les résidus et les schémas d’utilisation. Les membres du JMPR sont des toxicologues et des chimistes spécialistes des résidus. Plus de 2500 LMR intéressant 195 matières actives sont actuellement agrées. Il n’existe pas de normes pour toutes les cultures, ou pour tous les pesticides, parce que certains pesticides ne sont pas utilisés sur les aliments ou ne laissent pas de résidus. C’est le cas par exemple de certains herbicides [8]. Auparavant le consommateur se préoccupait uniquement des aspects visibles tels que : non-conformité de poids, étiquetage frauduleux, mauvaise qualité…, mais récemment, on 31 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE s’inquiète d’aspects invisibles c'est-à-dire des risques pour la santé causés entre autres par des microorganismes, des résidus de pesticides, des agents de contamination, des additifs alimentaires etc… . Une enquête, en France, a révélé que plus de 50% de fruits et légumes contenaient des résidus de pesticides dont 6,5% sont contaminés à un niveau supérieur aux LMR. En Europe ces chiffres sont en moyenne de 46% et 5,6% respectivement [9]. En 1996, les laboratoires de la Direction Générale de la Concurrence et de la Répression des Fraudes en France (D.G.C.C.R.F) [10] ont effectué 3629 analyses pour la recherche de résidus sur les fruits. Ils ont révélé 219 infractions soit un taux de nonconformité de 6,8%. 123 procès-verbaux dont 81 en 1995 ont été transmis aux autorités judicaires. Dans le cadre de l’exécution de son programme au niveau du Maroc. L’ONSSA (Office Nationale de la Sécurité Sanitaire des Aliments) a lancé un plan de surveillance des résidus de pesticides dans les fruits et légumes frais et aromates. Les produits concernés par ce plan de surveillance sont au nombre de dix huit (7 légumes : Tomate, Pomme de Terre, Courgette, Haricot Vert, Poivron, Artichaut, Laitue) ; 8 fruits (Pomme, Orange, Clémentine, Melon, Pastèque, Fraise, Raisin, Banane) et 3 aromates (Menthe, Persil, Coriandre). Les critères de sélection retenus sont : - l’importance de leur consommation - les alertes de l’UE et - la période de récolte. Tous les prélèvements sont effectués au niveau des marchés de gros selon un calendrier. 4. ANALYSES DES RESIDUS DE PESTICIDES DANS LES DENREES ALIMENTAIRES C’est dans ce contexte du respect de la conformité commerciale des produits, de la garantie de la sécurité du consommateur que des méthodes analytiques capables d’identifier sans ambiguïté les pesticides et de les quantifier à de très faibles niveaux sont très fortement requises. 32 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 4.1. Problématique Due aux faibles niveaux de détection exigés par la réglementation et la nature complexe des matrices dans les quelles sont présents les composés à identifier, la préparation d’échantillon, la détection et l’identification des composés à des niveaux de traces sont des aspects importants des méthodes analytiques [11-12]. La surveillance des résidus de pesticides dans le domaine de la santé publique est confrontée à la quantification et l’identification de centaines de molécules ayant des propriétés physico-chimiques différentes. Aussi des méthodes sensibles, sélectives, fiables à coût faible sont nécessaires et représentent un défi non négligeable pour le chercheur. 4.2. Détermination des pesticides. Selon la nature des pesticides étudiés, deux techniques analytiques de séparation sont généralement employées pour leur identification et leur quantification : la chromatographie en phase gazeuse (CPG) et la chromatographie en phase liquide (CPL). Ces techniques peuvent être couplées à des détecteurs spécifiques ou universels. Ainsi, tout en apportant de la spécificité le spectromètre de masse a pour intérêt d’être un outil de détection quasi-universel. 4.2.1. Chromatographie en phase gazeuse. La chromatographie en phase gazeuse (CPG) est une technique de séparation qui s’applique aux composés gazeux ou susceptibles d’être vaporisés par chauffage sans décomposition [13-14]. Depuis son introduction dans les années 1960, la CPG a été très vite adoptée pour l’analyse multi résidus de pesticides à la sélectivité et la sensibilité atteintes. Elle est utilisée pour l’analyse de molécules thermostables, non ou moyennement polaire, semivolatiles ou volatiles [14-15]. La CPG est de nos jours applicable pour approximativement 60% de pesticides et de leurs métabolites sur le marché [14]. Plus tardivement, le couplage de la spectrométrie de masse (SM) à la CPG a permis un gain en sensibilité et une grande spécificité du signal par rapports aux couplages (FID, TID, ECD) avec d’autres systèmes de détection [16]. Il a été en effet mis en évidence un gain en sensibilité pouvant atteindre un facteur deux cent en CPG-SM en comparaison à la CPG-ECD lors de l’analyse de dix huit pesticides de la famille des organophosphorés triazines, anil pyrimidines, triazoles et pyrethrinoïdes dans les pommes [17]. Ce couplage est relativement 33 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE facile car il combine de manière harmonieuse les avantages spécifiques des deux techniques : le pouvoir séparatif de la GPG et le pouvoir d’identification de la SM. Un grand nombre de méthodes multirésidus basées sur ce couplage ont été développées pour une grande variété de pesticides dans les fruits et légumes. Le marché des produits phytosanitaires est en perpétuelle évolution. De nouvelles formulations de pesticides sont introduites sur le marché a la fois pour faire face à la nécessité d’une meilleure sélectivité pour la culture et diminuer en parallèle la persistance des composés dans l’environnement [18]. L’avantage de ces pesticides réside dans leur hyperbiodégradabilité et dans leur grande efficacité à faibles doses. Cependant, composés polaires, peu volatils et/ou thermolabiles ne s’adaptent pas à une analyse directe par GPG [16-19-2025]. Comme exemple, l’analyse des urées et N-methyl-carbamates par CPG conduit en général à leur dégradation dans l’injecteur ou la colonne analytique [21-22-23]. Les hautes températures mènent à une décomposition de la majorité de ces composés. Ce sont ces raisons qui ont donné à la chromatographie en phase liquide (CPL) sa place non négligeable quant à l’identification et à la détermination des pesticides. Cette tendance est confirmée par son couplage à la spectrométrie de masse et son coût abordable. 4.2.2. Chromatographie en phase liquide La chromatographie en phase liquide (CPL) est une technique de séparation des constituants d’un mélange en solution basée sur le partage des composés entre une phase mobile dans laquelle ils sont solubles et une phase, dite fixe ou stationnaire, qui exerce sur eux un effet retardateur [24]. Ainsi, la séparation des composés repose sur les différences d’affinité et d’interactions d’un composé pour la phase mobile et la phase stationnaire. Cette dernière peut varier en fonction des interactions existantes. Ainsi, selon les phénomènes mis en jeu lors de la séparation, différents types de chromatographie existent : l’adsorption, le partage, l’échange d’ions, la paire d’ions, l’échange de ligands, le transfert de charge et l’exclusion stérique…[24]. La CPL à polarité de phase inverse (RP) avec un gradient d’élution est la stratégie la plus utilisée pour l’analyse des résidus de pesticides [25-26]. Permettant d’une part l’analyse de composés avec différentes propriétés physico-chimiques et d’autre part, ces composés sont séparés selon leur différence d’hydrophobie par partage entre la phase stationnaire et la phase 34 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE mobile. Celle-ci est composée d’une phase aqueuse (eau en général) et d’une phase organique (méthanol ou acétonitrile). Quant aux phases stationnaires, elles sont à base de silice (modifiées par greffage de chaîne alkyleoctyl C8 ou octadecyl C18). Sont utilisés aussi des groupements aminopropyl, cyanopropyl ou phényl. D’autres phases apolaires à base de polymères (par exemple le copolymère styrène divinylbenzène) sont citées [27]. Ainsi, depuis son introduction au cours des années 1980, la CPL couplée à des détecteurs de type ultraviolet (UV) ou fluorescence a été adoptée comme une technique complémentaire à la CPG dans le domaine de l’analyse de résidus de pesticides [28]. De part sa large gamme d’application, sa stabilité à long terme, sa facilité d’utilisation, son faible coût et l’amélioration de la sélectivité grâce au détecteur à barrettes de diode (Diode Array, Detector, DAD), la détection UV a été longtemps la plus utilisée dans l’analyse de résidus de pesticides. Cependant, l’identification de pesticides dans des échantillons complexes peut être un problème pour la CPL couplée à des détecteurs conventionnels comme l’UV. Ces techniques ne sont pas suffisamment spécifiques, manquent de sélectivité (ressemblance des spectres UV de pesticides de même famille chimique) et de sensibilité pour l’analyse de traces de résidus dans des matrices complexes [20-29-30-31]. La détection par fluorescence est plus sensible et sélective, que l’absorption UV mais n’est applicable que pour les pesticides possédant des fluorophores [28-29-32-33-34]. La CPL couplée à des détections électrochimiques est utilisée pour l’analyse de pesticides dans les fruits et légumes mais les méthodes ne sont pas assez sélectives et impliquent que les composés étudiés possèdent des propriétés oxydo-réductrices [35-36]. Le manque de détecteur performant et universel, applicable à une importante variété de composés et associé à la CPL a été surmonté avec le couplage à la détection par SM. L’intérêt de ce couplage demeure dans la combinaison d’une part du pouvoir de séparation de la CPL et d’autre part du pouvoir d’identification et de confirmation des composés par SM [20]. Ainsi, associées à la SM, la CPL et la CPG restent deux techniques séparatives très complémentaires dans le domaine de l’analyse de pesticides. Vu le nombre important des molécules à analyser, il n’existe pas de technique capable de toutes les analyser avec une 35 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE sensibilité satisfaisante [37]. Le grand nombre d’études utilisant la CPG et la CPL [38-39-4041] témoigne de cette tendance qui trouve son origine dans la multiplicité des molécules ayant un intérêt à être déterminées et quantifiées. 4.2.3. Détection par spectrométrie de masse Le principe de fonctionnement d’un spectromètre de masse repose sur l’action d’un champ électromagnétique sur une particule chargée, pour déterminer le rapport masse/charge (m/z) [42]. Cette technique permet d’identifier des molécules recherchées par leur transformation en ions. Un spectromètre de masse est constitué de différents éléments : la source d’ionisation, l’analyseur, le détecteur et l’enregistreur. La source permet l’ionisation de l’échantillon à analyser et le transfert des ions vers l’analyseur de l’instrument. Ce dernier trie ensuite les ions en fonction de leur rapport m/z. Enfin, le détecteur collecte les ions en sortie de l’analyseur en leur associant leur rapport m/z et une intensité. L’enregistreur permet de traiter le signal et de convertir les informations en spectre de masse et/ou en chromatogrammes lors d’un couplage avec une technique chromatographique [42-43]. L’ESI (Electro Spray Ionisation) est un processus d’ionisation douce qui transforme les ions, préformés en solution, en ions en phase gazeuse. L’écoulement de l’échantillon provenant de la colonne chromatographique entre dans le capillaire de la source ESI. Ce dernier est porté à un potentiel électrique élevé positif ou négatif de 3 à 5 KV. formant ainsi un nuage de gouttelettes. Ce procédé d’ionisation peut conduire à la formation d’ions mono-chargés de type [M+H]+ en mode positif ou [M-H]- en mode négatif mais également à des ions de charges multiples appelés ions multi-chargés positifs ou négatifs. En ESI, l’échantillon est moins sujet à la dégradation thermique car il est directement ionisé en phase liquide à une température quasi-ambiante [36]. Par ailleurs, l’ESI permet l’ionisation d’une plus large gamme de composés. Ainsi, elle a été identifiée comme la source d’ionisation la plus universelle lors de l’analyse de pesticides [44-45]. N’oublions pas que les pesticides sont des molécules complexes dont il est difficile de prévoir la réactivité lors de l’ionisation. 36 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 5. PRINCIPES D’ANALYSES DES RESIDUS DE PESTICIDES DANS LES FRUITS ET LEGUMES. Les pesticides sont présents dans différents milieux terrestres et aquatiques à des concentration très faibles de l’ordre du "nano" ou "micro" grammes par kilogramme ou par litre [46-47]. L’analyse des résidus de pesticides dans les denrées alimentaires a connu un progrès énorme en raison de la découverte de méthodes analytiques plus sensibles et plus sélectives. Quelque soit la méthode d’analyse utilisée, elle doit être validée, elle doit être appropriée au problème de résidus considéré, puis être testée pour sa fiabilité et sa justesse. 5.1. Méthodes individuelle et de groupe Les méthodes analytiques de dosage de résidus de pesticides peuvent se scinder en deux catégories : La méthode individuelle est consacrée à l’étude d’un pesticide donné dans un ou des substrats individualisés. Les méthodes multirésidus les plus utilisées sont principalement celles développées et appliquées à l’analyse des pesticides dans les aliments d’origine végétale, du fait que ces produits reçoivent fréquemment des applications de pesticides durant le cycle de leur production. Ils présentent souvent des résidus à la récolte et à la consommation. 5.2. Etapes d’analyse des résidus de pesticides Que la méthode analytique soit individuelle ou de groupe. L’analyse de résidu (s) de pesticide(s) dans les produits frais répond à différentes étapes comprenant l’échantillonnage, sa préparation, l’extraction du résidu et son analyse. 5.2.1. Echantillonnage C’est une étape très subjective. L’essentiel serait d’avoir des données concluantes dans leur globalité à partir d’un échantillonnage représentatif, restreint et à un coût modéré. En général, en matière de résidus dans les fruits et légumes les modalités d’échantillonnage varient suivant les objectifs recherchés. 37 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 5.2.2. Préparation de l’échantillon La quantité de l’échantillon doit être représentative. Plusieurs traitements sont appliqués en fonction de l’hétérogénéité de la matrice ; ils consistent à couper, peser et homogénéiser l’échantillon en utilisant des mortiers, des mixers, des moulins et/ou des agitateurs. Dans certains cas, l’homogénéisation est obtenue dans un bain ultrasonique a l’aide d’un dissolvant ou d’un matériel adsorbant avec l’objectif de désagréger la matrice [48]. La quantité initiale de l’échantillon et la partie utilisée pour l’analyse sont données dans des normatifs européens [49] et dans les recommandations du Codex Alimentarius [50]. Des études récentes, ont montré que 2 gramme d’échantillon peuvent être suffisamment représentatifs surtout si le végétal est finement haché [51]. 5.2.3. Extraction L’extraction nécessite l’usage d’un solvant approprié (polaire ou apolaire selon la molécule recherchée) et d’une technique d’extraction adaptée (extraction par solvants organiques, extraction liquide/Liquide, extraction super critique, extraction au soxhlet, extraction ASE (Accelerated Solvent Extraction), etc… Cette technique doit être spécifique et sélective afin d’isoler les pesticides sans altération de leurs structures. Des solvants tels l’hexane, le dichlorométhane ou le méthane ou des mélanges binaires de solvants polaires et non polaires (par exemple hexane + acétone) sont utilisés pour extraire les pesticides des échantillons d’aliments végétaux [52]. Quant à l’acétone et l’acétonitrile, miscibles dans l’eau, sont utilisés avec l’eau favorisant ainsi l’extraction des pesticides les plus polaires [5354]. L’extraction avec de l’acétate d’éthyle outre le sulfate de sodium anhydre a été développée pour l’extraction des pesticides organophosphorés dans les fruits et légumes. Les méthodes utilisant l’acétate d’éthyle présentent certains avantages entre autres l’élimination des étapes de la partition, de l’économie dans l’usage de solvant et la possibilité d’appliquer une purification directe au moyen de la chromatographie [55-56]. Dans les analyses de routine, sont utilisées plusieurs techniques d’extraction à savoir : la Micro Extraction en Phase Solide (SPME), l’extraction au moyen d’un fluide à l’état supercritique (SFE), l’extraction assistée par micro-ondes (MAE), extraction accélérée par solvant (ASE), l’extraction en phase solide (SPE) et l’extaction au moyen d’un solvant sous pression (ELL). Toutes ces techniques présentent l’avantage d’être efficaces, adaptées aux méthodes multi résidus, consommatrices de peu de solvants et économiques [57-58]. 38 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 5.2.4. Purification Les extraits à analyser, contiennent en plus des pesticides certains interférents. Cette étape permet une purification ou une simplification de la matrice comme le lavage de l’échantillon etc… En général les méthodes de purification sont basées sur l’extraction liquide-solide avec adsorbants polaires (silice, alumine, florisil, silice greffée). Les méthodes de purification couramment utilisées sont la chromatographie en couche mince, la chromatographie sur colonne et par partage liquide-liquide. Chromatographie sur couche mince (CCM) La CCM repose sur des phénomènes d’adsorption, de partage ou d’échange [59], après que l’échantillon soit déposé sur la phase stationnaire feuille semi-rigide d’aluminium ou de matière plastique) les substances migrent selon la nature et la polarité de l’échantillon et celle du solvant. Chromatographie sur colonne C’est une méthode de séparation des substances qui résulte du cheminement de la phase mobile via une phase fixe. Cette technique spécifie un volume de rétention (VR) ou un temps de rétentions (TR), au pesticide le différenciant ainsi des autres substances et permet de les éliminer [58]. Technique d’extraction liquide-liquide Dans cette technique (basée sur les différences de solubilité entre extrait et solvants) le système le plus utilisé est généralement l’eau plus un solvant (hexane, dichlorométhane, éther et chloroforme, acétate d’éthyle). Dans tout ce qui précède, il est claire que les pesticides sont présents dans l’environnement et les denrées alimentaires à des concentrations très faibles détectables grâce à des techniques spécifiques et sensibles. Leurs incidences sur la santé humaine sont très multiples (anomalies congénitales, problèmes de reproduction, déficits immunitaires, problèmes neurologiques, cognitifs et comportementaux et développement de certains cancers). Dans le but de protéger la santé des consommateurs, des normes de qualité et d’innocuité applicables peuvent poser des problèmes de sécurité alimentaire. 39 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE En effet nous avons testé l’activité anti-oxydante de certains légumes après traitement à la cyperméthrine. Pour cela, ce troisième chapitre se consacrera à la présentation du stress oxydatif et certains aspects relatifs aux antioxydants. 6. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 1 - Willis Geoffrey A. 1993. 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Zrostlikovà J., J. Chrom. A., 1000 (2003) 181-197. 20 - Careri M., Mangia A., Musci M., J. Chrom A., 727 (1996) 153-184. 21 - Liska I., Slobodnik J., J. Chrom. A, 733 (1996) 235-258. 22 - Fernández M., Picó Y., Manes J., J. Chrom. A, 871 (2000) 43-56. 23 - Miliadis G.E., Tsiropoulos N.G., Aplada-Sarlis P. G., J. Chrom. A, 835 (1999) 113-120. 24 - Rosset R., Caude M., Jardy A., (1991) Chromatographie en phase liquide et supercritique, Lavoisier. 25 - Hercegorà A ; Dömötöravà M., Matisovà E., J. Chrom. A, 1153 52007° 54-73. 26 - Kovalczuk T., Jech M., Poustka J., Hajslovà J., Anal. Chim. Acta, 577 (2006) 8-17. 27 - Picó Y., Blasco C. Front G., Mass Spectrom. Rev. 23 (2004) 45-85. 28 - Hogendoom E., Van Zoonen, P., J. Chrom. A, 892 (2000) 435-453. 29 - Hogenboom C., Hofman M.P., Kok E.J., Niessen W.M.A., Brinkman U.A. Th., J. Chrom. A., 892 (2000) 379-390. 30 - Freitas L.G., Götz C. W., Ruff M., Singer H.P., Müller S.R., J. Chrom. A, 1028 (2004) 277286. 31 - Sherma J., J. AOAC International, 80 (1997). 283. 32 - Wang J., Cheung W. Grant D., J. Agric. Food Chem., 53 (2005) 528-537. 33 - Vander Hoff G. R., Van Zoonen P., J. Chrom. A, 843 (1999) 301-322. 34 - Pizzutti I.R., de Kok A., Zenella R., Adaime M.B., Hiemstra M., Wickert C., Prestes O.D., J. Chrom. A, 1142 (2007) 123-136. 35 - Lacassie E., Dreyfuss M.F., Daguet J.L, Vignaud M., Marquet P., Lachâtre G., J. Chrom. A, 830 (1999) 135-143. 36 - Picó Y., Front G., Maltó J.C., Manes J., J. chrom. A., 882 (2000) 153-173. 37 - Lutz A., Greulich K., Kempe G., Vieth B., Mass spectrom. Rev., 25 (2006) 838-865. 38 - Pang G.F., Liu Y. M., Fan C.L. Zhang J.J., Cao Y.Z. Li X.M., Liz. Y., Wu Y.P., Guo T.T., Anal. Bioanal. Chem. 384 (2006): 1366-1408. 39 - Fillion J., Sauvé F., Selwyn J., J. AOAC International, 83 (2000) 698. 40 - Chaves A., Shea D., Danehower D., Chemosphere 71 (2008) 629-638. 41 - Ferrer C., Gomez M.J., Garcià-Reyes J.F., Ferrer I., Thurman E.M. Fernàndez – Alba A.R., J. Chrom. A. 1069 (2005)183-194. 42 - Botter R., Bouchoux G., Techniques de l’ingénieur, Spectrométrie de masse. 43 - Hoffmann E.D ; Charrette J., Stroobant V., (1999), Spectrométrie de masse, cours et exercices corrigés, Dunod. 41 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 44 - Thurman E.M., Ferrer I., Barcelo D., Anal. Chem. 73 (2001) 5441-5449. 45 - Jansson C., Pihlström T., Österdahl B.G., Markides K.E., J. Chrom. A, 1023 (2004) 93-104. 46 - Ntow W.J. (2001). Environmental Contamination and Toxicology 40, 557-563. 47 - Kishimba M.A., Henry L., Mwevura H., Mmochi A.J, Mihale M., Hellar H. (2004). Talanta, 64: 48-53. 48 - Ahmed F.E., 2001 Trends in Analytical Chemistry. 20 (11), 649. 49 - CEE "Directiva 79/700/CEE Relativa a Métodos Cumunitarios de Toma de Muestras para el Control de Residuos de Plaguicidas”, 1979 50 - FAO/WHO "Codex Alimentarius Commission CAC/PRG, Guide to Codex Recommendations Concerning Pesticides Residues”, Part. 6, Roma, 1984. 51 - Egli. H., Bohm, K.H. 7th Int. Congr. 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Si tel n’est pas le cas soit par déficit en antioxydant ou par suite d’une surproduction de radicaux libres, et ainsi leur excès conduit au stress oxydatif [2-3]. La production excessive de radicaux libres provoque des lésions directes de molécules biologiques (oxydation de l’A.D.N, des protéines, des lipides, des glucides), mais aussi des lésions secondaires dues au caractère cytotoxique et mutagène des métabolites libérés notamment lors de l’oxydation des lipides. Le stress oxydatif en générant des molécules anormales et en surexprimant certains gènes, sera la principale cause initiale de plusieurs maladies : cancer, cataracte, sclérose latérale amyotrophique, syndrome de détresse respiratoire aigu, œdème pulmonaire, vieillissement accéléré, maladies cardiovasculaires,…etc [2]. 1.1. Les Radicaux Libres La vie en aérobie se traduit au niveau cellulaire par l’existence d’une chaîne respiratoire mitochondriale [4], au niveau de laquelle l’oxygène est normalement transformé en eau. Cette réaction de réduction implique quatre électrons, et est rendue possible grâce à un système complexe de protéines et d’enzymes (cytochromes). Elle permet d’apporter à la cellule toute l’énergie nécessaire sous forme d’adénosine triphosphate (ATP) pour assurer ses fonctions vitales. Ce processus mitochondrial n’est toute fois pas parfait, car 2 à 5% d’oxygène est transformé en radicaux libres comme l’anion superoxyde (O2-) et le radical hydroxyle (°OH), et les espèces non radicalaires qui sont des oxydants et/ou facilement transformées en radicaux comme le peroxyde d’hydrogène (H2O2) [un radical :espèce chimique possédant un électrons (monoradical) 43 ou plusieurs électrons PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE (biradical, triradical, etc) non appariés sur sa couche externe. Il se note par un point. La présence d'un électron célibataire confère à ces molécules, la plupart du temps, une grande instabilité] [3]. Tableau 1 : PRINCIPALES ESPECES REACTIVES OXYGENEES [5] Espèces réactives oxygénées (ROS) Radicalaires ° OH RO° ° ROO O2 ° NO° Non Radicalaires = Radical hydroxyle H2O2 = Radical alkoxyl ROOH = Peroxyde organique = Radical peroxyl = Peroxyde d’hydrogène HOCL = Acide hypichloreux = Anion superoxyde 1 = Radical oxynitique ONOO- = Peroxynitrite O2 = Oxygène singulet Les radicaux libres oxygénés sont des espèces e chimiques (atomes tomes ou molécules) qui possèdent un ou plusieurs électrons célibataires (électron non apparié) sur leur couche externe [1]. Cela leur confère ère une grande réactivité chimique [6]. Leur hyperactivité activité les engage dans des réactions de dénaturation des constituants cellulaires de type peroxydation avec les glucides, les lipides, les protéines et l’ADN, formants des produits très instables. Ceux Ceux-ci donnent lieu à des réactions en chaîne générant de nouveaux radicaux libres [4]. L’espèce réactive primaire de l’oxygène est l’anion superoxyde O°2 qui résulte de la réduction univalente de l’oxygène moléculaire. Une grande partie de l’anion super superoxyde est transformée en peroxyde d’hydrogène (H ( 2O2) sous l’effet d’une enzyme, le superoxyde dismutase [7]. A son tour, le peroxyde d’hydrogène selon la réaction de fenton peut se décomposer en présence de cuivre cuivreux ou fer ferreux pour donner une espèce hautement réactive et à durée de vie très courte, le radical hydroxyle (°OH) (figure 1) [[8]. Figure 1 : Les différentes espèces réactives oxygénées (Nzengue, 2008) [8]. 44 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE 1.2. Origines des radicaux libres. Les espèces réactives oxygénées sont produites produit s dans l’organisme par de nombreux mécanismes tant exogènes qu’endogènes qu’ (Figure 2). Figure 2 : Origine et réponse cellulaire aux ROS (Petropoulos 2003) [9] 1.2.1. Sources Exogènes Le corps humain est soumis aux agressions de différents agents capables de donner naissance à des espèces réactives oxygénées : - Les rayonnements UV induisent la synthèse de radicaux libres (O°-2, °OH, 1O2) et des molécules génératrices de radicaux libres (H2O2) par l’intermédiaire d’agents photo photosensibilisants. - Les radiations ionisantes provoquent aussi la génération de radicaux libres dérivés de l’oxygène. - L’ingestion d’alcool est suivie de la formation de radicaux libres sselon divers mécanismes. La xanthine oxydase et l’aldéhyde l’ oxydase peuvent oxyder le principal métabolite de l’éthanol, l’acétaldéhyde acétaldéhyde, avec production d’O° . L’éthanol éthanol stimule également la production de l’anion superoxyde par induction de la synthèse de NADPH oxydase, NADPH cytochrome réductase et du cytochrome P450. D’autre part, Schisler et Singh (1989) 45 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE [10] ont montré que l’alcool pouvait diminuer l’activité des enzymes de protection (SODGSH-PX). De même, les concentrations sériques en sélénium et vitamine E sont abaissées chez les alcooliques et corrélées avec une atteinte hépatique plus ou moins sévère. - Des toxiques tels que le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2), présents dans notre environnement (suies, goudron, tabac, polluants industriels) génèrent des radicaux libres responsables d’auto-oxydations d’acide gras polyinsaturés des alvéoles pulmonaires. NO, NO2 peuvent aussi réagir avec le peroxyde d’hydrogène produit par les macrophages et donner naissance à des radicaux °OH. - La fumée de cigarette joue un rôle majeur dans la formation de ces espèces radicalaires, elle contient NO, NO2 et de fortes concentrations en composés insaturés, et stimule par son action irritante les macrophages des alvéoles pulmonaires [7]. Housein et Lytle, 2001 [11] ont rapporté que le VIH accroitrait la production de radicaux libres. D’autres facteurs peuvent conduire à la formation des ROS : les xénobiotiques (toxines, insecticides, herbicides) et médicaments, en plus des aliments qui peuvent contenir des oxydants (entre autres résidus de pesticides) [4,12]. 1.2.2. Sources endogènes L’une des sources majeures des ROS est la chaîne respiratoire mitochondriale. Cette production résulte de l’addition d’un électron à l’oxygène moléculaire. Cette réaction est catalysée par le cytochrome oxydase mitochondriale. O° [13] O2 + é Autres chaînes du transport d’électrons (ex. : péroxymes et microsomes) contribuent également à la genèse de l’anion superoxyde (O° ) dans la cellule en aérobiose. Les cytochromes P450 et b5 de la chaîne du transport d’électron des microsomes peuvent produire des ROS quand ils interrompent le cycle redox normal et détournent le flux d’électrons vers l’O2 [14]. Au cours de certains processus pathologiques, il nait des radicaux libres répondant à un stimuli en intervenant dans le processus inflammatoire (NADPH oxydase et xanthine oxydase) [5]. Les cellules phagocytaires activées sont le siège d’explosion oxydative. Ce phénomène active le complexe NADPH oxydase, cet enzyme est capable d’utiliser l’oxygène moléculaire produisant d’énormes quantités d’anions superoxydes au niveau de la membrane 46 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE cellulaire. Ce mécanisme s’il est contrôlé est capable, dans la lutte infectieuse de phagocyter les bactéries et les corps étrangers [2]. En outre le système xanthine/xanthine oxydase permet la production d’anion superxyde : Xanthine + 202 + H2O Xanthine oxydase acide urique + 20° + 2H (Marfak, 2003) [13] Une autre espèce réactive oxygenée produite au cours de l’inflammation est le peroxyde d’hydrogène (H2O2) ; en vue de réagir directement ou de produire l’acide hypochloreux par l’intervention de myeloperoxydase. Cette espèce (HCLO) est caractérisée par un pouvoir oxydant plus élevé que le H2O2. H O + H O + cl myeloperoxydase HCLO + 2H2O (Antwerpen, 2006) [5] Le monoxyde d’azote est produit aussi par un système enzymatique NO synthétase (NOS), à des fins de médiation par les neurones, les cellules endothéliales ou les macrophages [2]. D’autres systèmes sont capables de produire les ROS, les réactions catalysées par les lipooxygénases et les cyclooxygenases dans la voie de synthèse des leucotrienes, thromboxanes et prostaglandines [15] ; les aldéhydes oxydases ou les protéines hemiques qui peuvent oxyder leur fer (I) en fer (III) avec production du radical O° [5]. Il a été même prouvé que l’autooxydation des monoamines (dopamine, épinephrine et norépinephrine) ; et de l’hémoglobine en présence de traces de métaux (apportés par certains résidus de pesticides) peuvent également être à l’origine de la production des ROS [1]. 2. TERMINOLOGIE DES ANTI-OXYDANTS 2.1. Définition Un antioxydant est défini comme étant toute substance qui peut retarder ou empêcher l’oxydation des substrats biologiques [16], se sont des composés qui réagissent avec les radicaux libres et les neutralisent [17]. D’un point de vue biologique les composés antioxydants peuvent protéger les systèmes cellulaires d’effets nocifs qui causent l’oxydation 47 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE excessive. Hale, 2003 [18] rapporte qu’ils sont la stratégie la plus prometteuse contre les cataractes. 2.2. Les antioxydants 2.2.1. Les antioxydants endogènes Les défenses antioxydantes de l’organisme de divisent en : Système de défense primaire : (Enzymes et substances antioxydantes) - La superoxyde dismutase (SOD) : Diminue la durée de vie de l’anion superoxyde O° , - La catalase : transforme le peroxyde d’hydrogène (H O ) en molécule d’eau. - La glutathion peroxydase (GPX) : détruit le peroxyde d’hydrogène et les peroxydes lipidiques et - Les molécules piégeuses : le glutathion (GSH), l’acide urique, les protéines a groupement thiols, ubiquinone,…,etc… Système de défense secondaire : Enzymes protéolytiques, phospholipases, ADN endonucléase et ligase, des macroxyprotéinases [19]. 2.2.2. Les antioxydants naturels Les antioxydants naturels les plus connus sont les caroténoïdes, la vitamine C, la vitamine E, les polyphénols, le lycopène, les flavonoïdes, les tanins (café, thé vert, raisin), les anthocyanes (fruits rouges), les acides phénoliques (céréales, fruits, légumes). Ils peuvent stabiliser les membranes en renforçant leur perméabilité et ont une capacité de lier les acides gras libres [20]. La vitamine E joue un rôle important dans l’agrégation de la β-Amyloïde (A β), des données cliniques ont prouvées que les patients atteints de la maladie d’Alzheimer présentaient une amélioration au traitement par la vitamine E [21]. Burton & Al. 1998 [22] ont montré que la vitamine E naturelle était deux fois plus biodisponible que la synthétique. Les caroténoïdes sont impliqués dans la prévention de nombreux types de cancers ; cancer de la prostate, cancer du poumon [18]. Sans trop nous attardés sur ce que nous venons d’évoquer. Les métabolites secondaires des plantes (composés phytochimiques), qui incluent les enzymes et les protéines, sont produits par les plantes pour contrôler leur physiologie et leur rythme de croissance [23]. 48 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Certains permettent aux plantes de se protéger des conditions climatiques extrêmes, de repousser les attaques par les ravageurs ou de réparer les dommages causés par un insecte ou un phytopathogène. D’autres encore sont essentiels à la réparation des tissus des feuilles et de fruits grâce à la production de pigments. Les processus de guérison des dommages et les mécanismes de défense qui dépendent des antioxydants sont à l’origine des couleurs et des saveurs souvent très diversifiées des fruits et légumes cultivés. Après la récolte, les fruits et légumes affichant une teneur plus élevée en antioxydants peuvent, de manière générale, retarder l’apparition et ralentir la propagation des infections postrécolte pendant leur entreposage. Cette propriété pourrait contribuer à accroître la durée de conservation des fruits et légumes et à atténuer les risques liés à la présence de mycotoxines [23]. Par ailleurs, il existe des preuves épidémiologiques qui confirment qu’une diète riche en fruits et légumes permet de réduire la fréquence et la gravité de plusieurs problèmes de santé [24-25]. 2.3. Les composés phytochimiques 2.3.1. Constat Le mode de vie a permit un changement négatif grave dans la vie de l’homme surtout en société occidentale qui a réduit son alimentation aux protéines et sucres. La théorie des calories est une théorie d’engraissement ne tenant pas compte des composés régulateurs et protecteurs du corps. Ces composés phytochimiques sont indispensables à la détoxification du corps et aussi à la régulation enzymatique et hormonale. C’est cette composante qui a été délaissée par la nutrition parce que ces composés ne rentrent pas dans la catégorie des nutriments. 2.3.2. Utilité Des hypothèses ont été émises quant à l’utilité des composés phytochimiques (CP). En effet : Les CP agissent comme antioxydant pour bloquer l’apparition de radicaux libres et surtout empêcher l’oxydation du cholestérol [26]. Les CP améliorent la réponse immunitaire du corps en augmentant l’apoptose cellulaire. Ce phénomène s’oppose a la prolifération des cellules cancéreuses. 49 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Les CP améliorent les interactions cellulaires surtout la continuité des communications entre les cellules. Les CP altèrent le métabolisme des oestrogènes pour ne pas stimuler les cellules cancéreuses. Les CP permettent de convertir les β-carotènes en vitamine A. (rôle dans la vision et le métabolisme). Les CP réparent les dommages causés à l’ADN par les composés toxiques. Les CP neutralisent les carcinogènes à travers l’activation de la cytochrome P450 et la phase II des systèmes enzymatiques. 3. EVALUATION DE L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE DES COMPOSES PHYTOCHIMIQUES 3.1. Introduction Récemment, l’intérêt porté aux antioxydants naturels, en relation avec leurs propriétés thérapeutiques, a augmenté considérablement. Des recherches scientifiques dans diverses spécialités ont été développées pour l’extraction, l’identification et la quantification de ces composés à partir de plusieurs substances naturelles à savoir, les plantes médicinales et les produits agroalimentaires [27-28-29]. L’activité antioxydante d’un produit correspond à sa capacité à résister à l’oxydation. Les antioxydants les plus connus sont le β-carotène (provitamine A), l’acide ascorbique (vitamine C), le tocophérol (vitamine E) ainsi que les composés phénoliques dont la richesse est attribuée aux fruits et légumes. En effet, la plupart des antioxydants de synthèse ou d’origine naturelle possèdent des groupes hydroxyphénoliques dans leurs structures et les propriétés antioxydantes sont attribuées en partie à la capacité de ces composés naturels à piéger les radicaux libres tels que les radicaux hydroxyles (OH°) et superoxydes (O° ) [30-31]. Plusieurs méthodes sont utilisées pour, évaluer in vitro et in vivo, l’activité antioxydante par piégeage de radicaux différents, comme les peroxydes ROO° par les méthodes ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) et TRAP (Total Radical-Trapping Antioxidant Parameter) [32], les ions ferriques par la méthode FRAP (Ferric ion Reducing Antioxidant Parameter) [33] ; ou les radicaux ABTS (sel d’ammonium de l’acide 2,2 – azinobis -3- ethylbenzothiazolino – 6- sulfonique) [34], ainsi que la méthode utilisant le radical libre DPPH° (Diphényl – Picrylhydrazyle) [35]. 50 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Compte tenu de la complexité des processus d’oxydation et la nature diversifiée des antioxydants, avec des composantes à la fois hydrophiles et hydrophobes, il n’y a pas une méthode universelle par laquelle l’activité peut être mesurée quantitativement d’une façon bien précise. Le plus souvent il faut combiner les réponses de tests différents et complémentaires pour avoir une indication sur la capacité antioxydante de l’échantillon testé [36-37-38]. En effet, il existe différentes méthodes pour déterminer le potentiel antioxydant de produits alimentaires, additifs alimentaires, condiments etc… En général, il existe trois types d’analyses qui sont les plus sollicites a savoir : - Le test DPPH, - Le test TEAC/ABTS + Decolorization Assay, - Le test ORAC; Les antioxydants peuvent réduire les radicaux primaires par deux mécanismes : par transfert d’électron singulet ou par transfert d’atome d’hydrogène. Les méthodes ABTS°+ Decolorization Assay (ou TEAC) et DPPH jouent sur le transfert d’électron singulet, alors que la méthode ORAC joue sur le transfert d’un atome d’hydrogène. Les méthodes ABTS et DPPH, sont couramment utilisées pour analyser les extraits de plantes et de fruits. Ce sont des méthodes anciennes qui permettent des comparaisons de résultats. Dans le cadre de notre thèse, nous avons utilisé la méthode basée sur la dégradation du radical DPPH, pour cela nous allons essayer dans les prochaines lignes de la passer en revue de manière plus détaillée. 3.2. Principe de la méthode DPPH [39] 3.2.1. Réaction entre le radical DPPH° et l’antioxydant. Le composé chimique 2,2 – diphényl 1-1 picrylhydrazyle (∝,∝- diphényl 1-βpicrylhydrasyle) fut l’un des premiers radicaux libres utilisé pour étudier la relation structureactivité antioxydante des composés phénoliques [40, 41]. Il possède un électron non apparié sur un atome du pont d’azote (fig. 3). Du fait de cette délocalisation, les molécules du radical ne forment pas des dimères, c'est-à-dire le DPPH reste dans sa forme monomère relativement stable à température ordinaire. La délocalisation provoque aussi la couleur bleue bien caractéristique de la solution de DPPH. La mesure de l’efficacité d’un antioxydant se fait en mesurant la diminution de la coloration bleue, due à une recombinaison des radicaux DPPH ; mesurable par spectrophotométrie à 515-518nm. 51 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Figure 3 : STRUCTURE CHIMIQUE DU RADICAL LIBRE DPPH (2,2 Diphenyl -1- Pikryl – Hydrazyle ) Le piégeage des radicaux libres par des antioxydants est tributaire de deux types de mécanismes : (a) la libération de l’atome l’ d’hydrogène du groupement hydroxyle (cinétique rapide de certains acides et dérivés phénoliques),, (b) la libération d’un électron (cinéti (cinétique lente des dérivés glycosyléss et des anthocyanes) anthocyanes [29-39]. 9]. Dans le cas des composé composés phénoliques, le mécanisme principal d’action est le piègeage des radicaux libres par le transfert de l’atome H sur le DPPH° alors transformé en une molécule stable DPPHH [[42-43] Plusieurs facteurs influent sur le potentiel antioxydant antioxydant et la cinétique de réduction, notamment les conditions de réaction (temps, rapport Antioxydant/DPPH·, Anti xydant/DPPH·, type de solvants, nature de l’extrait, pH) et le profil phénolique en particulier [42]. [ 3.2.2. Evaluation du potentiel anti-radicalaire anti radicalaire Pour l’évaluation de l’activité antioxydante. Deux approches sont appliquées : d’une part, la détermination de la réduction relative du radical DPPH· à un temps de référence ooù la détermination de la quantité d’antioxydant nécessaire pour réduire 50% de DPPH· et d’autre partt le suivi de la cinétique de la réduction [43-44]. [ Dans la première approche, l’activité est définie par l’indice de la réduction de l’activité anti-radicalaire anti radicalaire en pourcentage % RSA (Radical Scavenger Activity), ou l’absorbance du mélange réactionnel qui ccontient le radical libre et l’échantillon de l’antioxydant est reliée avec l’absorbance du mélange sans aucun antioxydant (solution témoin ou contrôle) à un temps t : [%RSA= (Abscontrôle – Abst)/ Abscontrôle x 100%]. L’indice relative %RSA montre seulement la capacité de l’échantillon, à une concentration fixée, de réduire ou non les radicaux et dans beaucoup de cas, 52 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE l’augmentation de la concentration de l’antioxydant amène l’augmentation de ces indices relatifs [43]. Pour s’affranchir de l’influence de la concentration, dans la majorité des études, la réactivité est estimée par la concentration effective CE50 (ou l’inverse 1/ CE50) de l’antioxydant, qui correspond à une réduction de 50% de l’activité (de l’absorbance) du DPPH· dans le milieu réactionnel. La capacité antioxydante d’un composé est d’autant plus élevée que sa CE50 est petite. L’indice CE50 montre les concentrations de l’antioxydant qui sont nécessaires pour faire décroître la concentration initiale du DPPH· avec 50% (exprimée en mol Antioxydant /mol DPPH· ou mg Antioxydant/g DPPH·), mais ne prennent pas en considération l’influence de la concentration sur le temps de la réaction [43]. Pour mieux caractériser le pouvoir anti-radicalaire, dans la deuxième approche des paramètres cinétiques sont introduits, tels que le temps TEC50 nécessaire pour atteindre l’équilibre à CE50, la constante de vitesse de la réaction ou le coefficient directeur de la courbe cinétique [44, 45, 46]. L’estimation de TEC50 permet d’introduire la classification suivante : TEC50 < 5 min (réaction rapide), 5-30 min (réaction intermédiaire) et TEC50 > 30 min (réaction lente) [41, 44]. L’indice de l’efficacité anti-radicalaire [EAR = 1/ CE50 x TEC50] relie la concentration du DPPH· et le temps TEC50 dans l’essai avec la concentration effective CE50 de l’échantillon, et résulte dans un paramètre constant pour chaque solution ou extrait. Comme, nous l’avons montré auparavant, qu’il existait trois méthodes pour la détermination du potentiel antioxydant, nous allons présenter brièvement les deux autres tests. 3.3. Le Test TEAC. (Trolox Equivalent Antioxydant Capacity ou test ABTS + Décolorization Assay. [47]. Ce test est basé sur la capacité d’un antioxydant à stabiliser le radical cationique ABTS·+ de coloration bleu-verte en le transformant en ABTS+ incolore, par piègeage d’un proton par l’antioxydant. Une comparaison est faite avec la capacité du trolox (analogue structural hydrosoluble de la vitamine E) à capturer ABTS·+. La décroissance de l’absorbance causée par l’antioxydant reflète la capacité de capture du radical libre. La capacité antioxydante, exprimée en équivalent Trolox (TEAC) correspond donc à la concentration de Trolox ayant la même activité que la substance à tester à une concentration. Le résultat est donné en µM ou mM d’équivalent Trolox par gramme de produit ou par millilitre s’il s’agit d’un liquide. 53 PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIGRAPHIQUE Cette méthode présente un petit inconvénient à savoir qu’avec un temps fixe d’incubation (standardisation) cela peut dans certains cas, engendrer une sous estimation de la valeur obtenue. On parle alors de capacité antioxydante relative. Pour y pallier, on peut envisager de laisser se dérouler la réaction jusqu’au bout et recalculer la valeur TEAC. 3.4. Le test ORAC. (Oxygen Radical Absorbance Capacity) [47]. Cette méthode est basée sur la décroissance de la fluorescence de la fluorescéine en présence d’un oxydant chimique l’AAPH (un radical péroxyl libre stable). Le produit à tester peut être capable de protéger la fluorescence et réduire la vitesse de dégradation de la fluorescence. Il possède alors un pouvoir antioxydant. La méthode est réalisée en microplaque dans lesquelles nous mesurons en parallèle, le déclin de la fluorescéine au cours du temps en présence de concentrations croissantes de Trolox (une molécule de référence, analogue structural hydrosoluble de la vitamine E), et des échantillons à tester à différentes concentrations. Le but est d’obtenir une réponse comparable à celle de la gamme. On peut ainsi après traitement des données, calculer l’équivalent Trolox. La méthode faisant intervenir une cinétique, la mesure de la capacité se fait par l’intermédiaire du calcul des aires sous la courbe. C’est la seule méthode qui combine à la fois le pourcentage d’inhibition de la réaction d’oxydation et la longueur dans le temps de cette inhibition en une seule mesure. Elle donne une mesure globale de la capacité antioxydante. L’avantage majeur du test ORAC est de proposer une mesure standardisée et largement acceptée. En guise de conclusion, il existe souvent des différences de valeurs entre les méthodes du fait que les sources de radicaux libres soient différentes, et que les antioxydants répondent différemment aux méthodes de mesure. Par ailleurs, selon les matrices testées, l’une ou l’autre méthode est applicable. Par exemple pour des extraits végétaux, les trois tests sont applicables. En revanche, pour du plasma sanguin, la méthode ORAC semble plus indiquée du fait que les radicaux péroxyls utilisés dans le test ORAC sont les plus couramment rencontrés dans le corps humain. La valeur en est de fait plus significative. 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Agriculture au Maroc Historique [1] En général le passé intéresse peu les gens, il est utile cependant de leur faire connaître l’historique de la situation trouvée au « début », par leurs aînés. En 1908 les indigènes cultivaient peu, monsieur Henri Amieux au Maroc dès 1906, acquit au début de 1908 la première ferme expérimentale de Casablanca. Dès 1909, la ferme fournissait les premiers légumes au marché situé contre les remparts de la place de France à Casa, et du lait de vaches françaises, à l’hôpital militaire ainsi qu’à la petite population civile. Ce fut la première exploitation agricole moderne. Le 30 mai 1912, le traité du protectorat était signé par le Général Lyautey désigné comme résident Général. En 1915, une exposition s’organise à Casablanca où l’effort agricole est mis en lumière que l’on appella « exposition de combat ». Cette exposition sera le début d’un afflux de capitaux. La culture de blé tendre n’était pas encore très répandue, et ainsi la Direction de l’Agriculture offre une prime de 3 francs le quintal. Depuis, elle s’est accrue de 10 hectares en 1909 pour arriver à 156.000 hectares en 1927. Parallèlement, sur ces surfaces, 600 hectares environ sont cultivés dans la banlieue de Casablanca et principalement entre Casa et Fedhala (Mohammedia) en cultures maraîchères. Cette exploitation de jardins, entièrement œuvre de la petite colonisation est à l’origine du maraîchage dans notre pays. Après ce petit bref historique, nous allons lui épousé quelques données relatives à l’agriculture au Maroc et plus spécialement aux cultures maraîchères ainsi qu’à l’agriculture périurbaine en général tout en aboutissant à notre zone d’étude. Agriculture au Maroc L’agriculture au Maroc est un secteur économique important du pays, avec 40% de la population vivant de ce secteur. La surface agricole utile (SAU) est estimée à environ 59 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 9.500.000 hectares, ce qui représente 95.000 km², l’équivalent de 3,11 fois la surface d’un pays comme la Belgique. Les principales productions agricoles du pays sont constituées par les céréales (le blé, l’orge et le maïs), la betterave à sucre, la canne à sucre, les agrumes (orange, clémentines, etc), le raisin, les légumes, les tomates (95% destinées à l’exportation), les olives, le chanvre et l’élevage. 71% de la superficie agricole utile est occupée par des exploitations de moins de cinq hectares. A peine 1,4 million d’hectares en périmètre irrigué. Les agrumes, l’olivier et le maraîchage montent en puissance depuis 1998. L’importance du secteur agricole se manifeste par sa contribution notable, à la formation du PIB national (entre 15 et 20% selon la conjoncture climatique et à la création d’emplois (40%) notamment en milieu rural où l’agriculture reste le principal employeur (80%) et source de revenu (1,5 million d’agriculteurs) [Ministère de l’Agriculture, du Développement Rural et des Eaux et Forêts 1998]. TABLEAU 2 : OCCUPATION DU SOL AU MAROC Cultures Superficie actuelle (ha) Pourcentage du total 6.216882 67,7 Légumineuses 250034 2,8 Cultures maraîchères 241446 2,6 Oléagineuses 114361 1,2 Cultures industrielles 173729 1,9 Cultures fourragères 205539 2,2 Plantations fruitières 812499 8,8 Jachère 1.168885 12,5 Total 9.183375 100 Céréales Réf. : MADREF 1998 Les sols constituent une ressource naturelle et le support de l’ensemble des activités économiques. Leurs rôles sont particulièrement déterminants en agriculture. La dégradation des ressources en sol résulte des effets synergiques du climat, de l’agressivité de certaines conditions naturelles, et surtout des activités humaines exercées sur des sols généralement fragiles et peu fertiles. Toute activité agricole, forestière, maraîchère, pastorale etc…, doit contribuer, afin d’assurer un développement durable, au maintien de ce capital naturel, à l’amélioration de sa productivité et à la préservation de l’environnement. 60 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Les études actuelles de cartographie pédologique ne couvrent qu’une partie du territoire national (environ 20% de la superficie du pays) [2]. On peut donc passer sous silence les défauts dont souffre l’inventaire des ressources pédologiques, notamment : - La concentration des études de quelques régions, - La non disponibilité des études dans quelques régions, - La non disponibilité d’études pédologiques, - L’inexistence d’un organisme centralisateur et - Le manque d’homogénéité des légendes utilisées pour décrire les sols. Généralement, les sols marocains sont fragiles, à l’exception des plaines alluviales. En effet, la marge côtière, entre Agadir et Tanger est composée, (sur une largeur de quelques kilomètres à plus de quarante kilomètres). Elle est composée de trois zones ; d’Essaouira à El-Jadida, d’El-Jadida à Casablanca et de Casablanca à Larache. Nous allons nous intéressés dans notre étude à la dernière zone, cette marge est composée surtout de sols à sesquioxydes de fer et de manganèse qui dominent, formant une bande de vingt à trente kilomètres parallèle à la côte. Cette composition pédologique pourrait influer les interactions physico-chimiques en trilogie de la manière suivante : SOL PLANTE PESTICIDE Maraîchage au Maroc La culture maraîchère, ou culture légumière, est une branche de l’horticulture ayant pour but la production de légumes et de plantes condimentaires. La croissance des systèmes arboricoles et maraîchers au Maroc a une explication écologique, historique et économique. Sur le plan écologique, de nombreuses espèces (olivier, vigne ou agrumes) sont adaptées aux conditions naturelles du pays. Historiquement, la densité de la population agricole, le caractère familial des exploitations et les petites dimensions des parcelles conduisent à une intensification de la production. Enfin sur le plan économique, les fruits et légumes permettent de mieux rentabiliser les terres agricoles, par rapport aux céréales ou à l’élevage, et assurent un meilleur emploi et une bonne valorisation de la capacité de travail. Par ailleurs, le secteur 61 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES des fruits et légumes occupe près de 16% de la surface agricole utile (SAU) nationale, avec une superficie de près de 1.300.000 1.300 ha, dont 1.060.000 000 ha de plantations fruitières et 280.000ha 000ha de cultures maraîchères. Aussi, la production globale moyenne du secte secteur, pour la compagne 2013,, a atteint près de 10,3 millions de tonnes dont près de 3,3 millions de tonnes de fruits et 7 millions de tonnes de légumes. Figure 4 : PRODUCTION MOYENNE NATIONALE DES FRUITS ET LEGUMES EN 2013 (10,3 millions de tonnes) fruits 32,04 % Légumes 67,96% Source : Ministère de l’Agriculture et de la Pêche Maritime La Filière maraîchère occupe une superficie moyenne de 280.000 280.000 ha et es est regroupée en trois sous filières : Les cultures maraîchères de saison : cultivées, essentiellement, en plein champ ; Les primeurs : qui couvrent une superficie moyenne de 27.000 000 ha dont 15.200 ha sous abris et/ou serre ; ett les cultures maraîchères destinées à l’agro industrie. A la lumière de tout ce qui a été évoqué précédemment, il est très important d’a d’attirer l’attention quant à la destination de toute cette production. En effet : 4% de la production est transformée 8% de la production est exportée 88% de la production est destinée au Marché local. 62 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES C’est ainsi qu’il nous a apparu judicieux de travailler sur les légumes du moment que la quasi-totalité de la production (aux environs de 88%) est destinée à la consommation locale. 1.1.2. Agriculture Urbaine et périurbaine Définition - généralité Il n’existe pas encore une définition universellement acceptée du concept d’agriculture urbaine. Cependant, l’intérêt que porte la recherche, surtout en science sociales, sur ce sujet, depuis quelques temps [3], s’est accompagné de l’émergence de définitions multiples et complémentaires qui éclaire sur ce qu’est ou ce que pourrait être l’agriculture urbaine. - Selon la FAO, 1996 et 2000. "L’agriculture urbaine est la production de denrées alimentaires à l’intérieur du périmètre des villes, c'est-à-dire dans les cours, sur les toits, dans des potagers et des vergers communautaires, de même que dans des espaces laissés vacants ou des espaces publiques" [4]. D’autre part il existe "une agriculture de périphérie, qui peut être soit une antique ceinture maraîchère, soit la compagne qui se trouve progressivement rattrapée par la ville" [5]. - Pour A. Fleury et al [6] "L’agriculture périurbaine au strict sens étymologique, est celle qui se trouve en périphérie de la ville, quelque soit la nature de ses systèmes de production. Dans ces conditions, la permanence de l’agriculture périurbaine est liée à ses capacités d’adaptation au contexte périurbain grâce à des systèmes de production multiples qui comprennent tant les cultures vivrières, fruitières et ornementales (tubercules, légumes, arbres, herbes aromatiques et médicinales, plantes ornementales, etc..) que l’élevage d’animaux de toutes sortes et de toutes tailles (volailles, abeilles, lapins…). Alimenter la ville L’écoulement de la production agricole a été favorisé par la proximité des marchés urbains. Ce qui a permis le développement des ceintures maraîchères autour des villes antiques. Notamment celles du bassin méditerranéen. Heurta, Senia, Jnen, Boustan, Oasis, sont autant de formes parmi d’autres d’agricultures irriguées qui se sont développées dans et autour des villes, notamment les médinas arabes, selon le modèle de Von Thünen [7]. 63 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Cette agriculture a joué un rôle important dans l’organisation des espaces périphériques des villes avant que l’urbanisation du XXème Siècle ne la déstabilise. La concurrence pour le foncier en usages agricoles et non agricoles s’est généralisée à tous les types de terrains cultivables, car même les terrains marécageux peuvent être drainés en vue d’être construits, et la bonne terre agricole peut avoir favorisé le développement d’infrastructures de desserte, qui atteint l’immobilier [8]. Dans les pays en voie de développement d’Afrique, d’Amérique latine et d’Asie, l’agriculture urbaine et périurbaine continue de nourrir les villes [9]. Les ceintures maraîchères, ne cessent de se développer dans et aux alentours de certaines villes, malgré la concurrence vigoureuse de l’usage du sol par l’urbanisation. Ceintures maraîchères, jardins et vergers méditerranéens les légumes verts et les fruits ont été et sont toujours des agricultures très développées grâce à des systèmes de culture intensifs parfaitement adaptés aux conditions géographiques locales et étroitement liées aux systèmes hydrauliques et à l’initiative individuelle (utilisation de puits). Cela s’est traduit par le développement de vastes espaces maraîchers souvent associés à de l’élevage et dont les produits sont destinés essentiellement aux populations urbaines. La production maraîchère notamment celle des légumes feuilles, difficiles à conserver et à transporter, était et reste fortement liée à la proximité de la ville marché. La recherche des terres fertiles à proximité d’une source d’eau était une condition préalable au regroupement des populations dans le territoire choisi et qui se transformait au fil des temps en ville. Les régions d’agriculture irriguée à forte orientation nourricière en « rubans linéaires » ou prospère jusqu’à aujourd’hui l’agriculture, particulièrement celles des légumes frais consommés au quotidien. Selon Padilla (2004) [10], l’approvisionnement alimentaire des villes méditerranéennes de l’Algérie, du Maroc, de la Tunisie, de l’Egypte, du Liban, etc.., s’effectue grâce à des filières d’acheminement multiples notamment les circuits courts. Parallèlement aux cultures maraîchères, les formes de distribution vont du porte à porte au marché de quartier, en passant par les crémeries en Tunisie ou les Mahlabas (cafés, laiteries traditionnelles) au Maroc. 64 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Le statut des terres agricoles a souvent favorisé le développement de l’agriculture urbaine aux alentours de certaines villes arabes. Qu’il s’agisse des terres waqf au Machrek (Moyen-Orient) ou habous au Maghreb (Afrique du Nord), ces statuts fonciers qui remontent à la période Ottomane, ont été à l’origine de l’essor de l’agriculture tant urbaine que rurale. Actuellement, ils restent d’usage dans certains pays comme la Syrie, la Jordanie, le Maroc, etc.. L’activité agricole se confronte à la concurrence d’une urbanisation rarement maîtrisée (préemption des terres pour des biens collectifs, emprise croissante des routes, implantations de zones industrielles et de l’habitat photo ci-jointe de Sala Al Jadida) qui semble rompre l’équilibre ancestral ville/compagne. Agriculture périurbaine au Maroc Au Maroc, les conditions géographiques parfois difficiles (collines, zones inondables, etc..) n’ont pas empêché notamment dans les régions de plaines, la persistance de zones agricoles aux alentours des villes de Casablanca, de Fès ou de Rabat-Salé. Toutefois, la - Le terme Waqf désigne une terre acquise au fil du temps, grâce à des dons, par différentes communautés religieuses ou certaines fondations. Cette forme de terre qui désigne le statut des terres dans les pays du MoyenOrient est comparable aux Habous en Afrique du Nord, et qui ont été abolies depuis les premières années de l’indépendance (en 1956) au Maroc. 65 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES périurbanisation, par l’extension de l’habitat surtout spontané est là aussi la règle. C’est le cas dans les zones de vergers proches de Fès et au Nord-Est de Salé. Dans la zone de Rabat-Salé, l’habitat clandestin s’étend au début des années 1990, sur plus de 3.000 ha avec une consommation de 400 à 700 ha par an [11]. Il s’agit de la zone de Tabriquet-nord, anciennes terres cultivées de maïs, et celle de sidi Moussa, une zone maraîchère jouxtant la muraille de la médina de Salé. La zone de Sidi Moussa « était constitué de petites exploitations agricoles de 1 à 2 hectares en moyenne qui servaient à des cultures maraîchères couvrant une partie non négligeable des besoins de l’agglomération de Rabat-Salé en légumes et en fruits. En effet, le maraîchage traditionnel est une pratique très répandue dans les villes africaines. Il remontre à la période pré-coloniale. Plus tard, dès le début du XXème siècle, une agriculture maraîchère moderne s’implanta sur se fond de maraîchage traditionnel. Depuis l’agriculture urbaine subsiste, voire se développe et joue un rôle important dans l’économie urbaine en générale. Deux types de facteurs expliquent cet état de fait : - La demande accrue de fruits et légumes consécutives à la croissance de la population urbaine et à l’évolution des niveaux de vie et des habitudes alimentaires. - La crise de l’emploi et la paupérisation des citadins qui contribuent à augmenter le nombre maraîcher et a accroitre les modes de production des cultures (utilisation d’engrais et de pesticides. Nous voilà à présent, après tous ces éclaircissements qui, à nos yeux nous paraissent essentiels et dans un cheminement raisonné pour aboutir à la présentation de notre zone d’étude. 1.1.3. Région de Rabat – Salé – Zemmour – Zaer (RSZZ) 66 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES La région se distingue par une agriculture très diversifiée (céréales, légumineuses, cultures maraîchères, cultures industrielles et oléagineuses, plantations d’arbres fruitiers…). Sur une superficie agricole utile d’environ 528.900 ha, 92,10% sont des terres bours et dont 25% sont à vocation maraîchère. La population de la région de RSZZ s’élève à 2.336.494 en 2004 soit un taux d’accroissement annuel moyen de 1,8% contre 1,4% au niveau national. En général, la région et l’agriculture qu’elle produit en son sein, ont des particularités très marquées : Un tissu urbain généralement lâche, qui favorise une agriculture d’interstice ; Un secteur agricole qui emploie encore plus de la moitié de la population. Ainsi l’agriculture constitue une fonction primordiale de consommation alimentaire et d’emploi. Cette agriculture est en transformation permanente touchant l’espace et les systèmes de culture (intensification et utilisation de beaucoup d’intrants entre autres engrais et pesticides. 67 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Quelques caractéristiques intéressantes De part sa situation géographique, "cœur du pays" surtout suite au lancement de l’Initiative Nationale du Développement Humain (INDH) en mai 2005 et du projet d’aménagement de la vallée de Bouregreg en janvier 2006, et d’autres spécificités qui lui sont propres, la région dispose d’atouts et de contraintes. Parmi ces dernières, nous évoquerons quand même trois points importants surtout en relation avec notre sujet de thèse à savoir : La population de la région de RSZZ se caractérise par : Quantitativement : - une forte concentration de la population dans le milieu urbain, surtout dans la conurbation Salé – Skhirat – Temara. - Une tendance au dépeuplement de la compagne. - La structure par âge recèle que la population du troisième âge commence a prendre de l’importance en milieu rural. Qualitativement, la population reste marquée par un analphabétisme qui n’épargne aucune tranche d’âge de la population âgée de 10 ans et plus. C’est un phénomène qui frappe beaucoup plus la population rurale et les femmes. ce taux d’analphabétisme à l’échelle nationale est de 32,2%. Tableau 3 : TAUX D’ANALPHABETISME DE LA POPULATION DE 10 ANS ET PLUS. (Province de Sale) Sexe Urbain Rural Ensemble Male 17,8 45,6 19,7 Femelle 37,7 74,2 40,0 Ensemble 27,9 59,6 29,9 Tableau 4 : TAUX D’ANALPHABETISME DANS LA COMMUNE RURALE DE SIDI BOUKNADEL (site de nos enquête) Masculin Féminin Total 38,4 65,5 51,9 Source : Toutes ces données sont issues du Haut Commissariat au Plan Caractéristiques socio économiques et démographiques de la population de la région de Rabat-Salé-Zemmour – Zaer/Recensement général de la population et de l’habitat de 2004. 68 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES La santé dans la région de RSZZ. L’énorme problème du secteur de la santé dans la région et qu’il est trop solliciter par un flux important de la population "malade" à l’échelle nationale et de ce fait les habitants de la région sont des fois les derniers servis et surtout en milieu rural. Le secteur agricole est sujet a des fluctuations liées à plusieurs facteurs : - Sur une superficie agricole utile d’environ 528.900 ha, 92,10% sont des terres - Les structures foncières sont nombreuses et complexes au point de constituer bours ; l’handicap majeur à tout développement de l’agriculture. En effet, le « melk » avec une superficie de 408.733 ha est le statut le plus dominant. Ces terres restent vulnérables au morcellement par le système de succession ; les terres domaniales et les terres collectives, d’une superficie respective de 45.082 ha et 21.912 ha, sont des terres qui connaissent des problèmes de gestion rationnelle. - Une insuffisance de la vulgarisation de l’usage des techniques et moyens modernes pour améliorer la production et les rendements est très ressentie. Province de Salé (commune des brahma de sidi Bouknadel : site de nos enquêtes). 69 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES La vocation principale de cette ville est d’assurer une fonction "dortoir" avec une vocation agro-pastorale associée à une industrie artisanale. Les communes de Sidi Bouknadel et Shoul, constituent le poumon maraîcher de la zone de Salé avec 2.769 ha, le développement des secteurs de l’élevage profite largement de la présence des espaces forestiers. Le maraîchage s’est d’abord développé dans la proche périphérie de Salé pour approvisionner les marchés en légumes frais. Au début des années 70, le maraîchage est de type extensif, visant l’utilisation de ressources nourricières du sol. Une aide à la fertilisation est aussi employée mais en utilisant des engrais (compost végétal ou fumures d’origine animale). Cependant, récemment a pris place le maraîchage intensif du genre agriculture intensive, qui vise à maximiser l’utilisation du sol (il n’a alors plus sa fonction nourricière pour les plantes et n’est plus qu’un support auquel des fertilisants chimiques sont apportés) et à produire dans des cycles de temps très courts (exemple : laitue en 21 jours). En contre partie, ce type de cultures nécessite des moyens parfois importants (stérilisation du sol, réseau d’irrigation, utilisation de produits chimiques) et une main d’œuvre abondante. Dans les prochaines lignes, nous allons exposé la deuxième partie des matériels a savoir le matériel végétal : 1.2. Matériel végétal. Les cultures maraîchères qui ont fait l’objet de notre étude sont localisées dans la commune des « Brahmas » entre Salé et Sidi Bouknadel dont la présentation a été faite auparavant. C’est un choix arbitraire de cinq légumes, qui sont pour la majorité cultivés dans cette région. Ce matériel végétal, que nous jugeons essentiel de présenter, est constitué par le Celeri, le Choux pommé, le Concombre, le Fenouil et la Laitue. 1.2.1 Le Céleri Le Céleri (Apium graveolenst) est une plante bisanuelle, originaire de l’Europe du Nord et appartenant à la famille botanique des ombellifères (ou Apiacées). Les Céleris cultivés sont issus de l’Ache odorante qu’on rencontre dans les lieux marécageux de l’Europe, dans les pays méditerranéens, en Asie, etc… La partie consommée est la tige, la côte (ou pétiole développé de certaines variétés) et la feuille. Au Maroc, le Céleri est cultivé partout sur de petites superficies. 70 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Les semis se font de janvier à mai permettant une production de juin jusqu’en février. Il faut 300 à 400 grammes de semences à l’hectare. La plante est généralement repiquée nécessitant une irrigation régulière. Lutte phytosanitaire Les traitements se font trois à quatre fois au cours du cycle de production selon le tableau suivant : Ravageurs Mouche du Céleri Symptômes feuilles Traitement boursouflées, Cypermethrine / Malathion ratatinement et meurtrissures Larve de la mouche de Tiges sont "mangées" , la Cypermethrine carotte plante se dessèche et meurt Limaces et escargots Traces de baves autour des Métaldéhyde /Cyperméthrine plantes On commence la récolte lorsque les feuilles atteignent 20 à 30 cm de longueur. On peut cueillir environ deux fois par mois. La production varie de 20 à 30 tonnes/ha, la conservation ne dépasse pas 4-8 jours. Les bienfaits du Céleri : Le Céleri (surtout feuilles et graines) contiennent plusieurs types d’antioxydants potentiellement bénéfiques contre le Cancer [12]. Le Céleri, autant les feuilles que les graines, contient certains types de polyacétylènes en quantités importantes. Auparavant, on croyait que ces composés bioactifs étaient nocifs. Or, des études ont démontré que certains poly acétylènes auraient des effets anti-inflammatoires et antibactériens en plus d’empêcher la multiplication des cellules cancéreuses in vitro [13]. Les graines contiendraient également de l’apigénine (composé flavonoïde), un antioxydant ayant des effets anticancer. Le Céleri est riche en vitamines K, B6 et C. 1.2.2 Le Chou pommé Le Chou pommé (Brassica oléracea var capitata L ou var sabauda L) est une plante bisannuelle, originaire de l’Europe du Nord et appartenant à la famille des crucifères. La partie consommée est la pomme (feuilles empilées les unes sur les autres a pétioles réduits). 71 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES La valeur nutritive des choux est très élevée. Les choux sont riches en vitamine C, carotènes, sels minéraux, sucres et protéines. La grande variété est à l’origine de ses multiples noms (chou de Pekin, chou de Chine, chou de Milan, chou de Bruxelles etc…). Au Maroc, les choux sont bien connus et cultivés dans toutes les régions. Les faibles possibilités d’écoulement des produits est à l’origine des petites superficies réservées à la culture par exploitation agricole. Le cycle cultural est de 60 à 90 jours du semis à la récole. Un gramme de semence contient environ 320 graines. Il faut disposer de 86 grammes pour un hectare. C’est une plante qui se repique 4 jours à une semaine après le semis. Elle est peu exigeante en eau. Parasites et lutte phytosanitaire. - Le puceron cendré (couleur vert foncé) du chou (vit exclusivement sur les crucifères) est très abondant quand les températures sont douces (cas de notre zone d’étude). - La piedre du chou (insecte dont les larves rongent les feuilles du chou avec comme résultat un aspect en dentelle. - Les noctuelles (lépidoptères) attaquent la partie aérienne de la plante. La plupart des chenilles ne s’alimentent que la nuit (cause de surdosage en pesticide chez certains agriculteurs) ; pendant le jour, elles sont enterrées à une faible profondeur, quand les choux sont bien développés, au lieu de s’enterrer, les chenilles restent à l’intérieur des pommes. - Les thrips injectent leur salive toxique dans les parenchymes sous- épidermiques et provoquent des cécidies (petites galles) et des plages liégeuses brunâtres. La lutte chimique employant de la cyperméthrine (cyper10, Cyper20 ou Sherpa® : noms commerciaux ou le methomyl (lannate : non commercial)) est d’une utilisation assez courante dans notre zone d’enquête. Il en est de même pour le Chlorpirifos. La période de récolte est étalée sur 10 à 15 jours et le nombre de récolte est de 3 à 5. Les rendements sont d’environ 20 à 30 tonnes/ha. Les pommes sont récoltées et nettoyées, sur le terrain, des feuilles externes endommagées puis emballés dans des caisses. Les bienfaits du chou C’est un aliment riche en minéraux tels le soufre, le calcium et l’iode. Par ailleurs, il contient les vitamines A, B1, B2, C, K et U intervenant dans la lutte contre la plupart des 72 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES ulcères touchant le système digestif. Le chou, comme les autres crucifères, contribuerait à nous protéger des cancers, particulièrement ceux du poumon et de l’appareil digestif. C’est une bonne source de vitamine C et d’acide folique. La consommation régulière de chou (au moins une fois par semaine) diminuerait le risque global de cancer, tous types confondus [14]. Le chou rouge s’est avéré contenir le plus d’antioxydants que les autres variétés [1516]. Chez l’animal, un extrait de chou rouge s’est montré efficace pour protéger le cerveau contre le stress oxydatif, cette protection constituant un effet antioxydant [17]. Le chou contient des : GLUCOSINOLATES (biologiquement inactifs) ISOTHIOCYANATES ENZYME Limitent le développement du cancer [18-19] (Myrosinase) La cuisson diminuerait l’effet de la myrosinase [20-21]. Toutefois, la flore intestinale pourrait jouer le rôle de cet enzyme [22-23]. 1.2.3 Le concombre Le concombre (Cucumis Sativus L) appartient à la famille des cucurbitacées. C’est une plante originaire des Indes [24]. La partie comestible est le fruit avant la maturité. Le légume est de faible valeur nutritive, il est rafraichissant, non rassasiant et "devient valorisé par les classes aisées". Variétés – Plantation Il existe au Maroc une douzaine de variétés. Il parait que la variété Poinsett est très rustique. Le semis est soit direct ou de précision et est effectué de Mars à Juin. Ce semis peut avoir lieu en Novembre – Décembre en tunnel nantais (pas le cas de notre zone d’étude) 73 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Fertilisation – Irrigation Plante exigeante en fumure de fond (Fumier 50 tonnes à l’hectare), en cas de disponibilité plus de la fumure minérale (N, P, K) aux doses respectives de 120 Kgs, 100 Kgs et 200 Kgs à l’hectare. En outre, c’est une culture un peu exigeante en eau. Soins – Ennemis et méthode de lutte Il s’agit de binages (2 à 3 fois) et de buttages afin de fortifier le système racinaire. Les principaux ennemis sont la nuile, l’araignée rouge, les pucerons, les thrips, les taupins et le vers gris. Il est conseillé de traiter de manière préventive. Les traitements se limitent généralement aux insecticides (pyrethrinoïdes entre autres) et aux acaricides. Récolte, manipulation et conservation Les fruits doivent être au stade de fruit tendre coupé au sécateur (pour ne pas endommager les plantes). Les concombres doivent être rangés dans les caisses. La vente doit être immédiate (sauvegarder la qualité du produit). Le rendement moyen chez les agriculteurs enquêtes est de 6 à 10 tonnes à l’hectare par rapport à la moyenne nationale qui est de 17-20 tonnes/ha en plein champs et de 90 -100 tonnes/ha sous serre. Le produit doit être écoulé sur le marché en frais si non il tend vers le jaunissement. Il est recommandé de ne pas conserver le concombre dans un même local que la tomate, la pomme de terre ou autre fruit ou légume qui génère de l’éthylène. Quelques bienfaits du concombre Le concombre a des propriétés antioxydantes à condition de ne pas l’éplucher! Des études ont montré en effet que la peau du concombre contient des composés phénoliques ayant une légère activité antioxydante [25-26]. Le concombre est cultivé avec peu de pesticides, le manger entier présente donc peu de risque pour la santé. Malgré son faible potentiel antioxydant, il reste un aliment très consommé pour ses propriétés rafraichissantes. La peau du concombre contient une protéine appelée peroxydase, présente également dans d’autres légumes comme le raifort [27]. Or, selon une étude publiée en 2002. Cette protéine pourrait réduire les taux de triglycérides et de cholestérol et donc diminuer le risque de maladies cardiovasculaires [28]. 74 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 1.2.4 Le Fenouil Le Fenouil (Foeniculum dulce D.C) est une plante annuelle, originaire de la Syrie et appartenant à la famille botanique des ombellifères. La partie consommée est le pétiole foliaire renflé à la base (bulbe). Le légume est riche en vitamine C, en fibres, en sucres et arômes. Au Maroc, le fenouil est rencontré dans toutes les régions. Préférences Culturales Plante exigeante en chaleur et humidité. Variétés, Travail Il existe trois variétés au Maroc, un gramme de semence contient 120-130 graines. La plante est cultivée par semis direct en pépinière de Juin à Septembre, la dose est de 45Kgs/hectare. Irrigation C’est une culture assez exigeante en eau. Fertilisation La fumure de fond est souhaitable 50-60 tonnes à l’hectare outre 80 Kgs d’Azote, 60 Kgs de Phosphore, et 100 Kgs de Potasse à l’hectare. Le binage et le buttage (2 à 3) sont également nécessaires. Ennemis et méthodes de lutte Il faut du désherbage, l’élimination des mauvaises herbes évite les refuges aux pucerons et différents insectes. Les insecticides (chlorpiriphos, cypermethrine ou malathion) sont souvent utilisés. Malheureusement, chez la plupart des fellahs, les doses utilisées dépassent de loin les doses prescrites par le fournisseur ou le fabricant (causant ainsi des dommages pour l’environnement et le consommateur). A cela s’ajoute un manque de savoir faire quant aux méthodes culturales (telles que la rotation, aération du sol etc…). 75 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Récolte et manipulation du Produit Le cycle végétal dure 3 à 4 mois. La récolte se fait 90 à 120 JAS (Jour Après Semis). Les récoltes s’échelonnent en général de Septembre à Février. La présentation du produit est soit sous forme de buttes (légumes munis de ses feuilles) ou de bulbes sans feuillage. Les bienfaits du Fenouil C’est une source de vitamine C. ses feuilles renferment d’avantage de substances anti oxydantes. Une étude réalisée chez l’animal a démontré que la consommation d’un extrait de fenouil diminuerait la tension artérielle systolique [29]. Cet extrait semblerait augmenter l’excrétion d’eau, de sodium et de potassium chez les animaux. D’autres études effectuées encore chez l’animal ont démontré que certains composés du fenouil aiderait à prévenir certains types de cancers entre autre celui du colon [30] et ce grâce a ses effets antioxydants [31]. Le Fenouil aurait un pouvoir antioxydant semblable à d’autres fines herbes telles que les feuilles de laurier, le romarin, le basilic, le thym et l’origan [32]. Une récente étude a démontré que les pousses de fenouil contiennent une capacité antioxydante supérieure à celle de ses feuilles [33]. Par ailleurs la concentration en polyacétylènes (composés bioactifs) est mineure comparativement à celle du persil et du céleri [30]. Choix et conservation Le bulbe devrait être blanc ou vert clair, ferme, sans traces jaunâtres ou ligneuses, et dégager une agréable odeur d’anis ou de réglisse. Sa fraicheur peut se reconnaître grâce à ses feuilles (si présentes), bien vertes et fraîches. Il est préférable de le consommer aussi tôt après sa récolte mais peut se conserver quelques jours au réfrigérateur (contenant hermétique). 1.2.5 La laitue La laitue (Lactuca sativa L) est une plante annuelle, herbacée en rosette, originaire de l’Asie de l’Ouest et appartenant à la famille des composacées. La partie consommée est la feuille ou la pomme constituée par les feuilles et la tige réduite. Son nom découle du latex blanc qui s’écoule des blessures des tiges [34], elle est réputée pour ses vertues soporifiques [35]. Le légume est riche en vitamine A. Au Maroc, on trouve la laitue partout dans le pays sur de petites superficies. 76 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Culture Après le semis, la germination est rapide de 2 à 3 jours et le cycle cultural est au maximum de 4 semaines. La culture en général se fait en Automne, hivers, printemps et en été (seulement dans les zones côtières (telle la région de notre étude)). C’est une plante peu exigeante. Variété, travail et Semis Les principales variétés utilisées au Maroc appartiennent à trois principaux types de laitue. Dans la région de notre étude, il s’agit souvent de salades à feuilles vertes (variétés Secolina et Royal Green). Le semis est soit direct ou en pépinière. Irrigation Plante assez exigente en eau, la plupart des fellahs utilisent deux modes d’irrigation, le gravitaire ou le goutte à goutte. Plus de 80% d’eau sont apportés pendant les trois premières semaines ; cependant, quelques jours (3-5jours) avant la récolte, il faut réduire l’apport en eau (avoir des pommes fermes). Ennemis et lutte Il faut lutter contre les mauvaises herbes, les insectes les plus redoutables sont : les vers, les pucerons, la mineuse et la mouche blanche. Selon la plupart des fellahs, les insecticides les plus utilisés sont les pyrethrinoïdes, le malathion ou le chlorpirifos. Récolte Produit très périssable, il faut l’écouler le plutôt possible. En outre, la présence d’éthylène (produit par d’autres légumes) en chambre froide conduit aux taches de brunissement qui se généralisent progressivement. Quelques bienfaits Quelques études ont associé la consommation de la laitue à la diminution du risque d’atteintes de différents cancers [36-37]. Les laitues, surtout frisées (rouge et verte) contiendraient de plus grandes quantités d’antioxydants (composés phénoliques et 77 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES étacarotène) que les autres [38]. La laitue contient principalement la quercétine, ainsi que des acides phénoliques (l’acide cafeique et l’acide coumarique [39-40-41]. Ces substances antioxydantes protègent les cellules du corps des dommages causés par les radicaux libres [42-43]. Par ailleurs, la laitue contient une quantité de fibres variant de 15 à 35%. Ces fibres solubles sont bien connues pour leur effet bénéfique sur les lipides sanguins [44]. La laitue est riche en vitamines A, K, B9, et C outre le fer et le manganèse. En guise de conclusion, il n’existe pas de milieux naturels et non naturels puisque tous les milieux sont influencés par des conditions physico-chimiques d’origine naturelle. Il parait donc plus approprier de parler de degrés d’artificialisation liés directement à l’intensité des activités humaines. C’est pour cela que dans ce qui suivra, nous allons exposer ou plutôt parler de manière succincte des pyrethrinoïdes du moment que leur utilisation est très sollicitée, et ce a plusieurs niveaux entre autres, en cultures maraîchères dans notre zone d’étude. 1.3. Pyrethrinoïdes 1.3.1. Généralités Les pyrethrines sont des insecticides organiques végétaux extraient de fleurs de marguerites du genre chrysanthemum alors que les pyrethrinoïdes sont des insecticides synthétiques aux structures moléculaires assez caractéristiques aux pyréthrines naturelles. 1.3.2. Origine La première utilisation est difficile a dater. Les pyréthrines constituent la grande partie des principes actifs de capitules floraux de chrysanthemum cinérariaefolium d’Afrique. Le mélange naturel est constitué de six molécules, raison pour la quelle le terme est souvent utilisé au pluriel « pyréthrines ». Pour augmenter leur efficacité, elles sont combinées au butoxyde de piperonyle (PBO : pypéronyl-butoxide) qui est un inhibiteur du cytochrome P450. Produits étant photolabiles et peu persistants, d’où on fait appel souvent aux pyrethrinoïdes de synthèse. En effet, le premier pyrethrinoïde a être commercialisé est l’allethrine qui fut synthétisée en 1949 [45]. Au cours des années 60-70, ont été synthétisées d’autres molécules à savoir : la permethrine, la cypermethrine, la deltamethrine et le fenvalérate [46]. 78 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 1.3.3. Description Les pyrethrinoïdes sont chimiquement similaires au pyréthre, issu de plantes de la famille des astéracées. Ce dernier est un mélange d’esters des acides pyréthrique et chrysanthémique, deux dérivés de l’acide cyclopropane-carboxylique. C’est un groupe varié, qui comprend les alléthrines, la tétraméthrine et les resméthrines, composés assez photolabiles et les halogénés, plus stables et plus persistants : la perméthrine, la déltaméthrine, le fenvalérate et la cyperméthrine. On les classe généralement en deux groupes, les pyrethrinoïdes de type I (ne comportant pas de radical cyano CN : perméthrine, tétraméthrine) et de type II (comportant un radical cyano : cyperméthrine, déltaméthrine, fenvalérate). La plupart des composés utilisés sont des esters de l’alcool 3 –phénoxyphényle. Très peu volatils et très lipophiles, ils sont quasiment insolubles dans l’eau. Ces molécules ont des centres chiraux et des liens doubles engendrant ainsi plusieurs conformères. Vu que la spécificité isomèrique des pyrethrinoïdes diffère d’une substance à l’autre, différentes combinaisons d’isomères (formulations) sont possibles. Cette classification adoptée par Lawrence et Casida (1983) [47] n’est que conceptuelle et est loin d’être parfaite du fait que la venue de nouvelles molécules plus complexes n’ont pas toujours des effets in vivo reliés à la structure chimique. 1.3.4. Utilisation Les pyrethrinoïdes sont aujourd’hui parmi les insecticides les plus utilisés. Leur emplois sont préconisés contre une grande variété d’insectes en agriculture, horticulture, dans le domaine forestier, en santé publique (dans les hôpitaux) et dans les résidences, dans les constructions publiques etc… Les pyrethrinoïdes les plus connus et utilisés commercialement sont la permethrine, la cyperméthrine, la cylfuthrine, la deltamétrine et le fenvalérate [46]. Dans le cadre de notre étude, nous avons opté pour l’utilisation de la cyperméthrine. 1.3.5. Sources d’expositions aux pyrethrinoïdes. Tout comme la plupart des pesticides, il existe trois voies par les quelles ces produits peuvent pénétrer l’organisme : par ingestion (directe ou indirecte), par voie cutané (directe ou avec des zones contaminées) et par inhalation. L’importance de la voie dépend du milieu ou 79 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES ces molécules sont les plus présentes (air, eau, aliments, etc..) et de la nature d’occupation ou de comportement des personnes concernées. Alimentation Vue leur importance d’utilisation en agriculture, la voie digestive serait une des principales sources d’exposition [48-49]. Leur usage en médecine vétérinaire contre les parasites chez le bétail induirait leur présence dans le lait de vache à des concentrations supérieures aux normes [50] et ce pour deux raisons essentielles : si l’on ne respecte pas le délai d’attente entre traitement des animaux et la récolte du lait. Le "Pooling" du lait d’une multitude de vaches dans l’industrie laitière conduirait indéniablement a leur présence. Les pyrethrinoïdes peuvent aussi se trouver dans le muscle. Les pyrethrinoïdes sont utilisés dans de nombreuses cultures contaminant fruits, légumes et produits céréaliers. En somme différentes formulations (concentré émulsifiables, poudre mouillable, suspension, granules, diffuseur de vapeur) et mode de traitement (de l’applicateur portatif à l’épandage aérien) sont utilisés selon l’insecte en cause et le type de culture (grandes superficies, parcelle, verger, serre,…). Autres sources Dans un environnement urbain, ces pesticides sont utilisés pour lutter contre de nombreux insectes nuisibles (cafards, fourmis, etc..) dans les lieux de travail, jardins et maisons. Les facteurs qui peuvent influencer le degré de l’exposition sont : Le type d’application employée (frappe, fumigation, vaporisation…), La concentration et le volume appliqués, Le type de surfaces traitées (lisses, poreuses, textiles, bois, …), Le temps d’attente etc… En milieu rural, on note une augmentation de l’exposition suite aux utilisations dans les champs et pour la protection du bétail. Les pyrethrinoïdes persistent dans de longues périodes dans les habitations [51] et se trouvant liés à la poussière et sur les surfaces d’échantillons analysés [52]. L’inhalation des pyrethrinoïdes, très faiblement volatils, est jugée comme source d’exposition peu importante. Cependant, il a été rapporté des intoxications accidentelles par système de ventilation [53] ou 80 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES par vaporisation [54]. Une autre source importante est sujette au tabagisme (actif et passif), en effet Caie et al [55] ont rapporté des résidus se trouvant sur plants de tabac et dans la fumée de cigarette. Le contact cutané serait aussi important suite à leurs utilisations domestiques, en jardinage, à des fins vétérinaires ou médicales. Tomalik Scharte et al 2005 [56], Vander Rhée et al, 1989 [57] ont rapportés des expositions aiguës par voie cutanée lors de l’utilisation de shampoings, de solutions anti poux ou contre la gale. On a rapporté chez des employés de transport aériens [58-59] et certains voyageurs habitués [60] des expositions aux pyrethrinoïdes. Ainsi, il en découle l’idée que les pyrethrinoïdes sont ubiquistes et la logique d’expositions chroniques est très cohérente. Dans de rares circonstances, l’exposition aiguë peut surgir lors de traitement d’infections parasitaires ou d’infestation et lors d’accidents. L’utilisation en élevage et en agriculture accroitrait l’exposition en milieu rural. Par ailleurs, le recours croissant aux pyrethrinoïdes consécutif à la diminution de nombreux organophosphorés –OP- (pas toujours le cas au Maroc) pourrait entrainer une élévation de l’exposition humaine à cette famille de pesticides. Ce sont toutes ces raisons, entre autres, qui nous ont amené a contribuer par ce modeste travail a l’étude d’un pesticide en l’occurrence la cypermethrine suite a son utilisation en cultures maraîchères. Pour cela, nous présenterons à la section suivante quelques points quant à cette molécule. 1.3.6. Point sur la cyperméthrine Définition La cyperméthrine est une substance active de produit phytosanitaire, qui présente un effet insecticide, et qui appartient à la famille des pyrethrinoïdes de synthèse. cl cl O O N Figure 5 : Formule C22 H19 Cl2 NO3 (Isomères) Masse Molaire: 416,3g/mol 81 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Apparence: liquide jaune, visqueux ou pate, d’odeur caractéristique. Abréviation : C.Y.M Numéro CAS : 52315-07-8 Synonymes : Cypermethrin Groupe : 3 Mécanisme d’action Il se fait par modulation au niveau du canal ionique sodium. Cela se traduit par une action toxique au niveau des axones par interférence avec le fonctionnement du canal sodium au niveau du SNC et du SNP, par stimulation de décharges nerveuses à répétition causant la paralysie. Caractéristiques physico-chimiques Hydrolyse à ph7 : stable, Solubilité : 0,2mg.l-1 Coefficient de partage carbone organique-eau : > 2000 cm3g-1. Ce Koc représente le potentiel de rétention de cette substance active sur la matière organique du sol, Durée de demie-vie : 30 jours. Ce paramètre noté DT50 représente le potentiel de dégradation de cette substance active, et sa vitesse de dégradation dans le sol, Coefficient de partage octanol-eau : 6,3. Ce paramètre « Log P ou Log Kow » mesure l’hydrophilie (valeurs faibles) ou la lipophilie (valeurs fortes) de la substance active. La cypermethrine est constitué de huit isomères : 4 cis et 4 trans dont les premiers sont les plus actifs. Au stade commercial, la cypermethrine est disponible dans les ratios cis/trans 40/60 et 50/50. Transfert environnemental La cyperméthrine est peu mobile dans l’environnement et ceci par sa très faible pression de vapeur et solubilité dans l’eau, ainsi que par son fort coefficient de partage (Kd, Koc et Kow) indiquant la propension de cette molécule à être fortement adsorbée sur les particules organiques. En conséquence, elle est peu sujette au transfert vertical dans le sol. Ainsi près de 99% de cyperméthrine restent dans les cinq premiers centimètres du sol à l’issue d’une précipitation simulée de 67,5cm y compris dans un sol à faible teneur en matière 82 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES organique c'est-à-dire moins adsorbant [58]. En théorie, si l’on se réfère à ses propriétés, cet insecticide est dégradé avant d’être transféré en milieu aquatique et suite à des applications répétées de ce pesticide, cela conduirait donc à une augmentation de sa mobilité dans le sol [59]. Utilisations Elle fut découverte et synthétisée pour la première fois par le Dr Elliot et ses collaborateurs à Rothamsted au Royaume-Uni sous le brevet NRDC 149 (National Research and Development Corporation [60]. Depuis, son utilisation n’a cessé de s’élargir à : La grande culture (betteraves, céréales, crucifères, oléagineuses, féverole, maïs, pois, pomme de terre…), La viticulture et arbres fruitiers (abricotier, amandier, cerisier, figuier, noyer, olivier, pêcher, poirier, pommier, prunier,…), La culture légumière (Ail, échalotte, oignon, poireau, aubergine, betterave potagère, chou, concombre, courgette, haricot, laitue, poivron, tomate, radis,…), La culture ornementale, Les Cultures forestières. D’autres utilisations de ce pesticide sont rapportées dans des pays étrangers : élevage de moutons en Australie ou de saumons atlantiques en Norvège (lutte contre les ectoparasites), lutte anti-moustiques et autres vecteurs de grandes endémies en Afrique, lutte antiacridienne, imprégnation de la laine en industrie du textile en grande Bretagne (lutte contre les mites). La cypermethrine est donc très utilisée et malgré son importance pour l’économie et la santé, il est très difficile d’obtenir des données chiffrées concernant les quantités de substances mises sur le marché Marocain voir même Français ou Européen. De nombreux chercheurs soulignent l’utilisation massive et cet insecticide et de la deltamethrine dans diverses régions du monde. La consommation mondiale de ces pesticides totalisent plus de 100.000 tonnes par an à la fin des années 1990 [61]. 83 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Nous allons à présent présenter le dernier volet relatif aux matériels de laboratoire et terminer ce chapitre par les méthodes utilisées. 2. MATERIELS DE LABORATOIRE 2.1. Matériels chimiques 2.1.1. Matériels chimiques généralement utilisés. Anisaldehyde (4- méthoxybenzal de hyde) Formaldehyde (-) -2- Butanol Diméthyl sulfoxide Acide L-(+) –ascorbique Acide hydrochlorique Hydroxyde de potassium Pyridine Acide sulfurique concentré Acide trifluoroacetique (TFA) Solution d’ammonium concentrée Antrydride acétique Acide ortho-phosphorique 85% (p.a) Merck Merck Merck Merck Merck Merck Merck Merck Merck Fluka Merck Merck Sigma 2.1.2. Les Solvants Les solvants généralement utilisés. Acétone, acétonitrile, dichlorométhane, éthanol, acétate d’éthyle, n-hexane et le méthanol ont été utilisés. Ces Solvants sont fournis par l’institut de chimie, Université de Düsseldorf, Allemagne. Ils sont distillés avant l’utilisation et un spécial grade est utilisé pour les mesures spectroscopiques. Les Solvants utilisés pour la HPLC. Acétonitrile Méthanol Eau nano pure LiChroSolv HPLC grade (Merck) LiChroSolv HPLC grade (Merck) Distillée et les métaux sont enlevés en passant l’eau à travers des cellules de nano filtres et des filtres d’échanges d’ions (Barnstead, France). 84 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 2.1.3. Chromatographie Les phases stationnaires. Plaque CCM préenduites, gel de silice 60 F254, épaisseur de couche 0,2mm Gel de silice 60, maille de 0,04-0,063mm Merck Plaque CCM pré enduites, RP-18, F254S, épaisseur de couche 0,25mm RP-18, maille de 0,04-0,063mm Sephadex LH 20, maille de Sephadex 0,25-0,1mm Diaion HP20 Merck Merck Merck Merck Supelco Les réactifs de révélation Généralement, les réactifs utilisés sont souvent stockés dans les flacons en verres ambrés et maintenus réfrigérés jusqu’au moment de leur utilisation. La CCM est employée afin de surveiller l’identité de chacune des fractions et de la pureté qualitative des composés extraits. Elle a été également utilisée pour optimiser le système dissolvant qui pourrait être appliqué pour la chromatographie ultérieurement. Anisaldehyde / H2SO4 C’est un agent de révélation préparé par le méthanol, l’acide acétique glacé, H2SO4 concentré et l’anisaldéhyde. 2.2. Equipements utilisés. Surgélateur Balances Centrifugeuse Centrifugeurs souscride Collecteur des fractions Dessecheur sous pression Lampe UV Mixeur pH-mètre digital à – 80°C Mettler 200 Mettler AT 250 Mettler PE 1600 Sartorius RC 210P Kendro D – 37520 Osterde Speed Vac SPD 111V, Savant ISCO Cygnet LYOVAC GT2; Pompe Trivac D10E Camag (254 and 366) Braun Inolab 85 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES CHAPITRE 2 METHODES 1. METHODE DE COLLECTE DES DONNEES Le présent chapitre décrit la méthodologie utilisée pour caractériser l’agriculture maraîchère au nord de la province de Salé. Conduite a échelle pluridisciplinaire (histoire, géographie, sociologie et agrochimie). Cette recherche met l’accent sur l’analyse des pratiques agricoles maraîchères associées à l’utilisation des fertilisants et surtout des pesticides. Elle s’est également appuyée sur une série d’enquêtes (fiches d’enquêtes en annexes pp : 140) menées auprès des principaux acteurs qui agissent sur le territoire de notre zone d’étude. Ces deux démarches consistent à analyser sur le long terme des représentations sociales et culturelles qui ont agit et agissent jusqu’à nos jours, sur l’évolution des pratiques agricoles en parallèle à celle de l’utilisation des pesticides en culture maraîchère. 1.1. Choix de la zone d’étude Il s’agit d’une pure coincidence et ce lors de mes déplacements quotidiens au travail. Dans le cadre de cette coincidence, la zone d’étude définie se situe dans un gradient de ruralité croissante. C’est ainsi qu’on a la ville de Salé avec sa zone périurbaine de premier degré mitoyenne à la première base aérienne des F.A.R et la zone périurbaine de second degré qui s’étend sur l’axe allant vers Kénitra en passant par le site de nos enquêtes (commune des Brahmas-Ameur) où une partie importante de la production légumière est vendue sur les différents marchés urbains de Salé, Rabat et Kénitra. 86 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 1.2. Choix des sites ou exploitations Etant donné l’extension géographique importante (beaucoup de zone de production), il était nécessaire de limiter l’étude à une vingtaine d’exploitations afin d’éviter une trop grande dispersion des informations. L’objectif visé a donc été de rendre compte correctement de la diversité des situations sur l’utilisation des pesticides (une dizaine de revendeurs de produits phytosanitaires, engrais, semences et petits matériels agricoles) dans la culture des légumes. Pour obtenir ces informations sur la zone d’étude en vue de préparer le travail d’enquêtes, nous avons effectué plusieurs descentes sur le terrain. Une première série de visites de terrain a permis de réaliser des contacts avec les autorités locales et les revendeurs de pesticides dans la zone où s’effectue l’activité agricole. La deuxième série de visites a permis le contact avec les différents agriculteurs et leurs employés, et de la à identifier les principaux produits cultivés et les différentes pratiques de traitement phytosanitaire. Le zonage réalisé et les observations faites sur le terrain sont le fruit de ma modeste expérience personnelle assez riche en formation agropastorale de terrain. 1.3. Choix des légumes étudiés Cette étude n’a pas pour ambition de couvrir une spéculation précise, mais plutôt de montrer la diversité des produits cultivés par le plus grand nombre de fellahs de la zone et d’y choisir arbitrairement cinq légumes qui généralement sont consommés crus. Parmi les critères de choix postulé on peut citer : Légumes apprécies et faciles à cultiver ; Cultivé en toute saison ; Bien vendus pour les restaurants (cas du concombre) Valorisés par la classe aisée (cas de la laitue) Très demandés pour les sauces (cas du céleri) et Consommés crus et / ou cuits (cas du fenouil et du chou etc..). Au fait, le choix de ces légumes se base intuitivement sur celui des producteurs (spéculation de cycle végétal court et assez rentable). Par ailleurs, dans la majorité des cas, les fellahs sont plus à l’aise à donner des informations. Cette façon de faire nous a permis d’obtenir des informations plus fiables car le producteur était plus en confiance et maitrisait 87 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES mieux l’"itinéraire technique" de sa culture vue son importance dans son système de production. 1.4. Méthode d’analyse des savoirs faire locaux L’étude sur les savoir-faire endogènes repose sur des enquêtes de type semi-directif conduite pendant toute la durée de notre travail dans la commune des Brahmas. Elle consiste également en plusieurs passages chez les agriculteurs et en observations directes sur le terrain. Le choix des personnes interrogées est basé sur le critère de leur implantation territoriale dans les exploitations choisies. Généralement, c’est les chefs de famille, employés, fils d’exploitants et femmes. 88 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 2. LES METHODES DE LABORATOIRE 2.1. Problématique Du moment qu’il est très difficile d’amener du Maroc jusqu’en Allemagne des légumes de la zone d’étude (denrées périssables, difficultés de transports, problème de douane etc…) on a opté pour l’achat de légumes biologiques frais sur place tout en les traitants par la cyperméthrine (produit insecticide "Marocain", utilisé par les fellahs dans notre zone d’enquête). 2.1.1. Achat de formulation de Cypermethrine (Maroc) Pour ce faire, nous nous sommes dotés en une formulation commercialisée dans notre zone d’étude et est utilisée par les agriculteurs dont le nom commercial est la: SHERPA® 10EC commercialisée par (AMAROC S.A) Numéro homologation : B11-3-004 Numéro jusqu’au : 05/04/2015 Tableau toxicologique : C Catégorie : Insecticide Formulation : Concentré émulsionnable (EC) Teneur en matière active : 100g/l Formule chimique : C22H19NO3 cl2 (Alpha)-cyano-3- phenoxybenzyl ( cis, trans 3,2 – dichlorovinyle), (2- diméthyl cyclopropane carboxylate). Mode d’action : contact et ingestion En effet, chez le seul revendeur agrée de la zone d’étude Mr Fennich Mustapha, j’ai acheté un flacon de 100cc. 2.1.2. Dotation en produit pure. Pour nos études analytiques, nous avons réalisé l’achat du produit pure dont les caractéristiques sont les suivantes : - Cyperméthrine, solide (CAS-52315-07-8) - Pureté 96% - Poids moléculaire 416,3 - Formule moléculaire C22H19 NO3 cl2 89 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES - Présentation : Cristaux blanc en mixture dans les proportions 80/20 cis-trans ou 40/60 cis-trans. Le produit a été commandé chez Santa Cruz Biotechnology, Ins. Via Santa Cruz Biotechnology, Ins. Bergheimer Str. 89-8-69115 Heidelberg. Allemagne en conditionnement de 10mg à 47 Euros outre les frais de livraison. 2.1.3. Achats de légumes biologiques (Allemagne) Une fois en Allemagne, plus exactement à la ville de Düsseldorf (où siège l’université) et après avoir fait le tour de la ville, nous avons acheté des légumes "bio" dans différentes grandes surfaces. Gurke : Concombre en Allemand 2.2. Procédés de préparation 2.2.1. Désemballage des légumes et constitution d’échantillons Chaque légume est constitué de trois lots, comme le montre le tableau suivant et dans lequel ce légume est répété trois fois. Tableau 5 : COMPOSITION DES ECHANTILLONS Légumes Céleri (botte) Lots Lot Blanc (1) 3 Lot Cyper 3 T.D.F (2) Lot Cyper 3 T.D.A (3) Chou (pomme) 3 Concombre (légume-fruit) 3 Fenouil (bulbe feuille) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 90 Laitue (tête) 3 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES (1) : Lot Blanc: Constitué de légumes biologiques (2) : Lot Cyper T.D.F: Constitué de légumes "bio" Traité à Dose recommandé par le Fabricant/revendeur Dose D1 (3) : Lot Cyper T.D.A: Constitué de légumes "bio" traité à la dose employée par la majorité des Agriculteurs de la zone d’étude (on utilise deux fois la dose recommandée par le fabricant/revendeur, sachant que certains agriculteurs triplent celle-ci) Dose D2. 2.2.2. Traitement des légumes Mis à part le lot blanc, les autres légumes constituées par les autres lots (2et3), ont été traité à l’aide d’un pulvérisateur de "plantes d’intérieur" qui présentait les mêmes caractéristiques qu’un pulvérisateur à dos. Ainsi le lot (2) est traité à la dose recommandé par le revendeur à raison de 20cc/hl. Par contre le lot (3) a été traité en doublant la dose recommandée par le fabricant c'est-à-dire à raison de 40cc/hl. Pour des raisons de sécurité au sein du laboratoire, nous avons traité les légumes sur étagères en grilles métalliques et sous haute aspirante non fonctionnelle. Cette manière assure par ailleurs le contact du produit avec toutes les parties du légume. Six heures après le traitement, chaque légume est récupéré dans un sac perméable spécial à cet effet. 2.2.3. Conditionnement au réfrigérateur. Tous les légumes (les trois lots), après leurs emballages individuels, sont stockés au réfrigérateur selon trois compartiments biens distincts. Dans la pratique les agriculteurs de notre zone d’étude nous ont déclaré qu’ils attendaient deux à quatre jours après le dernier traitement pour consommer les légumes ou les commercialiser. Pour ces raisons et pour avoir des similitudes pratiques et réglementaires, nous avons opté à laisser les légumes pendant huit jours (respect de la D.A.R). 2.2.4. Préparation des échantillons Tous les légumes (chaque lot à part) ont subi un lavage et un trempage pendant une vingtaine de minutes. Ce procédé éliminera toutes impuretés et saletés qui pourraient affecter les étapes ultérieures. 91 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 2.3. Phase d’extraction En règle générale, il convient de prendre toute les dispositions pour que les échantillons ne soient pas contaminés pendant leur préparation.Comme la cyperméthrine est un contaminant organique, il a été convenu de veiller à ce que les contaminants susceptibles d’être adsorbés sur la vaisselle utilisée ne le soient pas. Matériel végétal Hachage des légumes Surgélateur -80°C (24h) Lyophilisateur (18h à 36h fonction de la teneur en eau 1ère Extraction à l’EtAC (24h) 2ème Extraction à l’EtAC (36h) Extraits au méthanol LC-MC CHROMASOLV ® - CLHP - Spectrométrie de masse 3ème Extraction à l’EtAC (72h) Extraits au méthanol ACS specrophotométric grade - Etude de l’activité antioxydante des composés phénoliques. Figure 6 : SCHEMA RECAPITULATIF DES DIFFERENTES ETAPES DES EXTRACTIONS + ANALYSES (Insecticide et Composés Phénoliques) 92 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 3. LES METHODES ANALYTIQUES Dans la chromatographie, les composés chimiques d’un mélange sont élués par une phase mobile à travers une phase stationnaire. Le mélange est premièrement placé dans la phase stationnaire et la phase mobile permet la migration des composés ou constituants dans le système. La séparation d’un extrait est basée sur l’interaction sélective comme par exemple la surface d’adsorption et la solubilité des composés avec les deux phases. 3.1. La chromatographie sur couche mince (CCM) La chromatographie est une méthode de séparation ou les constituants ou composés sont distribués entre la phase stationnaire et la phase mobile. La séparation se fait parce que les produits possèdent différentes affinités pour la phase stationnaire et la phase mobile, alors ils migrent à différents niveaux dans la plaque CCM. Elle est constituée par la silice gel F254 (Layer thinchness 0,2mm, E. Merck, Darmstadt, Allemagne). En général la CCM est effectuée par différents mélanges de solvants, CH2CL2 : MeOH (95:5, 90 :10 et 80 :20) pour les composés semi-polaires, ou bien Hexane : CH2CL22 : Acétone (90 :10 :10, 90 :20 :20 et 90 :40 :40) pour les composés non polaires. Dans le cas de la phase renversée, la CCM utilisée est la RP- C18 F254 (Layer thinckness 0,2mm, E. Merck, Darmstadt, Allemagne), elle est utilisée pour les substances polaires, le système de solvant utilisé est le Me OH : H2O (90 :10, 80 :20, 70 :30, et 60 :40). Les bandes de séparation sont révélées par absorption dans l’U.V à 254 et 366 nm. La plaque CCM est ensuite pulvérisée par le réactif anisaldéhyde et posée sur plaque chauffante (100°C) pour quelques minutes. Dans le cadre de notre étude le suivi des détections par analyse CCM et la lecture est faite à 254 nm et la composition volumique des échantillons est précisée au cas par cas "calibrage des extraits". 3.2. La Chromatographie Liquide à Haute Performance-CLHP- (CLHP analytique Dionex). Cette analyse sert à identifier la distribution des pics d’un extrait ou bien les fractions obtenues d’un extrait (dans le cas de notre étude, elle nous a permis l’identification du ou des pics de cyperméthrine dans les extraits de nos légumes). Elle permet par ailleurs d’être sûr quant à la pureté des produits isolés. 93 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Le gradient des solvants utilisés commence par 10 :90-MeOH : H2O nanopure jusqu’à 100% MeOH à 35 minutes. La CLHP qui nous a servie est équipée de : Programme Chromeleon Ver.6.3 Pompe Dionex P580A LPG Détecteur Dionex, Photoiode Array Detectoz UVD 340 S Autosampler ASI – 100T Thermostat de la Colonne STH 585. Parmi les solvants, nous avons utilisé l’acide ortho-phosphorique qui permet d’avoir une bonne séparation des pics (starp peaks) détectables facilement à l’U.V. Cependant, il a certains inconvénients ; dans le cas de composés ayant beaucoup d’atomes d’azotes (triazines et tetrazines, triazoles etc…) la présence de l’acide rend ces pesticides azotés très polaires (affinité d’accepter les protons) et la séparation se fait à une grande vitesse qui ne permet pas de les détecter. Par ailleurs, sachant qu’il pourrait exister des composés naturels, au sein des fractions analysées de nos légumes, qui pourraient avoir les mêmes paramètres chromatographiques (temps de retention et UV) que la cyperméthrine et pour éliminer tout doute, nous avons confirmé la présence de notre insecticide par LC-MS. 94 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES 3.3. Spectrométrie de masse Il existe différentes sources ioniques utilisées qui permettent d’ioniser des molécules organiques allant du méthane aux protéines de plusieurs centaines de milliers d’atomes. SPECTROMETRE DE MASSE. Molécules Source ions Système dispersif ions Détecteur Signal Fente d’entrée FE Fente de sortie FS Spectre Figure 7 : SHEMATISATION SIMPLIFIEE DU SPECTROMETRE DE MASSE. En fonction du mode d’ionisation, les mesures se font par EI (Electronic Impact), CI (Chimic Ionization), DCI (Desorption-Chimic-Ionization), MALDI (Matrix-Assisted Laser Désorption/Ionization) et l’APCI (Ionisation Chimique à Pression Atmosphérique), ESI (Electro Nébulisation ou Electrospray). L’arrivée de sources API (Atmosphérique Pressure Ionisation), dont font partie les deux dernières, a révolutionné l’analyse par CPL/SM de micropolluants organiques tels que les pesticides. Récemment une troisième source est apparue, la photo-ionisation à pression atmosphérique APPI mais peu de travaux ont été publiés quant a son utilisation pour l’analyse des pesticides. 95 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES La LC/ESIMS (Liquid Chmatography/Electrospray Ionization – Mass Spectrometry) est mesurée par un spectromètre Finnigan LC QDECA connecté à un détecteur UV. Spectromètre Finnigan LC Q-DECA Système de la CLHP (Pompe, Detector Agilent 1100 série et Autosampler) Colonne Knaner (125mml, 2mm ID) Phase mobile (solvants) : - Méthonol Li-chrosolv HPLC Merck - Acide ortho-phosphorique 0,15%, ph 20 Merck - Eau nonopure Barnstead La LC/ESIMS se fait en utilisant la spectroscopie de masse Finnigan Q-DECA-7000 connectée à un détecteur UV. L’échantillon est dissout dans le MeOH-HPLC et injecté dans la HPLC/ESI-MS. La phase stationnaire est une colonne HPLC à phase renversée constituée d’Eurospher-C-18. Les spectres de masse de différents composés de l’échantillon sont générés en mode positif et en mode négatif, et les différentes fragmentations des composés sont automatiquement enregistrées par l’appareil. Contrairement à toutes les autres sources (EI, CI, FD, FAB etc…), l’ionisation en ESI des molécule se déroule à pression atmosphérique et température ambiante, c’est donc la plus douce de toutes les méthodes et permet l’identification et/ou la confirmation (cas de la cypermethrine dans notre étude) de molécules d’intérêt par transformation des molécules en ions. Il est important de retenir que récemment, on parle de plateau technique spectrométrie de masse qui permet des analyses par cette technique (GC/MS et LC/MS). 3.4. Méthode de dosage de l’activité antioxydante et antiradicalaire Diverses méthodes de dosage de l’activité antioxydante in vitro induisent la mesure de l’inhibition de l’oxydation des lipides et des lipoproteines etc… Notre étude s’intéressera à l’une des méthodes (dosage par le DPPH) témoignant de l’aptitude d’une molécule ou d’un extrait naturel à piéger des radicaux libres par transfert d’électrons majoritaires issus de phénomènes d’oxydation. On parlera alors d’évaluation in vitro de l’activité antioxydante. 96 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Dans le cadre de notre expérimentation, nous avons utilisé un ester de l’acide gallique ; il s’agit du gallate de propyle (E310). 3.4.1. Etape d’extraction des polyphénols Pendant l’étape d’extraction (similaire à celle préconisée pour l’extraction du pesticide), certaines précautions ont été prises pour protéger les polyphénols et d’autres composants particulièrement sensibles à toute dégradation éventuelle, en particulier en les protégeant de la lumière. En sus, le matériel végétal est récupéré après la troisième extraction à l’At.Ac (voir figure page 92) et est mis dans un ballon avec du méthanol "Spectroscopique" puis subit une sonication dans un bain à ultrasons, en raison de sa simplicité d’exécution : travail à température ambiante, gain de temps et quantités faibles de solvants utilisés [62], à 120 KHz pendant dix mn. Le contenu est ensuite centrigugé à 5000 tr pendant cinq mn afin de culotter les débrits cellulaires et filtré sur papier filtre standard en cellulose. Le filtrat est récupéré, concentré par évaporation sous vide. Un liquide visqueux est obtenu puis concentré à nouveau sous azote liquide jusqu’à évaporation totale du solvant. Un extrait visqueux de couleur vert foncé est alors obtenu. 20 mg de cette matière visqueuses sont dissouts dans 500µl de solvant organique (Méthanol). L’ensemble est mis dans un vial puis soumis aux ultrasons pendant quelques minutes afin de favoriser la dissolution totale de la matière visqueuse. 3.4.2. Dosage spectrophotométrique au DPPH Principe La réduction du radical DPPH° par un antioxydant (nos extraits) est suivie par spectrophotométrie UV-visible, en mesurant la diminution de l’absorbance à 517 nm provoquée par la présence des extraits phénoliques selon la méthode décrite par Oktay et al (2003) [63] avec quelques petites modifications pour les adapter et les optimiser à notre étude. Le DPPH est initialement violet, se décolore lorsque l’électron célibataire s’apparie. Cette décoloration est représentative de la capacité des composés phénoliques à piéger ces radicaux libres indépendamment de toutes activités enzymatiques. Cela permettra d’obtenir des informations quant au pouvoir antiradicalaire de l’ensemble de nos échantillons et voir quelles en sont les différences entre eux. 97 DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES Procédure expérimentale Pour se faire, on prépare une solution (contrôle négatif) : 1ml de DPPH additionné à 3ml de méthanol (grade ACS reagent, spectroscopy n°154903 produit de Sigma-Aldrich : Méthanol ACS spectro-photométric grade 99,9%). De cette solution, on prendra 1ml que l’on rajoutera à 3ml des solutions de nos extraits et après 15 minutes d’incubation dans l’obscurité on prépare nos concentrations croissantes de 50, 150 et 300µg. On procédera aux lectures (de manière rapide). A cet effet les dosages sont effectués dans des microcuvettes en quartz (OS). Les mesures sont faites en triplicata. Par ailleurs la solution (contrôle positif) est préparée avec 1ml de DPPH additionné de 3ml de propyle gallate. Une gamme est réalisée à partir de cette dernière et permettra de tracer la courbe d’étalonnage avec un coefficient de corrélation r = 0,9993 REMARQUE : Le spectrophotomètre UV-visible de marque Cary 50 Varian est muni d’un logiciel ou à chaque dosage correspond une courbe d’étalonnage. (Voir les courbes en annexes pp : 147). Pourcentage de décoloration du DPPH Ce pourcentage est déterminé par la formule : [1 –(Absorbance du test /Absorbance du contrôle)]x100 où le contrôle négatif est constitué par la solution DPPH sans extrait. Le test standard (contrôle positif au propyle gallate) est mesuré de la même façon que l’échantillon. Les courbes des échantillons de légumes ont servis à établir les figues et les diagrammes qui seront présentés dans la troisième partie, réservée aux résultats et discussions, juste après les références bibliographiques de cette deuxième partie. 4. 1 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES - Maurice Bourotte, Revues Terre Marocaine, N° 2, 1er mars 1928, pp 35-36, et N° 3, 15 mars 1928, p : 54. 2 - Hakam A. Hmam M. & Benabdellah F.Z. 1993. Inventaires des etudes pédologiques au Maroc. Ministère de l’Agriculture, du Développement Rural et des Eaux et Forêts. Administration de la Conservation Foncière et des Travaux Topographiques. 3 - L’agriculture urbaine est une activité « Sans doute vielle comme la ville, mais entant qu’objet d’étude, elle est oute nouvelle ». 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Health B. 38, 133-146. 60 - Elliot M., Farixham A.W, Jangs N.F, Ndeedham P.H, Pulman D.A., 1975 Pesticide Science 6.537. 61 - White, GB., 1999. Mise au point sur la toxicité des pyrethrinoïdes. Congrès de l’EAPCCT 22-25 Juin 1999 – Dublin (Irlande). 62 - Palma. M., Barroso. C.G., (2002) Ultrasound-assisted extraction and determination of tartaric and malic acids from grapes and wine making by-products. Analytica Chimica Acta 458: 119-130. 63 - Oktey, M., Culcin, I., Kufrevioglu, O.I. (2003). Determination of in vitro antioxidant activity of fennel (Foeniculum vulgare) seed extracts. Lensmittel-Wissenshaft undTechnologie, 36, 263-271. 103 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS CHAPITRE 1 RESULTATS D’ENQUETES. Nous allons exposer les résultats de nos enquêtes sur le terrain sous forme de constats. Rappelons que ces enquêtes ont concernés une vingtaine d’exploitations agricoles et une dizaine de revendeurs de pesticides. 1. HISTORIQUEMENT A l’origine la région se nomme "Amer" issue du verbe coloniser en arabe ""ﻣﻌﻤﺮة. Les premiers arrivés s’appelaient les Ouleds Sbaïta dont la majorité se fait décimée par des maladies et se sont succédés après eux les ouled hlals venus du Tafilelt (à l’origine entre autres de la pratique du "maraîchage oasien"). Sont arrivés par la suite les brahmas et les ouleds l’Ayachi venus des Shouls et qui constituent actuellement la majorité de la population actuelle. Celle-ci est constituée de trois tribus a savoir : La tribu des Hancha, La tribu des Dousslim et La tribu des Zerdal. Le premier figuier planté en 1930 par un colon s’appelle jusqu'à aujourd’hui "Karmat Bourzin". La population des bramas, dans le passé, constituait une main d’œuvre chez des maraîchers en plein Salé. La zone n’a connu l’électrification qu’il y a une trentaine d’année et l’agriculture au départ était traditionnelle. Cependant l’agriculture moderne s’est lancée avec l’avènement du système goutte à goutte depuis les années 2000 dans la région avec une légère augmentation des surfaces agricoles. Par ailleurs, le premier revendeur de produits phytosanitaires s’installa en 1994 car, avant, les gens s’approvisionnait en pesticides auprès de son père a bab Sebta à Salé. Ce n’est que dix ans après que le 2ème revendeur s’installa atteignant une dizaine en 2014. 2. ACTUELLEMENT Lors de nos enquêtes, des constats assez intéressants ont été observés à savoir : Un taux d’analphabétisme accentué et aggravé par un taux de scolarisation assez bas et surtout pour les filles. 104 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS Sur l’ensemble des exploitations enquêtées, peu de personnes ont accès aux soins de santé (lors d’incidents au cours de traitements phytosanitaires, la majorité des personnes se font soigner sur place et ce généralement en buvant du lait, en prenant une tisane, de l’eau mélangée au citron ou au vinaigre et/ou du doliprane). - Peu de ménages n’ont pas accès à l’eau potable. - L’âge des exploitants agricoles moyen varie entre 40 et 52 ans, l’agriculteur ne cède que tardivement la gestion de son exploitation. Par conséquent, plus l’exploitant est âgé, plus il devient averse au risque et par la suite réticent à toute innovation technologique, nécessitant des investissements supplémentaires. 105 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS En interrogeant les Fellahs sur le statut de leurs exploitations, nous avons découvert l’existence d’une diversité de situation ; allant de la propriété par héritage à la location. L’analyse des résultats relatifs à la taille des exploitations a permis d’établir une stratification des exploitations sur la base de trois classes : Taille de l’exploitation Nombre d’exploitation Inférieur à 1 hectare 6 Entre 1 et 4 hectares 9 Supérieure à 4 hectares 5 Total 20 Selon nos enquêtes, les cultures maraîchères occupent une place de choix dans l’économie des Fellahs. Ces derniers déclarent que la production maraîchère est la plus importante du point de vue des revenus. Tableau 6 : SYSTEME DE PRODUCTION ADOPTE ET TYPES DE CULTURES PRATIQUEES. Système de production adopté Traditionnel : semi irrigué et/ou extensif Moderne ou intensif : cultures protégées et de plein champs Total Nombre d’exploitation 7 13 20 Cultures les plus pratiquées Cultures maraîchères et un peu d’élevage 6 Cultures maraîchères Seules 14 Total 20 L’analyse de ces données montre que la production maraîchère est une activité très importante dans la zone étudiée. Plusieurs facteurs sont à l’origine de ce type de cultures dont les principaux sont les suivants : - La proximité de la ville-marché, favorable à la spécialisation dans les cultures périssables ; - La pratique d’une agriculture traditionnelle adaptée aux conditions socio- économiques des Fellahs (insuffisance de moyens) ; 106 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS - L’adoption de cultures, à cycles courts en général (danger de cumul de pesticides dans le sol), a des exploitations de taille très modeste (l’exploitation est souvent réduite à l’échelle du travail manuel) et dont certaines sous influence citadine forte ; - La facilité d’écoulement de la production sur les marchés urbains les plus proches et possibilité de diversification des revenus en pratiquant une activité parallèle non agricole. En quelques décennies, le maraîchage dans la commune étudiée a largement évolué, tant du point de vue de l’outillage agricole que de l’utilisation et de la maîtrise de l’eau d’irrigation. On est ainsi passé a une production intensive. Ce cycle intensif des cultures est au centre de l’épuisement du sol, de la multiplication des maladies, etc…. Sans trop s’inquiéter des effets néfastes qui pourront compromettre l’avenir de ces terres, cela a entrainé une utilisation massive des intrants (semences sélectionnées à haut rendement, engrais, pesticides) en vu de maximiser les bénéfices. Nous allons nous intéressé au volet qui traite des pesticides. En effet, le contrôle est rigoureux pour l’export. Mais aucune mesure de contrôle n’est prise, ni avant, ni après la mise en vente des légumes destinés au marché national. Les insectes et les acariens ravageurs, ainsi que les maladies qu’ils transmettent, provoquent souvent des dégâts importants sur les cultures maraîchères, notamment dans notre zone d’étude. Les Fellahs utilisent en général de façon massive et répétée un certain nombre 107 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS d’insecticides et acaricides dont l’utilisation entraine de nombreux problèmes : coûts en produits et main d’œuvre, risques de résidus dans les parties consommées, pollution de l’environnement, élimination d’organismes utiles et apparition de résistance aux pesticides. Le diagnostic environnemental que nous avons effectuée et qui relate la phase d’investigation initiale nécessaire à l’aboutissement de la connaissance de l’état du site étudié, nous a amené à rassembler des informations sur la dégradation de l’environnement par des pratiques agricoles inadéquates et de l’utilisation massive de pesticides (un seul revendeur de pesticides en 1994 contre dix revendeurs en 2014 dont un seul est agrée). Lors de nos enquêtes, chez ces revendeurs, il existe un nombre élevé de produits phytosanitaires se traduisant par une grande diversité de substances. Tout cela se solde par une absence d’organisation professionnelle pour qu’elle puisse constituer des interlocuteurs bon conseillers. Les résultats de cette enquête montrent que la lutte chimique en culture maraîchère est assurée par environ 50 matières actives appartenant à une dizaine de familles chimiques avec une répartition de 60% d’insecticides, 26% de fongicides, 10% d’herbicides et 4% d’acaricides. Les principales cultures consommatrices de pesticides sont : L’haricot vert, la tomate, la pomme de terre, les poivrons, la betterave, la laitue, les choux et certains légumes feuilles tel le céleri, le persil, etc.. Entre autres, certains maraîchers s’adonnent en parallèle aux cultures ornementales. Par ailleurs, les doses de pesticides appliquées sont souvent excessives (certains Fellahs arrivent jusqu’à trois fois la dose recommandée). Ces produits sont fréquemment appliqués selon un calendrier de traitement arbitraire (disponibilité financière, influence de voisinage, horaires non adéquats etc…). Cela peut entrainer une perte de pesticides en plus de la pollution environnementale. Nos observations sur le terrain indiquent à maintes reprises, une inadaptation du matériel (vétuste) de traitement, des personnes chargées de cette tâche non expérimentées, des mélanges de formulations effectuées dans des conditions non respectueuses de 108 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS l’environnement et de la sécurité des personnes. Un seul agriculteur sur les vingt enquêtés était conscient quant aux problèmes que peuvent engendrer les emballages de produits phytosanitaires. En effet, nous avons constaté de mauvaises conditions de stockage de pesticides (zone non sécurisée), parfois jetés dans la nature, constituant une menace pour la nappe phréatique engendrant un risque sanitaire pour la population rurale (approvisionnement en eau contaminée). Pire encore, certains ménages réutilisent les emballages à des fins domestiques. 3. SYNTHESE SUR LA CONDUITE DES CULTURES 3.1. L’utilisation de semences sélectionnées Un effort est fait pour l’utilisation de semences sélectionnées. Toutefois, compte tenu de leur coût élevé, les petits producteurs, assez rares, ont tendance à utiliser les semences produites par eux-mêmes ou des semences tout-venant, ce qui porte préjudice à la production. Par contre les producteurs les mieux organisés utilisent exclusivement des semences améliorées. Au cours de certains entretiens sur le terrain, des plaintes ont été enregistrées quant à la qualité des semences vendues. Il semble que leur pouvoir germinatif laisse à désirer et a cela s’ajoute leur coût très élevé. 3.2. La fertilisation La production maraîchère est une des activités agricoles consommatrices d’engrais minéraux à hautes doses. Du petit au grand fellah maraîcher, personne ne peut se passer des engrais. La quantité et la qualité de la production dépendent, de façon marquée, des doses d’engrais appliquées. Les engrais couramment utilisés sont le NPK et l’urée. Le NPK commercialisé est de formulations très variées mais avec la même appellation. On enregistre souvent des erreurs d’application du fait du taux d’analphabétisme constaté et même ceux ayant quelques notions de calculs doivent reconsidérer les quantités d’engrais selon les cultures et les compositions en NPK des engrais. 3.3. La protection phytosanitaire Les producteurs tentent de contourner l’utilisation de traitement phytosanitaire. Mais d’une façon générale, on constate que cette utilisation tend à se généraliser à cause de la pression parasitaire grandissante (un seule revendeur en 1994 dans notre zone d’étude contre 109 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS dix en 2014). Il ne nous a pas été possible de faire l’inventaire détaillé des produits utilisés, mais selon les déclarations des fellahs, l’efficacité (relative) de certains produits est douteuse, car ils ne procurent pas souvent les effets attendus. A notre point de vue, cela peut s’expliquer soit par la méconnaissance du produit qui conduit à des sous dosages ou à des surdosages. Mais l’autre explication probable est l’inefficacité effective des produits du fait qu’ils sont périmés ou contrefaits. Le libéralisme économique ambiant, la faiblesse de la réglementation et de la répression favorisent ce comportement frauduleux de distributeurs d’intrants. 4. LIMITES DE LA METHODOLOGIE UTILISEE DANS L’ETUDE. Compte tenu du fait que notre recherche est basée sur l’exploitation agricole rurale dans sa profondeur et sa richesse. Cette approche nous a semblé pouvoir apporter des informations exhaustives mais très pertinentes. Celles-ci reflètent la perception des agriculteurs quant à la politique et à la gestion des produits phytosanitaires, de leurs résidus dans les récoltes, des restes de produits (pesticides ou légumes) et des déchets en général. D’autre part, l’analyse sur les pré-enquêtes a révélé que le temps mis pour appliquer un questionnaire était assez long (jusqu'à deux heures). Les paysans dans leur majorité, analphabètes, étant très susceptibles vis-à-vis de toute recherche, ce qui pourrait renforcer la réticence de beaucoup d’entre eux à donner des informations lors de nos enquêtes formelles sur le terrain. Nous avons alors pris une longue période pour pouvoir développer et réaliser des stratégies visant à redonner confiance aux producteurs afin qu’ils nous acceptent. Cette phase de négociations nous a pris énormément de temps et de moyens. Enfin l’approche classique de choix des personnes à enquêter au hasard est une méthodologie qui ne tient pas compte des contraintes et des difficultés de terrain. L’utilisation généralisée des pyrethrinoïdes de synthèse dans différents domaines (Hygiène domestique, Hygiène publique, Protection du bois et des textiles et dans le domaine agricole etc…) pourrait laisser passer sous silence les dangers des accidents chroniques que toute la société de demain aura à sa charge. En effet, les informations recueillies lors des entretiens et des observations faites sur le terrain confirment une forte utilisation des insecticides sur les parcelles destinées à la production légumière. Les insecticides utilisés sont en partie les mêmes que ceux utilisés en santé publique ou en usage vétérinaire pour combattre mouches, moustiques et autres nuisibles. Parmi les insecticides utilisés, la déltaméthrine, la 110 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS cypermétrine seules ou la cylfutrine associée aux organophosphorés tel le cas du Dursban®. Cette utilisation massive pourrait contribuer à une résistance de la part des espèces nuisibles ciblées par les traitements et amènera les agriculteurs à augmenter les doses. Nos constats concordent parfaitement avec une étude réalisée en Afrique de l’ouest où l’on a constaté une résistance croisée aux pyrethrinoïdes et au DDT. [5] A priori, dans les pays en voie de développement, les principaux problèmes concernant les fruits et légumes et surtout ceux destinés à la consommation locale sont liés à d’énormes risques à surveiller aux niveaux de : - La production - La chaîne de conservation - La chaîne de commercialisation et de distribution En guise de conclusion et comme toute recherche revet un caractère fugace, parfois subjectif ; c’est dans cette logique que l’on s’est donné comme hypothèse de départ, d’aboutir a un résultat transmissible et représentant un progrès pour la connaissance. Malheureusement, ce résultat est décevant quant aux pratiques culturales liées à l’utilisation des pesticides mais c’est des constats qu’il faut prendre en considération. 111 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS CHAPITRE 2 RESULTATS ANALYTIQUES ET DISCUSSION En raison du potentiel écotoxique des pesticides, il est nécessaire de connaître leur devenir environnemental et en l’occurrence leur résidus dans les aliments et plus particulièrement dans les fruits et légumes (Aliments très solliciter récemment par les consommateurs). L’étude de leur présence dans les aliments est plus récente, en effet une fraction importante des produits phytosanitaires passe dans les aliments. Le contrôle est vigoureux pour l’export. Mais aucune mesure de contrôle n’est prise, ni avant, ni après la mise en vente des fruits et légumes destinés au marché national. La maîtrise des résidus de pesticides dans les produits végétaux ne concerne que ceux destinés à l’exportation. Figure 8 : RESEAU DES LABORATOIRES DU SYSTEME DE CONTROLE DES RESIDUS DE PESTICIDES A L’EXPORTATION Le danger d’usage anarchique des pesticides est omniprésent dans la vie des Marocains. En effet, les pesticides sont utilisés dans les maisons (usage domestique des aérosols à pesticides), en horticulture (jardinage et serres) et en agriculture (production intensive végétale et animale). Donc le danger est partout et se trouve dans notre environnement et dans nos assiettes. Pour ce faire, dans un premier temps, nous allons exposer les résultats relatifs à la détection de résidus de la cyperméthrine par UHPLC (dont quelques courbes sont reportées en annexes pp : 151) et LC-ESIMS. 112 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 1. DETECTION DE LA CYPERMETHRINE PAR UHPLC ET LC-ESIMS. Les figures suivantes montrent les chromatogrammes et les UV de la cyperméthrine pure (achetée en Allemagne) et du produit utilisé au Maroc SHERPA® par les agriculteurs. Notons que pour la cyperméthrine standard, il existe deux pics (4et5) à 33,417 et 33,597 alors que pour le produit "Marocain" on perçoit trois pics (10,11,12) à 33,643 33,813 et 34,007 avec leur U.V. respectifs. L’ensemble de ces résultats nous ont servis comme base pour les résultats ultérieurs afin de détecter éventuellement des résidus dans nos légumes. 5 -- 33,417 33,597 4 2.000 1.000 2 - 27,410 3 - 29,757 1 - 24,993 7 - 36,430 6 - 34,033 min -500 0,0 70,0 10,0 Peak #4 % 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 100% at 33.42 min 50% at 33.36 min: 933.28 -50% at 33.46 min: 934.62 215.1231.1 277.9 nm -10,0 200 70,0 250 Peak #5 % 300 350 400 450 500 550 595 100% at 33.60 min 50% at 33.54 min: 929.92 -50% at 33.64 min: 932.50 231.4 215.3 221.6 -10,0 200 nm 250 300 350 400 450 500 550 595 Figure 9 : CHROMATOGRAMME DE LA CYPERMETHRINE STANDARD OU PURE 113 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 1 1 -- 3 3 ,8 1 3 1 23 4 ,0 0 7 1 0 3 3 ,6 4 3 11 33,813 12 ---33,643 34,007 10 2.000 1 7 3 5 ,9 70 7 2 0 36 ,7 9 1 6 3 5 ,8 7 32 8 ,0 0 3 1 9 36 ,32 03 1 3 1 3 8 4 ,2 3 5 6 3 ,1 1 - 2 25 ,3 2 9 7,51 0 4 -0 9,0 9 3 6 3 1 0 5 -2 2 9 ,4 8 7 1 4 5 3 3 4 4 ,4 ,6 5 5 7 00 0 7 8 9 -0,0 3 3 1,2 3 1 2 ,52 ,1 20 4 0 7 1.000 3 0,0 17 35,977 20 -36,100 36,793 16 ----35,870 -27,510 36,320 13 23- 4 1 - 25,390 --29,093 6 -7 528,003 29,487 14 15-18 -19 -34,253 34,457 34,650 830,010 9 -31,520 32,147 -- 31,220 21 - 47,450 mi n -500 0,0 70,0 4 0 ,0 10,0 20,0 30,0 40,0 Peak #10 100% at 33.64 min % 50,0 60,0 50% at 33.58 min: 901.45 234.2 215.1 277.3 nm -10,0 200 70,0 250 300 350 400 450 Peak #11 100% at 33.81 min % 215.2 500 550 595 50% at 33.71 min: 859.84 -50% at 33.90 min: 811.47 237.0 277.3 nm -10,0 200 70,0 250 300 350 400 450 Peak #12 100% at 34.01 min % 215.2 500 550 595 50% at 33.95 min: 880.57 -50% at 34.06 min: 884.30 235.1 277.4 -10,0 200 nm 250 300 350 400 450 500 550 595 Figure 10 : CHROMATOGRAMME DE LA CYPERMETHRINE PRODUIT "MAROCAIN" 114 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 2. DETECTION DES RESIDUS DANS LES LEGUMES Pour plus de comodité, nous allons présenter les résultats pour chaque légume dans l’ordre suivant : 2.1. Le Céleri Nous remarquons que comparativement entre le blanc, la dose préconisée par le revendeur (D1) et la dose d’utilisation en pratique (D2), on perçoit la présence de cyperméthrine au niveau des temps de rétention des piks (4,5 et 6- chromatogramme 3). Pour cela et afin de s’assurer qu’il s’agit bien de notre insecticide, la confirmation par spectrométrie de masse fut utilisée dans les graphiques (A : Blanc ; B : Céleri traité à la dose D2). Plante bio : 1 5 - 38,880 200 6 - 40,647 4 - 38,530 - 37,247 2 3- 36,400 1 - 17,183 7 - 47,677 min -100 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D1 mAU WVL:254 nm 7 - 38,880 2 6 - 38,520 9 - 40,647 5 - 38,367 100 2 - 36,393 34- -36,797 37,277 8 - 39,843 10 - 43,200 1 - 17,173 min -50 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D2 3 200 0 -150 0,0 1 - 8,160 2 - 17,167 11 - 38,880 8 - 36,797 14 - 40,643 5 - 33,780 10 3 - 27,99346 --33,620 33,980 - 38,523 - 37,253 7 9- 36,457 12 13- -39,243 39,823 15 - 43,200 min 10,0 20,0 30,0 40,0 115 50,0 60,0 200 -50 0,0 10,0 400 20,0 30,0 116 40,0 26 - 41,907 27 - 42,863 28 - 44,610 30,0 - 36,330 20--19 36,567 21 37,053 22 23- --37,817 38,260 24 38,383 25 - 39,550 20,0 13 - 30,090 14- -31,287 30,697 15 16 - 32,223 17 18- -33,123 33,657 23 - 44,133 18 19 -- 36,327 36,570 20 21 -- 37,823 38,393 22 - 39,563 13 - 30,123 14 15 -- 30,777 31,293 16 - 32,237 17 - 33,500 5 - 20,790 6 - 22,627 7 - 24,117 8 - 24,853 9 - 25,533 10 - 26,473 11 12 -- 27,223 27,767 3 4 -- 17,083 17,620 2 - 14,803 1.000 6 - 22,607 7 - 24,123 8 - 24,857 9 - 25,533 10 - 26,477 11 12- -27,223 27,797 10,0 3 - 19,900 20,790 54 -- 21,033 2 - 17,063 -100 0,0 1 - 14,797 1 - 9,130 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS A min 40,0 50,0 50,0 60,0 B min 60,0 Figure 11 : UHPLC ANALYSES DE L’ECHANTILLON CELERI (A et B) Figure 12 : LC-ESIMS ESIMS DE LA DETECTION DE RESIDU DE CYPERMETHRINE A LA DOSE D2 (C et D) TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 2.2. Le chou En analysant les graphiques, le pesticide est détecté par les pics 10 et 11 du chromatogramme (3) puis (A et B) représentant la dose qui est généralement utilisée par nos agriculteurs ruraux et est confirmée par SM (C). Plante bio mAU WVL:340 nm 3 - 14,333 200 2 - 13,780 7 - 20,997 1 - 13,357 6 - 20,357 5 - 17,917 4 - 15,913 8 - 46,937 min -50 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D1 mAU WVL:340 nm 2 - 14,337 5 - 20,997 4 - 20,360 1 - 13,343 3 - 18,373 7 - 46,907 6 - 42,560 8 - 53,290 min -40 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 Dose D2 mAU 60,0 WVL:280 nm 5 - 14,333 4 - 13,323 2 - 11,763 6 - 15,2079 - 21,000 3 - 12,913 8 - 19,013 7 - 16,853 1 - 3,083 -20 0,0 10 11 -- 36,293 36,433 14 - 46,947 13 - 42,557 12 - 39,430 min 10,0 20,0 30,0 40,0 117 50,0 60,0 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS Figure 13 : UHPLC ANALYSES DE L’ECHANTILLON DE CHOU (A et B) Figure 14 : LC-ESIMS ESIMS DE LA DETECTION DE RESIDU DE CYPERMETHRINE A LA DOSE D2 (C) 2.3. Le concombre Quant au concombre, en analysant les graphiques (3),, nous n’avons pas détecté notre insecticide même à la dose utilisée par les fellahs de la région, ceci peut être expliqué par le fait : Que la cuticule est e très développée dans ce légume causant ainsi une barrière pour que le pesticide puissee pénétrer. 118 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS Plante bio mAU WVL:280 nm 1 10 - 38,357 5 - 16,863 4 - 14,373 6 - 17,707 1 - 311,767 - 13,340 7 - 20,193 2 - 12,760 8 -936,433 - 37,733 min -10,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 Dose D1 mAU 60,0 WVL:254 nm 2 100 11 - 38,353 8 -910 36,433 - 37,720 - 38,170 3 - 14,367 413,987 - 15,583 5 - 17,697 12- -13,470 6 7- 20,187 - 21,037 min -20 0,0 Dose mAU 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 D2 60,0 WVL:254 nm 3 100 11 - 38,353 8 -910 36,433 - 37,720 - 38,170 3 - 14,367 413,987 - 15,583 5 - 17,697 12- -13,470 6 7- 20,187 - 21,037 -20 0,0 min 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Pas de détection ? Comparativement aux autres légumes Que le traitement a été réalisé au stade de maturation et que peut être à un stade plus précoce, il y aurait probablement détection de résidu et que pour ce légume, il faudrait plusieurs traitements pour que l’on puisse détecter une éventuelle présence de résidus de cypermetrine. 119 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 2.4. Le fenouil Pour ce légume, la détection de la cypermethrine est bien illustrée dans le graphique témoignant ainsi que la dose appliquée par la majorité des agriculteurs conduit à des résidus de cypermethrine dans ce type de produit (3 – 4 – A et B). Et cette présence est confirmée par les graphiques de la ESIMS (C et D). Plante bio mAU WVL:254 nm 1 3 - 29,803 1.000 - 38,490 4 - 536,793 2 - 24,333 1 - 19,623 -200 0,0 min 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D1 350 AH110815c #4 mAU E. Fen. D2 24 UV_VIS_3 WVL:280 nm 2 2 - 29,803 200 1 - 17,787 3 - 30,107 4 - 38,490 min -50 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D2 mAU WVL:235 nm 5 - 29,803 3 200 0 -200 0,0 1 - 8,057 2 - 17,787 3 -419,620 - 20,950 12 - 36,793 6 7- 30,103 - -33,773 - 830,943 9-10 -11 32,933 32,490 34,233 13 - 38,730 min 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 4 120 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS Figure 15 : UHPLC ANALYSES DE L’ECHANTILLON DE FENOUIL (A et B) Figure 16 : LC-ESIMS ESIMS DE LA DETECTION DE RESIDU DE CYPERMETHRINE A LA DOSE D2 (C et D). 121 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 2.5. La laitue Sans trop peser sur le lecteur, la détection et la confirmation de la présence de résidu de cyperméthrine sont aussi de règle dans ce légume à la dose utilisée en pratique chez la plupart des agriculteurs (chromatogramme 3). Plante bio mAU WVL:340 nm 1 10 - 39,200 100 13 - 41,073 38,647 89 -- 38,423 - 37,157 6 7- 36,403 12- -39,570 40,247 11 14 - 44,417 5 - 35,577 15 - 47,077 2 - 16,613 1 - 15,277 3 - 19,277 4 - 25,597 min -20 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D1 mAU WVL:340 nm 2 10 - 39,187 2 - 16,593 38,640 89 -- 38,417 6 7- 36,413 - 37,160 50 12 - 41,067 11 - 40,233 13 - 47,030 1 - 15,333 3 -419,227 - 20,680 5 - 25,600 min -20 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Dose D2 mAU WVL:280 nm 3 10 - 38,420 100 6 - 33,527 11 12-14 -39,190 39,583 8 - 36,400 - 41,067 7 - 33,740 9 - 36,593 13 - 40,617 15 - 42,867 5 - 32,247 2 - 16,630 4 - 22,647 3 - 19,250 1 - 15,237 -20 0,0 min 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 4 122 60,0 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 3. DISCUSSION Dans notre zone d’étude, presque la totalité des agriculteurs interrogés ont reconnu qu’il n’est pas possible de cultiver des légumes sans utiliser d’insecticides. Certains légumes comme la laitue, le chou vert ou rouge etc.. sont sensibles aux attaques par les ravageurs. Les fellahs affirment qu’en l’absence de traitement (surtout en période de fortes chaleurs associée à des taux d’humidité élevés), les cultures sont systématiquement détruites. Parmi les insecticides utilisés, deux viennent en tête le Décis® (deltamétrine EC 10,75g/l) et la Sherpa® (cyperméthrine EC 10g/l) ainsi que d’autres pesticides en l’occurrence les organosphorés dont le chef de fil est le chlorpyrifos. La méthode de détection HPLC-DAD de la cyperméthrine dans l’ensemble des extraits de légumes traités a permis de révéler des résidus dans l’ensemble des légumes à l’exception du concombre (du probablement à sa cuticule très développée et traité au stade de maturation). Ce que l’on peut retenir, c’est que notre méthode indique que l’extraction faite par l’acétate d’ethyle a été efficiente quant à la détection du pesticide au sein d’extraits très complexes. En effet, plusieurs méthodes furent proposées pour un monitorage de résidus de pesticides et il s’est averé que l’extraction à l’acétate d’éthyl est très performante [1- 2- 3- 4]. L’utilisation des pesticides agricoles notamment contre les ravageurs du coton et des légumes, contribue à la sélection de la résistance chez plusieurs espèces de moustiques et contraint les cultivateurs à augmenter leur dose de traitement. En effet, en Afrique de l’ouest, on a constaté une résistance croisée aux pyrethrinoïdes et au DDT [5]. Par ailleurs, comme nous l’avons montré dans notre étude, c’est la laitue qui contient le plus de résidu, en effet cela concorde avec les résultats obtenu pour un autre insecticide en l’occurrence le malathion par une équipe en Arabie Saoudite [6]. La méthode de détection des pyrethrinoïdes synthétiques, (la flumethrine, la deltamethrine, la cyperméthrine et la cyalothrine) dans le lait et le sang de vaches en période de lactation a été réalisée par HPLC-DAD, a prouvé qu’elle était sensible avec un taux de 78 à 91% pour les quatre insecticides avec un minimum de détection de 0,001mg.kg-1 [7] Une autre étude a montré que l’utilisation inappropriée d’insecticide a révélé la présence de cyperméthrine dans des tomates [8]. Récemment en 2010, Song Yufeng et all [9] ont publié que d’énormes risques de résidus de cyperméthrine dans le traitement de légumes (tomates, chou de chine, céleri, poivron etc…) sont encourues en République Chinoise. 123 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS Une récente étude réalisée en Inde, par une équipe de chercheurs, a révélé que la méthode de détermination de la cyperméthrine par HPLC est très avantageuse pour des analyses de routine. Leur travail a été fait sur la détermination (limites de détection et de quantification) de cet insecticide dans le plasma de Rat après utilisation courante de traitement à domicile [10]. Des résidus de quatre pesticides, dont la cypermethrine, dans la tomate et le radis ont été détectés par chromatographies gazeuse et liquide. Les résultats de cette étude n’ont pas montré de différence significative entre les deux méthodes [11]. Les méthodes de détection et de quantification des pyrethrinoïdes ont été réalisées jusqu'à présent par la technique de chromatographie gazeuse avec détection par fluorescence, capture d’élection ou spectrométrie de masse. Celle-ci certes sont sensibles mais lourdes et chères. La méthode CLHP décrite dans notre étude prouve qu’elle est comparativement sensible et est une alternative pour la détection des pyrethrinoïdes. L’idée de l’étude de cette molécule réside dans le fait qu’elle peut être à l’origine de problèmes environnementaux et ce à différents niveaux. En effet, des chercheurs chinois [12] ont décelé la présence de cyperméthrine (important pesticide utilisé fréquemment en pratiques agricoles chinoises et surtout dans le traitement du chou) dans les intestins et les reins de Carpes (poissons) par HPLC dont les concentrations sont très élevées surtout dans les intestins. Actuellement, dans notre pays, l’ONEP importe d’énormes quantités de larves de carpes argentées de Chine (Alguivores), on pourrait suggérer de faire une recherche de cette molécule chez cette espèce. En somme les résidus de pesticides causent énormément de problèmes, en effet, selon une étude effectuée en Suisse sur des pommes et des tomates, on a pu déceler une importante contamination dans des tomates importées par LC-MS [13]. Enfin, notre méthode semble très sensible, simple et capable de déterminer de très faibles quantités de pyrethrinoïdes synthétiques dans certains légumes. Et parce qu’il existe des similitudes chimiques entre les composés de cette famille d’insecticides, il est possible d’utiliser cette méthode pour d’autres insecticides pyrethrinoïdes. Elle apparaît donc, comme une technique, d’une grande importance dans l’analyse des résidus de pesticides contenus éventuellement dans les légumes et les fruits. Maintenant, que nous avons présenté les résultats relatifs aux résidus de la cypermethrine dans les légumes, nous allons à présent essayer d’exposer dans les pages suivantes l’effet de ce traitement phytosanitaire sur l’activité antioxydante de ces légumes (autrement dit sur la "qualité nutritive" de ces aliments). 124 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS CHAPITRE 3 EFFET DU TRAITEMENT PESTICIDE SUR L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE DES LEGUMES. Au cours des dernières décennies, le mode d’agriculture a grandement changé sur l’ensemble de la planète. L’agriculture intensive est en effet de plus en plus répandue à l’échelle mondiale. Elle consiste à maximiser les rendements afin de produire des récoltes optimales en fonction de la main d’œuvre et des sols disponibles. Elle est caractérisée par l’utilisation importante de fertilisants et de pesticides. Il va de soi qu’avec l’avènement d’un tel type de culture sont apparus des impacts environnementaux importants. Plusieurs chercheurs se sont penchés sur l’impact que peuvent avoir les pesticides d’abord sur la santé humaine, puis plus tard, sur l’ensemble des organismes vivants et des écosystèmes. C’est dans cette même logique que nous nous somme fixé comme objectif d’étudier l’impact ou l’effet de notre traitement pesticide sur les légumes choisis et ce en mesurant leur activité antioxydante. 1. RAPPEL SUR LES METABOLITES DES PLANTES. Les métabolites secondaires des plantes, qui incluent les enzymes et les proteines, sont produits par les plantes pour contrôler leur physiologie et leur rythme de croissance [14]. Certains permettent aux plantes de se protéger des conditions climatiques extrêmes, de repousser les attaques par les ravageurs ou de réparer les dommages causés par un insecte ou un phytopathogène. D’autres encore sont essentiels à la réparation des tissus des feuilles et des fruits grâce à la production de pigments. Les processus de guérison des dommages et les mécanismes de défense qui dépendent des antioxydants sont à l’origine des couleurs et des saveurs souvent très diversifiées des fruits et légumes cultivés dans certaines régions. Après la récolte, les fruits et légumes affichant une teneur plus élevée en antioxydants peuvent, de manière générale, retarder l’apparition et ralentir la propagation des infections post-récoltes pendant leur entreposage. Cette propriété pourrait contribuer a accroitre la durée de conservation des fruits et légumes et à atténuer les risques liés à la présence de mycotoxines [14]. La consommation accrue de fruits et légumes constitue l’une des meilleures façons d’accroitre son apport en antioxydants. La recherche de produits riches en antioxydants en est une autre. En outre, la santé du tube digestif pourrait avoir une incidence importante sur la biodisponibilité des antioxydants. En effet, la plupart des flavonoïdes, y compris bon nombre 125 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS d’antioxydants, sont des composés glycosylés, ce qui en réduit la biodisponibilité [15]. Ainsi, la plupart des flavonoïdes deviennent biodisponibles seulement après l’élimination des glucides par deglycosylation, un processus métabolique enzymatique. L’adoption de techniques de transformation et de cuisson des aliments qui aident, de manière naturelle, à maintenir une teneur élevée en antioxydants dans les aliments constitue sans doute la pratique la plus efficace à court terme pour accroitre sa consommation quotidienne d’antioxydants. Dans le cadre de notre étude, ce volet relatif aux techniques de transformation est exclu du fait que tous les légumes faisant l’objet de cette recherche (dosage d’antioxydants) sont supposés être consommés crus à l’exception peut-être du Céleri. 2. TENEURS ET MESURES EN ANTIOXYDANTS DANS LES ALIMENTS De nombreux facteurs ont une incidence sur la combinaison de polyphénols et d’antioxydants fabriqués par une plante, de même que sur les quantités produites. Ces facteurs comportent le type de sol et sa chimie, l’azote assimilable, la quantité d’autres éléments nutritifs des plantes, le taux d’humidité, la température et l’importance des populations de ravageurs. [1416-17-18-19]. De manière générale, les facteurs qui imposent un stress aux plantes ont tendance à déclencher les mécanismes de défense naturels de ces dernières, lesquels sont amenés à synthétiser des antioxydants ou à les produire. Les antioxydants sont présents dans les plantes et leurs produits à des concentrations importantes pouvant atteindre plusieurs gramme par kilogramme [14]. En général, la teneur est plus élevée dans la peau des fruits et des légumes que dans la chair. Un certain nombre d’épreuve chimiques ont été mises au point pour mesurer la capacité antioxydante dans les aliments. 3. PRESENTATION DES RESULTATS ET DISCUSSION La biochimie des antioxydants est très complexe, ce qui en rend l’évaluation quantitative difficile. Les plantes disposent de multiples facteurs leur permettant de synthétiser les antioxydants. Ainsi, la multiplicité des métabolites secondaires polyphenoliques traduit bien les nombreuses variations du squelette à base de carbonne des molécules phénoliques et du degré d’oxydation de ces derniers [15]. En plus, les antioxydants présents dans les aliments changent en permanence de forme et même de fonction en raison de la glycosylation (réaction avec des 126 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS molécules de glucides), de l’hydroxylation des anneaux phénolyques aromatiques par polymérisation et de la biosynthèse des différents stéréoisomères. Rappelons que dans notre étude, il s’agit uniquement de la mensuration de la proportion d’antioxydants attribuables aux légumes choisis (antioxydants exogènes). De manière générale les catégories de polyphénols les plus courants sont : les acides phénoliques, les stilbènes, les lignanes et les flavonoïdes et dont leur forme chimique, leur état de glycosylation et leur degré de polymérisation sont souvent en mutation. Par conséquent, la mesure en antioxydants s’apparente à la photographie d’un sujet en mouvement dont la forme et la fonction sont en constante évolution. Bien que très peu d’études ont été réalisées sur la teneur en antioxydants des aliments, le contenu en polyphénols des légumes issus de l’agriculture biologique et durable est certainement plus élevée que celui des légumes qui ne sont soumis a aucun stress, comme c’est le cas de ceux qui sont issus des cultures conventionnelles et hydroponiques (utilisant des pesticides entre autres) [20]. Ainsi notre recherche serait confirmer ce constat, en effet une utilisation non adéquate de pesticide (en l’occurrence la cypermethrine) a entrainé une diminution de l’activité antioxydante des légumes étudiés et plus particulièrement pour le chou, le céleri et le fenouil. Quant au concombre et a la laitue, les résultats seraient quelques peu biaisés due probablement à une présence excessive de pigments chlorophylliens qui auraient due interférer lors du phénomène d’absorbance. 50 45 40 % antioxidant activity 35 30 25 20 15 10 5 0 16,6 50 Concentration [μg/mL] CabB CabD2 127 100 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 0,3 Absorbance at 517 nm 0,25 0,2 CabB 0,15 CabD2 0,1 0,05 0 0 20 40 60 80 100 120 Conce ntration [μg/m L] Figure 17 : EVOLUTION DE L’ACTIVITE ANTIOXIDANTE DU CHOU (Blanc et Dose D2) Dans le chou, l’effet du traitement est plus marqué du fait que l’activité antioxydante accuse une diminution plus importante par rapport aux autres légumes. De la même manière, Ismail & coll [21] ont pu trouver des taux élevés en carotène et vitamine C dans certains légumes biologiques comme la tomate, le chou vert, la laitue et le chou chinois. Par contre dans une autre étude, Maria et Coll [22] ont pu constater qu’il n’y a pas de différence entre les produits bio et les produits traités aux pesticides quant à l’activité antioxydante totale, par contre ils ont noté une activité antioxydante supérieure pour la vitamine C et les flavonoïdes de betteraves biologiques. 50 45 40 % antioxidant activity 35 30 25 20 15 10 5 0 16,6 50 Concentration [μg/mL] FenB FenD2 128 100 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 0,3 Absorbance at 517 nm 0,25 0,2 FenB 0,15 FenD2 0,1 0,05 0 0 20 40 60 80 100 120 Conce ntration [μg/m L] Figure 18 : EVOLUTION DE L’ACTIVITE ANTIOXIDANTE DU FENOUIL (Blanc et Dose D2) Le Fenouil montre une légère diminution de son activité antioxydante ce qui s’expliquerait probablement par une activité antioxydante assez « robuste » et que malgré la présence de résidus insecticide ce légume garderait cette capacité antioxydante mais qui reste cependant moindre par rapport au légume non traité. 50 45 40 % antioxidant activity 35 30 25 20 15 10 5 0 16,6 50 Concentration [μg/mL] CelB CelD2 129 100 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 0,3 Absorbance at 517 nm 0,25 0,2 CelB 0,15 CelD2 0,1 0,05 0 0 20 40 60 80 100 120 Conce ntration [μg/m L] Figure 19 : EVOLUTION DE L’ACTIVITE ANTIOXIDANTE DU CELERI (Blanc et Dose D2) Pour le céleri, d’une activité antioxydante antioxydant moindre que sonn précédent c'est c'est-à-dire le fenouil, ouil, montre un peu les mêmes tendances mais a quelques petites différentes au niveau des concentrations 50 et 100 µg/ml. /ml. Figure 20 : Concombre ombre. Figure 21 : Laitue aitue Quant au concombre et à la laitue, laitue dont les figures sont ci-dessus dessus et que si nous n’analysons que les légumes « bio », il apparait qu’il y est eu de phénomènes d’interférence d’absorbance consécutifs à une concentration accrue ac de chlorophylle. 130 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS De nombreux défis liés à l’analyse des antioxydants subsistent. Les auteurs d’une revue exhaustive sur les sources et la biodisponibilité des polyphénols concluent « étant donné l’état actuel des connaissances, il est fort difficile de nombrer les facteurs responsables de la variation des taux de polyphénols dans les produits végétaux et l’importance relative de ces facteurs [20]. Par ailleurs, les méthodes de transformation des fruits et légumes frais peuvent avoir une incidence sur la teneur en antioxydants. En transformant les aliments à une température moyenne, il est possible de minimiser la perte d’antioxydants. Les différentes méthodes d’évaluation de la capacité antioxydante totale, que ce soit dans les aliments, le sang ou l’urine, produisent parfois des résultats contradictoires (cas de la laitue et du concombre). Ceci s’explique par le fait que les méthodes existantes font appel à différents générateurs de radicaux libres et ciblent différents stades de l’évolution métabolique normale des antioxydants. Ainsi, certaines méthodes sont extrêmement précises et sensibles dans le cas des antioxydants liposolubles alors que d’autres méthodes sont mieux adaptées à l’évaluation des composés hydrosolubles. Dans le cadre d’une récente étude les scientifiques du USDA ont mesuré à la fois les antioxydants liposolubles et hydrosolubles, puis ont additionné les résultats pour évaluer le contenu total en antioxydants [23]. Parallèlement à notre résultat qui témoigne d’une diminution de l’activité antioxydante au sein des légumes traités, il pourrait y avoir le même constat que pour la fumure azotée. En effet, il existe un « phénomène de dilution » [24-25] montrant un rapport inverse entre l’application d’engrais azotés et la concentration en composés phénoliques. Cette constatation a pu être reproduite sur culture de tomates [26]. L’incidence des méthodes culturales conventionnelles et biologiques sur le contenu en vitamines, en protéines et en antioxydants des aliments justifie amplement la réalisation de nouvelles recherches, surtout depuis que des études menés à la fois aux Etats-Unis et ailleurs [2427] ont démontré que la qualité des aliments a diminué au cours du demi siècle dernier. La revue réalisée par Brandt et ses collaborateurs (2001) [28] visait a passer en revue la littérature existante sur les recherches réalisées sur l’incidence des méthodes agricoles sur le pouvoir antioxydant des plantes. Ils expliquent que les plantes produites sous régie biologique « affichent une meilleure résistance intrinsèque (aux ravageurs) que les plantes conventionnelles parce qu’elles peuvent se défendre relativement bien sans l’aide de pesticides ». 131 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS Nous avons pu démontrer au cours de notre expérimentation, que les légumes biologiques choisis et traité à la cyperméthrine ont révélé des différences assez significatives dans leur activité antioxydante. Bien qu’il ne soit pas possible d’identifier les causes des différences observées en ce qui a trait aux concentrations en antioxydants dans les échantillons traité au pesticide et ceux qui ne le sont pas au cours de nos analyses, les méthodes analytiques utilisées corroborent les conclusions selon les quelles de telles différences existent. Il reste donc encore énormément de travail à faire afin de déterminer pourquoi les taux d’antioxydants sont plus élevés dans les produits non traités contrairement à ceux qui le sont. Précisons, par ailleurs que notre résultat est très intéressant puis qu’il présente quelques similitudes avec une recherche qui a été réalisée au Japon. Ren H et Coll. 2001 [29] ont cultivé cinq légumes verts (chou chinois, qing-gen-cai, oignons verts, épinards et poivrons verts) sous régie biologique et conventionnelle, puis testés pour en déterminer le contenu en polyphénols. Les légumes biologiques ont été fertilisés au moyen de chitosane hydrosoluble comme amendement de sol et pulvérisateur foliaire. Les légumes conventionnels, quant à eux, ont été cultivés dans un champ avoisinant et traités au moyen d’engrais et de pesticides intensifs. Dans le cas des oignons verts, du chou chinois et du qing-gen-cai, la capacité antioxydante des légumes biologiques était de 20 à 50% supérieure à celles des légumes conventionnels. L’étude a par ailleurs démontré que les légumes biologiques ont une durée de conservation beaucoup plus longue et qu’ils ont meilleur goût que les légumes conventionnels (contenant des pesticides entre autres). En fin, bien que les pesticides aident à protéger nos légumes pendant leur croissance ainsi qu’au cours de leur stockage, plusieurs personnes s’inquiètent de ces produits contenus dans les aliments qu’ils mangent. Il peut subsister dans ou sur les aliments de petites quantités de résidus de pesticides après l’application. Dans tous les cas, plusieurs solutions ont été proposées et pratiquées, mais le traitement par des pesticides organiques et systémiques s’est imposé comme la solution la plus efficace et commode. Ils sont appliqués en traitements pré et postrécolte (trempage des bains fongicides) pour préserver les denrées dans le champ et lors de l’entreposage et le transport. Dans notre expérimentation, nous n’avons étudié qu’un seul pesticide, mais qu’en est-il dans la réalité ou les légumes et les fruits peuvent contenir plusieurs pesticides. En effet, Blasco et Al 2005 [30] en Espagne ont révélé la présence d’au moins quatre pesticides dans des oranges, 132 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS mandarines, pastèques et prunes. Au Japon, un échantillonnage étalé sur trois ans pour différents fruits et légumes indique la détection de 323 matières actives dont 60% des denrées signalées positives contiennent des multirésidus dépassant 100% dans trois catégories de légumes congelés importés (épinards, haricots rouges et oignons) [31]. Plus grave en Inde, Aulakh et Al, 2006 [32], ont pu détecter quatre pesticides dans l’alimentation de poulet et dans sa chaire dont le DDT. En conséquence, la présence de cette multitude de matières actives simultanément dans chaque denrée, la contamination de produits alimentaires indirectement exposés (cas du poulet) et pire encore, la détection de molécules prohibées tel que le DDT, enfin les doses résiduelles trouvées, en accord ou non avec les normes, pourraient avoir des effets encore plus négatifs sur l’activité antioxydante de ces denrées et créent un risque certain pour le consommateur. 4. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 1 - Berrada, H, Fernandez, M., Ruiz, M.J., Molto, J.C and Manes, J-2006. Exposure assessment of fruits contaminated with pesticide residues from valencia, 2001-03, Food Addit. And Contam, 23, 674-682. 2 - Cajka, T and Hujslova, J, 2004. Gas Chromatography high resolution time-of-flight mass spectrometry in pesticide residue analysis: advantages and limitations. J. Chromatogr-A, 1058, 251-261. 3 - Ferrer, I, Garcia-Reyes, J.F., Mezara, M., Thurman, E.M and Fernandez-Alba, A-R, 2005. 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Nutr., 9: 31-39. 134 TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS 22 - Maria R.M Rossetto, Fabio Vianello, Suraya Ad. Rocha & Giuseppim P.P. Lima (2009), Antioxidants substances and pesticide in parts of beet organic and conventional manure. Afr.J. Plant Sci. vol.3 (11), pp: 245-253. 23 - Wu, X. Beecher, G.R., Holden, J. M., Haytowitz, D.B. Gebhardt, S.E. et Prior, R.L. Lipophilic and Hydrophilic Antioxidant Capacities of Common Foods in the United States. J. Agric Food Chem. 52, 4026-4037, 5-19-2004. 24 - Davis, D.R., Epp., M.D. et Riodan, H.D. Changes in USDA Food Composition Data for 43 Garden Crops, 1950 to 1999. Journal of the American College of Nutrition 23(6), 1-22004. 25 - Farrell, E. Medical choices avaible for management of menopause. Best. Pract. Res. Clin Endocrinol. Metab 17(1), 1-16, 2003. 26 - Kumar, V., Mills, D.J., Anderson, J.D. et Mattoo, A.K. An alternative agriculture system is defined by a distinct expression profile of select gene transcripts and proteins. Proc. 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L’agriculture marocaine a, entre autres, développé des systèmes de production fondés sur l’utilisation de ces produits, elle apparait actuellement très dépendante des pesticides et fait du Maroc un exportateur de pesticides vers certains pays Africains. Mais aujourd’hui, l’utilisation systématique de ces produits est remise en question, avec la prise de conscience croissante des risques qu’ils peuvent générer. L’utilisation des pesticides, incontournable pour l’activité agricole, comporte encore un potentiel de risque pour le citoyen et pour l’environnement aggravé par la faiblesse du cadre juridique et l’absence d’un contrôle rigoureux. Les mesures prises au Maroc jusqu’à présent concernent surtout la santé des utilisateurs et la réduction de pollutions ponctuelles dues à de mauvaises pratiques (de la part de certaines ONG et associations). Elles s’attaquent encore peu aux pollutions diffuses et au niveau élevé de consommation de pesticides. Les pratiques de protection phytosanitaires mises en œuvre par les agriculteurs, en milieu rural, sont en réalité encore très mal connues. Il existe très peu de données accessibles. Seules quelques données sont accessibles quant à la culture de certaines primeurs. Néanmoins, il existe très peu d’informations disponibles (importance, efficacité, technique, résultats économiques…) concernant les systèmes économes en pesticides. Le premier obstacle à une connaissance de l’utilisation des pesticides est la faiblesse des données disponibles voire inexistantes (information pour mettre en relation l’utilisation des pesticides et de contamination des milieux ou identifier les sources majeures de pollution n’existent pas ou ne sont pas disponibles). Le second est le manque d’indicateur(s) simple(s) de l’utilisation de pesticides et de son évolution. La réduction de l’utilisation des produits phytosanitaires est pourtant désormais mise en avant dans les politiques Santé, Environnement, demandée par les associations de consommateurs et de protection de l’environnement etc… et mise en œuvre dans quelques rares pays. 136 CONCLUSION RECOMMANDATIONS ET PERSPECTIVES L’estimation de l’exposition à des résidus de pesticide présents sur et/ou dans les aliments est une tâche complexe qui commence par la collecte de données (vaste somme de données scientifiques). Cette estimation du risque recueille d’autres renseignements tels que le pourcentage traité de la culture et les modes d’utilisation du pesticide. Quant à l’évolution de résidus, qu’il s’agisse de produits frais consommés crus comme la laitue et les pommes ou d’aliments transformés tels que les frites surgelées et les haricots en conserves, qui se trouvent au sein de ces denrées est un processus complexe. L’organisation mondiale de l’alimentation (FAO) met en garde contre les dangers des pesticides : les cas d’intoxication sont en nette augmentation au Maroc. Par ailleurs, la FAO tire la sonnette d’alarme et appelle à l’élimination des pesticides hautement toxiques des marchés des pays en voie de développement. La tragédie de Bihar, en Inde ou 23 écoliers ont trouvé la mort après avoir pris à la cantine un repas contenant du monocrotophos, rappelle l’urgence de la nécessité d’un tel retrait. Le 7 mai 2013, un décret reconnait la maladie de Parkinson comme maladie professionnelle et établit explicitement un lien de causalité entre cette pathologie et l’usage des pesticides selon l’INSERM. Qu’est-il de la situation au Maroc ? La situation au Royaume diffère largement de celle constatée dans les autres pays en voie de développement. S’il existe des pesticides hautement toxiques au Maroc, leur utilisation reste moindre qu’en France, aux USA ou en Inde par exemple. Le vrai problème réside dans l’usage. On achète souvent ces produits chez un revendeur et non chez des experts qui s’y connaissent en la matière. Une situation qui induit de fâcheuses conséquences. En effet, un rapport de l’association WEDFOCUS sur les pesticides au Maroc a révélé que ces derniers sont très mal utilisés dans la majorité des cas et nos résultats corroborent ce constat. Ils sont souvent utilisés sans respect des doses et en réalisant plusieurs applications chimiques au cours du même cycle de culture. En outre, le département de l’environnement juge les textes juridiques régissant les pesticides insuffisants : " en matière de contrôle des stocks, de leurs conditions et durée de stockage ainsi que leur élimination". En effet, le Maroc ne dispose pas d’inventaire de pesticides périmés. L’objectif visé par cette étude était de détecter des résidus de pesticide dans les légumes afin de connaître si les consommateurs de ces denrées sont exposés aux risques sanitaires résultant de l’ingestion de ces substances. Pour atteindre l’objectif fixé, nous nous sommes proposé d’une part de faire un diagnostic des pratiques phytosanitaires des cultivateurs de 137 CONCLUSION RECOMMANDATIONS ET PERSPECTIVES légumes de la zone maraîchère de la commune des Brahmas au nord de la ville de Salé, ville mitoyenne de la capitale marocaine d’autre part, de détecter la présence de résidus de cyperméthrine dans les légumes étudies qui, entre autres, sont destinés à la consommation de la population et enfin connaître l’impact de ce traitement sur la qualité nutritive de ces légumes en l’occurrence sur leurs activités antioxydantes. En conséquence, il en découle une mauvaise utilisation des produits phytosanitaires inhérente aux niveaux d’instructions et aux consciences des utilisateurs, des revendeurs et des autorités compétentes et dont une des répercutions graves sur la qualité des légumes produits en zones périurbaines est la diminution de l’activité antioxydante de ces produits. (peu d’apports nutritionnels bénéfiques aux consommateurs). En outre, l’environnement est menacé de pollution avec la non maîtrise de la gestion des emballages de pesticides. Par conséquent, il est plus qu’urgent que les autorités dynamisent les structures publiques d’encadrement technique tout en sollicitant l’expertise privée en la matière. La recherche de solutions alternatives aux pesticides chimiques, notamment l’utilisation de biopesticides et d’ennemis naturels, devrait être encouragée. Finalement, la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse apparaît comme une technique analytique de choix pour l’analyse de résidus de pesticides. Une opération fastidieuse d’optimisation des différents paramètres est nécessaire et implique de nombreux compromis. La méthode utilisée dans notre expérimentation est performante compte tenu des limites de détection et d’identification pouvant être atteintes. 2. RECOMMANDATIONS Compte tenu des résultats obtenus, il conviendrait de: Veiller à la vulgarisation des techniques d’utilisation des pesticides ; Soutenir les techniques alternatives à l’utilisation intensive des pesticides (Agriculture raisonnée, Agriculture Biologique). Ce qui permettrait de limiter les possibilités de contamination des denrées alimentaires par les résidus de pesticides ; Subventionner le secteur agricole et encourager les cultures économes en intrants ; Faire des contrôles systématiques non répressifs de la qualité des produits traités aux pesticides et vendus dans nos marchés. De même, effectuer le contrôle de la qualité 138 CONCLUSION RECOMMANDATIONS ET PERSPECTIVES des eaux dans les zones agricoles. A cet effet, la mise en place de laboratoires locaux (régionaux) d’analyses de résidus de pesticides est indispensable. Sensibiliser davantage la population sur le bien fondé de laver et peler de façon systématique les légumes (y compris les fruits) avant leur consommation. 3. Perspectives Pour la complémentarité de ce travail, il est important de : Doser les résidus de pesticides dans le sol, doser les métabolites de pesticides dans l’eau et dans le sol. Effectuer des analyses des teneurs en résidus de pesticides dans d’autres légumes. Multiplier les sites d’études et élargir les analyses à d’autres pesticides. 139 ANNEXES GUIDE D’ENTRETIENT : INCIDENTS CORPORELS SANITAIRES Date : Nom du répondant : N de fiche : Maladies Coût Nombre de jours d’hospitalisation Période Causes Gastro-intestinale - Vomissement - Diarrhée Dermatoses Toux, Rhum, Angine Maladies respiratoires hautes Rhinites Ophtalmologique Coloration des yeux Rougeur des yeux Maux de tête Vertige Fièvre 1. Que savez-vous des pesticides chimiques ? 2. Quelles sont les maladies causées par les pesticides ? 3. Quelles autres alternatives a-t-on par rapport à l’utilisation des pesticides chimiques ? 140 ANNEXES ENQUETE SOCIO-ECONOMIQUE DU FELLAH Nom du répondant : N de fiche : I. Caractéristiques du ménage Identification due ménage Genre M=1 Réponses F=0 Age (AGE) Situation familiale 1= marrié (e) 2= divorcé (e) 3= veuf (e) 4= célibataire Niveau d’éducation 0= aucune 1= primaire 3= autres (précisez) 2= secondaire Activité principale 1= agriculture 2= commerce 3= autre Activité secondaire 1= agriculture 2= commerce 3= autre Expérience en agriculture 0 à 5 ans =1 5 à 10 ans = 2 >10 ans =3 agriculture 0 à 5 ans =1 5 à 10 ans = 2 >10 ans =3 Expérience maraîchère en Autres cultures II. Blé = 1 Maïs =2 Arboriculture = 3 Superficies par spéculation Spéculation Superficie Céleri Concombre Chou Fenouil Laitue Autres 141 Rentabilité ANNEXES III. Utilisation des produits phytosanitaires 1. Depuis quand utilisez-vous les pesticides ? 0 à 5 ans =1 5 à 10 ans = 2 >10 ans =3 2. Contre quels insectes ? __________________________________________ 3. Sur quelles cultures ? __________________________________________ 4. 5. Combien de litres de pesticides avez-vous utilisé cette compagne pour Maraîchage Blé Maïs Arboriculture Coûts de la main d’œuvre salariée Opération culturale Maraîchage Blé Maïs Arboriculture 1= Défrichement 2 = Labour Semis Sarclage Fertilisation Traitement phytosanitaire Récolte Total 6. Coûts des intrants pour chaque légume Semences Engrais Quantité Prix du marché 142 Insecticides chimiques % du pesticide par rapport au total ANNEXES IV. Impact des traitements phytosanitaires sur l’environnement et la santé 1. Utilisez-vous des protections quand vous traitez vos champs 1 = Oui 0= Non 2. Quelle protection utilisez-vous quand vous traitez vos champs 1= Rien du tout 4= Bottes 2= Mouchoir pour couvrir le nez et la bouche 5= Gants 3= Vêtement de protection 6= Autres (citer) 3. Pourquoi vous ne portez pas de protection ? 1= Pas utile 2= Pas disponible chez nous 3= Retarde l’efficacité du travail 4= C’est utile mais très chère 5= Il me fait trop chaud 6= C’est difficile à manipuler 4. Comment avez-vous obtenu votre appareil de protection ? 1= Un cadeau 2= Acheter moi-même 3= Louer 4= autres 5. Type de pulvérisateur utilisé 1= Appareil a dos 2= Appareil a pile 3= Arrosoirs 6. Ou faites-vous le stockage des pesticides ? 1= A la maison 2= Au champ 3= Au magasin commun 4= Au magasin à la maison 5= Autres 7. Que faites vous des emballages vides ? 1= Jeter dans le champ 2= Bien laver et vendredi 3= Bien laver et utiliser 4= Incendier 5= Enterrer dans le sol 6= Autres 143 ANNEXES 8. Laquelle de ses opérations culturales vous rendent le plus fatigué ? Opérations culturales 1er 2ème 3ème 4ème 5ème Préparation du sol Semis Sarclage Fertilisation Traitement phytosanitaire Récolte 9. Laquelle de ses opérations culturales vous rendent le plus malade ? Opérations culturales 1er 2ème 3ème 4ème 5ème Préparation du sol Semis Sarclage Fertilisation Traitement phytosanitaire Récolte 10. Quelle est la période la plus favorable aux maladies dans votre zone ? 1= Saison sèche 2= Saison pluvieuse 3= Période de traitement de champs 4= Autres (Citer) 11. Quel est la/les raison (s) ? __________________________________________________________________________ 144 ANNEXES 12. Quels sont les problèmes liés à la pratique du maraîchage ? 1=Baisse de fertilité du sol 3= Dégradation de la végétation 2= Présence de ravages 4= autres (citer) 13. Comment résolvez-vous ses problèmes ? 1= Utilisation de pesticides chimiques 2= Utilisation de fumier 3= Utilisation d’engrais chimiques 14. Quels sont les problèmes de l’élevage dans votre village ? 1= Mort des animaux par ingestion de fanes de Chou aux autres légumes traité aux pesticides chimiques 2= Diminution de l’herbe à cause de l’agriculture extensive 3= Manque de pâturage pour les animaux 15. Comment contrôlez-vous ces ravageurs ? 1= Insecticide chimiques 2=Méthode traditionnelle 3= Autres (citer) 16. Depuis que vous utilisez ces méthode de lutte, avez-vous observé des changements : (citez) 1= Oui 0= Non Insecticide chimique Au niveau sol ? Autres méthodes du Méthode traditionnelle Si oui décrivez - De l’eau ? - Des plantes ? - Des animaux ? - Autres précisez - 145 ANNEXES 17. Citez les maladies dont vous souffrez ainsi que la famille pendant la compagne agricole Types de maladies (nom) Coût traitement traditionnel Causes Coût traitement moderne 18. Y a-t-il eu des cas de décès du aux pesticides dans le village ? 1= oui 0=non Combien ? Comment ? 1= Inhalation 2= Suicides 3= accident 4=Autres (préciser) 19. Qu’est ce que vous avez remarqué concernant l’efficacité des pesticides 1= ne sont plus aussi efficaces comme avant 2= pas de changement 3= sont plus efficaces qu’avant 20. Connaissez-vous d’autre méthodes de lutte contre les ravageurs a part les produits chimiques ? 1= Oui 0= Non Citez-les : 21. A votre avis, quels sont les problèmes qui peuvent arriver à cause d’une forte utilisation de pesticides ? 1= aucun problème 2= Problème de santé pour les utilisateurs 3= Problème de l’environnement 4= Toxicité aux plantes 5= Autres (citer) 22. Quels sont les signes qui vous permettent de savoir quelqu’un est intoxiqué par les pesticides 23. En comparant les problèmes de maladies causés par les pesticides et leurs avantages, quel et votre avis concernant leur rentabilité. 146 ANNEXES 147 ANNEXES 148 ANNEXES 149 ANNEXES 150 ANNEXES 151 ANNEXES 152 ANNEXES 153 ANNEXES 154