Précieux révélateurs vivants, les bio-indicateurs tels que lichens, animaux, plantes, bactéries sont des organismes utilisés pour surveiller la santé de notre environnement.

Faire appel à des organismes vivants pour surveiller la qualité de l’environnement ? L’idée n’est pas nouvelle : en 1866, le botaniste finlandais Nylander notait que les lichens du jardin du Luxembourg à Paris « donnaient, à leur manière, la mesure de la salubrité de l’air ». C’est seulement un siècle plus tard que la biosurveillance est devenue une discipline à part entière. « Cette approche a eu un fort écho médiatique dans les années 1990, lorsqu’on a observé le retour des lichens au centre de la capitale, d’où ils avaient disparu depuis des décennies à cause des pollutions industrielles », rappelle Laurence Galsomiès, du département de surveillance de la qualité de l’air de l’ADEME. « Sentinelles de l’air pur », les lichens comptent parmi les nombreux outils biologiques utilisés par les chercheurs afin de caractériser les pollutions de l’atmosphère, du sol ou de l’eau, d’identifier ou de prévoir les atteintes aux écosystèmes et de suivre leur évolution dans le temps et l’espace.

Des indicateurs biologiques
Bactéries, champignons, animaux ou végétaux, certaines formes de vie sont, en effet, de précieux révélateurs des perturbations de l’environnement. L’impact d’une pollution peut ainsi s’apprécier à l’aide de « bio-indicateurs » qui se situent à différentes échelles : présence ou absence de telle ou telle espèce, densité des populations ; modifications comportementales ou physiologiques observées à l’œil nu sur des organismes considérés individuellement ; effets biologiques « invisibles » sur le métabolisme ou l’ADN, décelables seulement grâce à des analyses en laboratoire. Des espèces vivantes ont également la propriété de concentrer dans leurs tissus les substances polluantes : l’élément toxique peut alors être dosé dans l’organisme « bio-accumulateur ».
« Bio-indicateurs et bio-accumulateurs nous aident à surveiller les pollutions, ils contribuent plus largement à une gestion écologique des milieux qui intéresse aussi bien les collectivités locales que les industriels ou les agriculteurs », résume Antonio Bispo, du département Gestion biologique et sols. Les Agences de l’eau utilisent depuis longtemps des indicateurs biologiques tels que les algues ou certaines espèces de poissons pour jauger la qualité des cours d’eau et des lacs. S’agissant de l’air, « l’intérêt de la biosurveillance végétale n’est plus à démontrer, affirme Laurence Galsomiès. Par exemple, le jaunissement des feuilles de tabac ou de trèfle, associé aussi à des nécroses spécifiques, indique la pollution à l’ozone ; de même, les mousses accumulent les métaux lourds issus des retombées industrielles. Les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) intègrent de plus en plus souvent ces outils pour cartographier les pollutions ou fournir des indices intégrés de la qualité de l'air ». Pour le sol, ce sont souvent des espèces animales vivant sous la surface (micro-organismes, vers de terre…) ou en contact direct avec celle-ci (escargots, petits rongeurs…) qui sont mises à contribution. «La bio-indication permet de mieux appréhender les pollutions locales d’origine industrielle, les pollutions diffuses dues aux retombées atmosphériques et à l’agriculture, mais aussi l’impact physique des gestions agricoles sur la qualité des sols et la biodiversité», précise Antonio Bispo.
Complémentaire des méthodes physico-chimiques qui mesurent des taux de concentration de polluants, les méthodes biologiques permettent de connaître l’impact sur le monde vivant, en prenant en compte la complexité des phénomènes environnementaux: effet cumulé des différentes pollutions; interactions entre l’air, l’eau et le sol; diffusion de la pollution via les chaînes alimentaires liant les espèces, y compris le chaînon humain… Simple, l’approche présente aussi un grand intérêt pédagogique: «On voit concrètement si une plante se porte bien ou pas, c’est plus parlant pour le public qu’un chiffre abstrait», souligne Laurence Galsomiès.

Trois initiatives en chantier
Pourtant, en France, l’expertise en biosurveillance de l’air et du sol – contrairement à celle de l’eau – reste encore limitée. «Par manque d’information, de contrainte réglementaire et de normalisation, le transfert des protocoles méthodologiques vers les bureaux d’études et les réseaux de surveillance ne s’opère que lentement, constate Laurence Galsomiès. Les méthodes d’analyse classique répondent aux besoins de la surveillance globale de l’air, mais la biosurveillance a un vrai rôle à jouer sur des polluants tels que les métaux lourds.» L’ADEME est à l’initiative du développement de dispositifs de biosurveillance en France comme le dispositif Bramm (Biosurveillance des retombées atmosphériques des métaux par les mousses); il permet une surveillance au niveau national mais s’inscrit aussi dans un contexte européen plus large : depuis 1996, les résultats des analyses de bio-accumulation dans des mousses récoltées sur plus de 500 sites en France, traçant près de 40 métaux lourds, sont transmis au niveau européen et permettent d’orienter les stratégies de prévention et de réduction de la pollution atmosphérique. Parallèlement, l’Agence cofinance et anime des recherches appliquées. Le programme «Bio-indicateurs de qualité des sols», lancé en 2004, mobilise ainsi des équipes de chercheurs dans toute la France pour fournir aux secteurs économiques et aux acteurs publics de nouveaux outils de surveillance, d'évaluation et de caractérisation basés sur les propriétés biologiques du sol. Enfin, un troisième grand chantier porte sur l’écriture de référentiels. En effet, il subsiste encore des difficultés d’interprétation liées au manque de référentiels (valeurs seuils, valeurs cibles) et de retours d’expériences. « Une fois les méthodes développées, si l’on veut que les outils sortent des laboratoires, il faut se confronter à la normalisation, affirme Antonio Bispo. C’est pourquoi l’ADEME aide les chercheurs à établir un corpus de normes nationales et internationales de biosurveillance, dont pourront s’emparer administrations, associations et professionnels de l’environnement. » Des normes existent pour la bio-indication du sol, et d’autres sont prévues (2008) pour la qualité de l’air.