Biosurveillance

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La biosurveillance est une méthode qui utilise le vivant pour mieux caractériser la pollution et ses effets. Elle consiste soit à mesurer, chez l’être humain, la quantité de certaines substances (ou de leurs “traces”) dans le corps, par exemple dans le sang, l’urine ou les cheveux, afin d’estimer l’exposition réelle aux polluants.

Elle peut aussi consister à observer ou analyser des organismes de la nature, comme des plantes ou des mousses, qui accumulent des polluants de l’air et peuvent donc servir d’“indicateurs” de la qualité d’un environnement. Ces deux dimensions sont complémentaires. Grâce à elles, on peut repérer des zones plus polluées, suivre l’évolution dans le temps et aider à décider d’actions pour protéger la santé et l’environnement.

Cataract Creek, Mount Tamalpais State Park

L’idée d’utiliser des organismes pour analyser la qualité de l’air est ancienne. Un exemple marquant est la proposition, dès 1865, d’utiliser les lichens comme « hygiomètres » de la qualité de l’air, à partir de l’observation de leur recul dans des zones soumises à des fumées industrielles et urbaines. Par la suite, l’approche s’est structurée. Des programmes internationaux ont permis la comparaison entre pays et la prise en compte de pollutions transfrontalières. Un programme européen de suivi des dépôts atmosphériques de métaux lourds basé sur l’analyse de mousses a été développé à partir de 1990 et a rassemblé de nombreux pays lors de campagnes successives, avec plusieurs milliers de sites suivis au milieu des années 2000. Cette dynamique montre l’un des atouts majeurs de la biosurveillance, à savoir produire des informations comparables dans le temps et dans l’espace à partir d’indicateurs biologiques, à condition de standardiser l’échantillonnage et l’interprétation.

Mesurer un polluant

Dans le champ de la santé au travail, la surveillance biologique des expositions est classiquement définie comme la mesure, dans des matrices telles que le sang, l’urine, les cheveux ou l’air expiré, d’un indicateur biologique d’exposition lié à une substance chimique chez des travailleurs exposés. Parallèlement à la santé humaine, dans le cadre des changements de l'écosystème, cette logique repose sur des « indicateurs biologiques » qui peuvent couvrir plusieurs niveaux :

· Indicateurs d’exposition, qui quantifient une substance, un métabolite ou un marqueur interne reflétant l’entrée du polluant dans l’organisme (imprégnation).

· Biomarqueurs d’effet, qui décrivent des changements au niveau moléculaire, cellulaire ou tissulaire chez un organisme sentinelle, utiles pour relier l’exposition à une réponse biologique précoce.

· Bioindicateurs, qui suivent des variations de présence, d’absence, d’abondance, de recouvrement, de biomasse, de diversité ou d’indices écologiques au sein de communautés biologiques.

· Bioaccumulateurs, qui accumulent dans leurs tissus des contaminants, et permettent une lecture cumulative des dépôts.

Ainsi, la biosurveillance ne se limite pas à « détecter » un polluant. Elle vise à évaluer l’exposition, à comparer des zones, à suivre des tendances temporelles et, lorsque c’est pertinent, à étudier des liens potentiels avec des impacts sanitaires ou écologiques.

3- Un exemple d’outil de biosurveillance : les mousses

Mousses et lichens sur un Branksia

Parmi les organismes utilisés en biosurveillance environnementale, les mousses occupent une place importante. Les mousses végétales, ou bryophytes, sont de petites plantes capables de capter l’eau et les nutriments directement à partir de l’air et des précipitations, ce qui en fait des candidates naturelles pour intégrer la pollution atmosphérique.

Plusieurs caractéristiques renforcent leur intérêt :

· Biologie et écologie adaptées : les mousses appartiennent aux bryophytes, un groupe comprenant environ 18 000 espèces dans le monde et environ 1 500 en France. Elles ne produisent pas de fleurs et s’ancrent au sol via des filaments plutôt que de vraies racines, et se développent particulièrement en milieux humides, ombragés et frais.

· Fonctions écosystémiques : elles agissent comme des « éponges » naturelles en retenant l’eau de pluie et en créant un microclimat favorable à d’autres organismes, ce qui soutient la biodiversité.

· Capacité d’intégration des dépôts : en tirant l’essentiel de leurs nutriments de l’air via l’eau de pluie, elles peuvent recueillir en premier des contaminants atmosphériques, notamment des métaux, certains pesticides et des composés associés à la pollution (par exemple NO₂ cité comme contaminant suivi).

Au-delà du suivi environnemental, ces propriétés permettent des cartographies de retombées atmosphériques, la comparaison de territoires et le suivi de tendances, notamment autour de zones industrielles ou urbaines.

4- Une démarche de biosurveillance : étapes clés

Une stratégie de biosurveillance s’organise généralement autour de 5 étapes essentielles :

1. Définir l’objectif : surveillance d’exposition humaine (imprégnation), contrôle d’un site, comparaison territoriale, suivi temporel, priorisation des actions.

2. Choisir l’indicateur biologique : matrice humaine (sang, urine, cheveux, air expiré) pour l’exposition, ou organisme bio-indicateur/bioaccumulateur (mousses, lichens, etc.) pour l’environnement.

3. Standardiser le protocole : sites, saisons, conditions de prélèvement, préparation des échantillons, méthodes analytiques.

4. Interpréter : intégrer la variabilité biologique, les conditions météorologiques, les caractéristiques des milieux, les sources potentielles.

5. Communiquer et piloter : transformer les résultats en décisions (prévention, réduction des émissions, surveillance renforcée).

5- Avantages et inconvénients de la méthode

La biosurveillance est un outil puissant, mais elle nécessite cependant une lecture prudente. Ainsi la biosurveillance a plusieurs avantages : elle permet de mesurer directement, dans le corps (par exemple dans le sang, l’urine ou les cheveux), la quantité de certaines substances chimiques, ce qui donne une image assez fidèle de l’exposition réelle. Elle est utile en santé publique, car elle aide à suivre l’évolution de l’exposition des populations, à repérer des groupes plus exposés et à vérifier si les règles et actions mises en place réduisent la pollution. Elle peut aussi servir à étudier l’environnement grâce à des êtres vivants qui accumulent des polluants, comme certaines mousses, ce qui permet de comparer des lieux entre eux. En revanche, la biosurveillance a aussi des limites : elle ne permet pas toujours de savoir précisément d’où vient le polluant . Enfin elle nécessite des prélèvements et des analyses en laboratoire, puis une interprétation prudente des résultats.

6- Bilan : utilité de la biosurveillance

La biosurveillance est très intéressante parce qu’elle permet de savoir, de façon concrète, à quels polluants les personnes sont vraiment exposées, en mesurant leur présence dans l’organisme, leur « imprégnation ». Elle aide ainsi à repérer des zones ou des groupes plus exposés, et à suivre si la pollution diminue ou augmente au fil du temps. Elle sert aussi à guider les décisions pour protéger la santé, par exemple en renforçant certaines règles ou en lançant des actions de prévention quand les niveaux mesurés sont trop élevés. Enfin, elle complète les mesures faites dans l’air, l’eau ou le sol, car il est souvent difficile d’estimer précisément l’exposition uniquement à partir des mesures dans l’environnement.

Cet article a été créé ou enrichi dans le cadre de la VikiacadEMI . Autres articles fruits de la VikiacadEMI