Impact des stratégies de post-traitements sur la génotoxicité des aérosols complexes émis par les moteurs diesel utilisant des carburants biosourcés

Impact of post-treatment strategies on genotoxicity of aerosol complex issued by diesel engines using biofuel

• Auteur / Autrice : Claire Barraud
• Direction : Véronique André
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Aliments bioprocédés toxicologie environnements (Caen ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : François Sichel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique André, François Sichel, Lydie Sparfel, Michel de Méo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lydie Sparfel, Michel de Méo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biocarburants

Particules (matière)

Catalyseurs

Toxicologie génétique

Mutagenèse

Moteurs diesel -- Gaz d'échappement

Résumé

Ce travail de thèse a pour but d’évaluer la génotoxicité des aérosols complexes issus de moteurs diesel ainsi que l'impact des nouveaux carburants réglementés (esters méthyliques du colza, emc) et des stratégies de post-traitements (catalyseurs d’oxydation et filtres à particules) des motorisations actuelles. Un dispositif original d’exposition des divers modèles biologiques, directement aux flux d’aérosols, a été utilisé en comparaison avec les méthodes classiques d’exposition en phase liquide. Il permet d'observer les effets de l'aérosol dans sa globalité, de manière à mimer des conditions plus réalistes. Ce modèle d'exposition « on line » apporte une vision novatrice de la génotoxicité et de la mutagénicité des émissions de moteurs diesel, mettant en avant la contribution significative de la phase gazeuse. En contraste, l’implication de la phase particulaire serait beaucoup plus limitée. Les systèmes de dépollution entrainent une diminution très significative des effets mutagènes et génotoxiques de la phase particulaire. Le protocole « on line » a permis de montrer qu’une génotoxicité et une mutagénicité limitées mais significatives restaient associées à la phase gazeuse. Concernant les biocarburants, la phase particulaire apparaît globalement plus génotoxique et mutagène que celle issue du gazole standard. Toutefois, l’aérosol complet étudié avec le protocole « on line » révèle un potentiel pro-oxydant plus faible de ces biocarburants. Dans tous les cas, les différences entre carburants sont fortement réduites, voire abolies, par les systèmes de dépollution.

The goal of this thesis was the mutagenicity and genotoxicity assessment of whole exhausts issued from diesel engine together with the impact of new biodiesel fuels supplemented with rapeseed methyl ester (rmc) and the impact of aftertreatment devices (diesel oxidation catalyst and particulate filter). An original exposure device was used on various biological models, exposed directly under a continuous flow of exhaust (on line exposure), and compared with more classical exposure to resuspended particles (off line exposure) in liquid phase. On line exposure device is thought to be more realistic. This on line exposure model provides an innovative tool for the study of genotoxicity and mutagenicity of diesel exhausts, underlining the significant contribution of the gaseous phase. In contrast, particles implication seems to be by far more limited. Aftertreatment devices induce a very significant reduction of mutagenic and genotoxic effects of the particulate matter. On line protocol showed a limited but significant remaining genotoxicity and mutagenicity associated with the gaseous phase. Concerning biofuels, particulate matter is more genotoxic and mutagenic than that issued from standard gasoil. However, on line exposure to the whole aerosol reveals the lower pro-oxidant potential of biofuels. In all cases, the differences between fuels are dramatically reduced, or abolished, by the aftertreatment devices.