Interactions des nanomatériaux avec des organismes d’eau douce appartenant à 2 niveaux trophiques

Interaction of nanomaterials with freshwater organisms from 2 trophic levels

• Auteur / Autrice : Andrea Rivero Arze
• Direction : Catherine Mouneyrac, Nicolas Manier, Amélie Châtel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance le 17/12/2021
• Etablissement(s) : Le Mans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut national de l'environnement industriel et des risques (France)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INERIS - Unité Méthodes et développements en Analyses pour l’Environnement
• Jury : Président / Présidente : Eric Pinelli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Mouneyrac, Nicolas Manier, Amélie Châtel, Eric Pinelli, José Maria Navas, Magalie Baudrimont, Nathalie Casse
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : José Maria Navas, Magalie Baudrimont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Risques écotoxicologiques

Microalgues d'eau douce

Effets des métaux

Organismes aquatiques

Toxicologie

Oxydes métalliques

Évaluation du risque

Nanoparticules

Mots clés libres

Nanomatériaux

Oxides métalliques

Microalgues

Microcrustacées

Interaction

Classification

Nanomaterials

Metallic oxides

Microalgae

Microcrustaceans

Interaction

Grouping

Résumé

En raison de leurs propriétés particulières, l’utilisation de nanomatériaux manufacturés (NM) a connu un essor considérable au cours des dernières décennies. La production de ces substances, toujours plus variées, est en constante augmentation ; soulevant par la même occasion de nombreuses questions notamment en ce qui concerne leur devenir dans les compartiments environnementaux et leurs effets potentiels vis-à-vis des organismes aquatiques. Cette thèse a étudié, de façon systématique et innovante, les interactions (adsorption, absorption, élimination et effets) d’un ensemble de douze NM (i.e. oxides métalliques) ayant des caractéristiques physico-chimiques variées, sur différents organismes d'eau douce représentatifs des producteurs primaires (microalgues) et des consommateurs primaires (microinvertébrés). Dans un premier temps, les interactions des trois espèces différentes de microalgues avec les NM ont été caractérisées à l’aide d’une méthode développée à cet effet. Les comportements d’accumulation et d’élimination de ces NM a ensuite été établi chez le microcrustacée filtreur D. magna et les effets précoces au niveaux cellulaire et individuel chez ces organismes ont été renseignés par transcriptomique Enfin, la possibilité d’établir des relations entre les propriétés physico-chimiques des NM et leur comportement vis-à-vis des organismes aquatiques a été étudiée. Ceci pour renseigner sur l’intérêt des paramètres biologiques dans les démarches de groupement des NM et de combler les lacunes existantes dans l'évaluation des risques des NM.

Due to their singular properties, the use of manufactured nanomaterials (NMs) has experienced a substantial success in the last decades. The growing production of these increasingly varied substances raises concern, in particular regarding their fate in environmental compartments and their potential effects on aquatic organisms. This thesis studied, in a systematic and innovative way, the interactions (adsorption, uptake, elimination and effects) of a set of twelve metal oxides NMs with different physicochemical characteristics, with different freshwater organisms representing primary producers (microalgae) and primary consumers (microinvertebrates). First, the interactions of three different species of microalgae with the NMs were characterized using a method developed for this purpose. Then, the uptake and elimination behaviors of the NMs in the filter-feeding microcrustacean D. magna were established. Subsequently, transcriptomic analyses allowed to determine the early molecular effects of NMs at the cellular and individual level of these organisms. Finally, the possibility of establishing relationships between the physicochemical properties of NMs and their behavior towards aquatic organisms was studied. The main findings of this work are finally intended to provide information on the importance of biological parameters in the NMs grouping processes of and to fill in the existing gaps in the risk assessment of NMs.