Glyphosate

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Glyphosate
    Structure chimique du glyphosate
Glyphosate-3D-balls.png
Glyphosate-3D-vdW.png
Structure chimique du glyphosate
Identification
Nom UICPA N-(phosphonométhyl)glycine
Synonymes

acide 2-[(phosphonométhyl)amino]acétique

No CAS 1071-83-6
No EINECS 213-997-4
SMILES
InChI
Apparence solide blanc, inodore[1]
Propriétés chimiques
Formule brute C3H8NO5P  [Isomères]
Masse molaire[2] 169,0731 ± 0,0047 g/mol
C 21,31 %, H 4,77 %, N 8,28 %, O 47,32 %, P 18,32 %,
pKa 0,8[réf. souhaitée]
Propriétés physiques
fusion (décomposition) : 230 °C[1]
ébullition 230 °C décomposition
Solubilité dans l'eau à 25 °C : 12 g·l-1[1]
Insoluble dans la plupart des solvants organiques
Masse volumique 1,7 g·cm-3[1]
Pression de vapeur saturante à 20 °C : négligeable[1]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Irritant
Xi
Dangereux pour l’environnement
N



Transport
90
   3077   
SGH[3]
SGH05 : CorrosifSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Danger
H318, H411,
Écotoxicologie
DL50 1 568 mg·kg-1 (souris, oral)
130 mg·kg-1 (souris, i.p.)
7 940 mg·kg-1 (lapin, peau)[réf. souhaitée]
Sel d'isopropylamine de glyphosate
Identification
Synonymes

sel d'isopropylamine de N(-phosphonométhyl)glycine

No CAS 38641-94-0
SMILES
InChI
Apparence solide
Propriétés chimiques
Formule brute C6H17N2O5P  [Isomères]
Masse molaire[4] 228,1833 ± 0,0079 g/mol
C 31,58 %, H 7,51 %, N 12,28 %, O 35,06 %, P 13,57 %,
Propriétés physiques
Solubilité très soluble dans l'eau
Masse volumique 1,218 g·ml-1 à 25 °C[réf. souhaitée]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Irritant
Xi



Écotoxicologie
DL50 10 537 mg·kg-1 (rat, oral)
7 500 mg·kg-1 (rat, peau)[réf. souhaitée]
Glyphosate-trimésium
Identification
Synonymes

triméthylsulfonium de l'ion N-(phosphonométhyl)glycine

No CAS 81591-81-3
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule brute C6H16NO5PS  [Isomères]
245,235087 gmol-1
C12H32NO5PS3  [Isomères]
397,558731 gmol-1
Propriétés physiques
ébullition 110 °C à 760 mmHg[réf. souhaitée]
Solubilité 1 050 g·l-1 dans l'eau à 20 °C ;
ou 4 300 g·l-1 eau à 25 °C[réf. souhaitée]
Masse volumique 1,27 g·cm-3[réf. souhaitée]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Nocif
Xn
Dangereux pour l’environnement
N



Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le glyphosate (N-(phosphonométhyl)glycine, C3H8NO5P) est un désherbant total foliaire systémique, c’est-à-dire un herbicide non sélectif absorbé par les feuilles et ayant une action généralisée, autrefois produit sous brevet, exclusivement par Monsanto à partir de 1974, sous la marque Roundup. Le brevet est tombé dans le domaine public en 2000, d'autres sociétés produisent désormais du glyphosate.

Le glyphosate seul est peu efficace, car il n'adhère pas aux feuilles et les pénètre difficilement. On lui adjoint donc un tensioactif (ou surfactant). Ces produits sont connus pour provoquer des mortalités cellulaires (par contact direct avec une cellule ou un tégument et des irritations).

De nombreuses espèces de plantes, notamment des dicotylédones sur lesquels le glyphosate est en général moyennement efficace, développent des résistances au glyphosate, dont par exemple l'evil pigweed (Amaranthus palmeri de la famille des amarantes) qui pousse à une vitesse telle qu'elle force des agriculteurs du Sud des États-Unis à abandonner leurs champs[5]. L'apparition de cette espèce de plante résistante est considérée comme une véritable menace pour l'agriculture par l'Université de Géorgie[6]. Néanmoins les résistances aux herbicides les plus courantes concernent plutôt la famille des sulfonylurées. Ces résistances sont facilement contournées avec des rotations et l'alternance des molécules et c'est seulement la monoculture de soja résistant au Roundup qui est menacée par ces plantes.

Le glyphosate est classé depuis le comme cancérogène « probable » par le Centre international de recherche sur le cancer. Toutefois, un panel d'experts de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture et de l'Organisation mondiale de la santé estime en mai 2016 qu'il est improbable que le glyphosate soit cancérigène par voie alimentaire[7].

Propriétés chimiques[modifier | modifier le code]

Le glyphosate est un acide organique faible, analogue d'un acide aminé naturel, la glycine, doté d'un groupement phosphonate.

Son nom est la contraction de glycine, phospho- et -ate.

De cette structure, il présente quatre pKa (0,7 ; 2,2 ; 5,9 ; 10,6). Zwitterionique quel que soit le pH, il est aussi très soluble dans l'eau et très polaire (logP < -3,2). Dans les sols, il est assez rapidement adsorbé, et cette adsorption (plus ou moins importante selon le pH) le rend normalement assez peu mobile.

Pour accroître sa solubilité et son passage dans la plante et la sève, les industriels le préparent souvent sous forme de sel d’isopropylamine (C6H17N2O5P, Roundup)[8]. Des additifs (tensioactifs, tels que le polyoxyéthylène amine) lui sont ajoutés pour le fixer sur les plantes[9].

Utilisation et intérêt agronomique[modifier | modifier le code]

Glyphosate utilisé comme alternative au fauchage dans un verger de pommiers à Castelbello-Ciardes (Italie).

Le glyphosate est l'herbicide le plus utilisé dans le monde, son succès repose sur un coût faible, une bonne efficacité et une très grande souplesse d'utilisation. Il est largement utilisé pour du désherbage agricole mais aussi pour l'entretien des espaces urbains et industriels. En agriculture, le glyphosate permet une destruction efficace des adventices ou des repousses, sans effet sur la culture suivante et avec un coût réduit. La diffusion du glyphosate a favorisé le développement des techniques d'agriculture de conservation en permettant de désherber les parcelles sans retourner la terre. Le glyphosate n'est toutefois pas une condition nécessaire à la culture sans labour, qui est aussi pratiquée dans le cadre de l'agriculture naturelle.

Dégradation[modifier | modifier le code]

Le glyphosate est principalement dégradé dans les sols, moins rapidement que dans l'eau des rivières, des lacs et des nappes phréatiques (demi-vie supérieure à un mois dans le sol)[10].

Les principaux produits de dégradation du glyphosate dans l'environnement sont l'acide aminométhylphosphonique (AMPA), et le glyoxylate[10]. De l'acide aminométhylphosphonique et du glyphosate ont été détectés dans l'eau des nappes phréatiques, dans les rivières et dans l'eau du robinet[11].

Des chercheurs de Monsanto ont montré en 1987 qu'une souche de bactéries du genre pseudomonas était capable de dégrader le glyphosate en glycine et en phosphate[12].

Mécanisme d'action[modifier | modifier le code]

Le mécanisme d'action[13] de cet herbicide est une inhibition de l'enzyme 5-énolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (ou EPSPS), une enzyme de la voie de biosynthèse des acides aminés aromatiques.

Historiquement, et selon la littérature, depuis que les semenciers (qui sont aussi producteurs de désherbant) cherchent à produire des semences et plantes résistantes au glyphosate, ils auraient trouvé au moins trois voies pour atteindre ce but chez des végétaux cultivés, normalement vulnérables à cette molécule herbicide[13].

  1. Les premiers travaux ont été axés sur l'adaptation progressive (par simple sélection) des cellules végétales cultivées à une exposition lentement croissante au glyphosate. Les cellules ainsi obtenues étaient devenues résistantes au glyphosate, par exemple en raison de la surexpression du gène EPSPS, de l'amplification de ce gène (EPSPS), ou d'une plus grande stabilité enzymatique[13].
  2. D'autres travaux ont recherché à créer une résistance en transformant les plantes concernées avec des gènes permettant de dégrader et métaboliser le glyphosate sans dommages pour la plante :
    • une enzyme dite « GOX » (pour glyphosate oxydoréductase) a été trouvée chez un micro-organisme du sol. Elle casse la liaison azote-carbone du glyphosate en produisant de l'acide aminométhylphosphonique,
    • un autre gène dit « GAT » (pour glyphosate N-acétyl-transférase) s'est montré capable d'acétyler et désactive le glyphosate[13],
  3. un troisième mécanisme (celui qui a été utilisé pour mettre sur le marché diverses plantes transgéniques résistantes au glyphosate) a consisté à insérer par transgénèse un gène codant pour l'enzyme EPSPS[13].

Plusieurs chercheurs ou équipes ont utilisé la mutagenèse dirigée, ou des substitutions d'acides aminés de l'EPSPS, mais la forme de l'enzyme EPSPS la plus résistante au glyphosate à ce jour serait celle qui a été isolée à partir de la souche CP4 d'Agrobacterium spp[13].

L'observation d'apparition dans les champs de « mauvaises herbes » devenues résistantes au glyphosate laissent penser que d'autres mécanismes physiologiques de résistance au glyphosate sont possibles. Un liseron des champs assez résistant présente une production élevée de l'enzyme 3-désoxy-d-arbino-heptulosonate 7-phosphate synthase, la première enzyme de la voie shikimique, ce qui suggère que le flux de carbone accru par la voie shikimique peut offrir une résistance au glyphosate[13].

Une autre « mauvaise herbe » (Gaillet gratteron ou Galium aparine ; goosegrass pour les anglophones) se montre capable de réduire la translocation du glyphosate à partir de la surface foliaire traitée[13].

La voie la plus efficace semble être l'enzyme EPSPS, impliquée dans la voie métabolique de l'acide shikimique, laquelle est nécessaire pour la synthèse des acides aminés aromatiques tels que la phénylalanine, la tyrosine et le tryptophane ; ces acides aminés participent à la synthèse des vitamines et de beaucoup de métabolites secondaires, comme les molécules hormonales d'intérêt sur le développement de la plante telles que les folates, l'ubiquinone et des naphtoquinones[14]. La biosynthèse d'acides aminés par l'enzyme EPSPS est absente chez les animaux, si bien que cette voie n'a pas a priori d'effet sur eux.

Utilisations et polémiques[modifier | modifier le code]

Le glyphosate est notamment utilisé par le gouvernement colombien, aidé par le gouvernement des États-Unis dans son Plan Colombie pour détruire les champs de coca produisant de la drogue qui finance des actions de groupes rebelles. Ces actions détruisent des milliers d'hectares de reliques de forêt tropicale, parfois classées réserves naturelles, comme la forêt du Putumayo, et des exploitations agricoles légales. Les populations de ces forêts craignent des impacts sur leur santé, comme dans le cas de l'agent orange utilisé comme défoliant pendant la guerre du Viêt Nam. Les communautés amérindiennes sont parmi les premières touchées.

L'Équateur voisin craint aussi des conséquences sanitaires et écologiques des fumigations colombiennes de glyphosate près de ses frontières, dans le Putumayo. Le refus colombien d'abandonner ces pulvérisations aériennes a provoqué en 2006-2007 une crise diplomatique entre les deux pays[15].

En mai 2015, le Conseil national des stupéfiants de la Colombie a ordonné la suspension des épandages de glyphosate pour détruire les plantations illégales de coca, à la suite de l'avis de l'Organisation mondiale de la santé classant l'herbicide comme « cancérigène probable », et à la demande de la Cour constitutionnelle de la Colombie, qui cite le principe de précaution. Pour mettre en œuvre cette décision, l'Agence nationale des permis environnementaux doit se prononcer immédiatement et annuler le permis accordé au programme de pulvérisation[16],[17],[18],[19].

La culture majoritaire de soja OGM résistant au glyphosate en Argentine et au Brésil a entraîné une utilisation massive de ce désherbant, en substitution d'autres produits. Des résistances sont apparues, amenant à l'utilisation de doses de plus en plus importantes et à des mélanges avec du paraquat. Le recours au glyphosate permet toutefois d'éviter le travail du sol et le recours au labour, et ainsi de mettre en œuvre des techniques dites d'agriculture de conservation[20].

La polémique a aussi porté sur la biodégradabilité de désherbants contenant du glyphosate. Le glyphosate est un des premiers herbicides permettant de semer directement après usage et sans effet sur la culture suivante ; l'effet désherbant apparaît uniquement en cas de pulvérisation sur les feuilles de la plante. La possibilité de planter vite juste après un désherbage efficace était une vraie rupture à l'époque de sa mise sur le marché. À titre de comparaison un herbicide plus ancien comme le 2,4-D est capable d'affecter un semis de dicotylédones jusqu'à soixante jours après traitement et même perturber des levées de céréales qui sont normalement insensibles à cette molécule. Au niveau marketing cette absence d'effet secondaire sur la culture suivante s'est vite transformée en l'affirmation d'une biodégradabilité totale et rapide.

Le fabricant Monsanto a perdu plusieurs procès parce qu'il avait présenté le Roundup, sur ses étiquettes et affiches, comme dégradable ou biodégradable (dans le sol comme dans l'eau). La demi-vie du glyphosate (le temps nécessaire pour que 50 % des molécules de glyphosate soient dégradés) est selon une étude de l'EGEIS en moyenne de 49 jours dans le sol, avec une très forte dispersion selon les conditions (de 4 à 189 jours). L'un de ses produits de dégradation, l'AMPA, a en conditions de laboratoire une demi-vie d'environ 32 jours dans le sol ; cette demi-vie est inférieure à 7 jours dans l'eau, avec une efficacité variant selon la richesse du sol en bactéries, la température, la nature et l'acidité du sol, etc. Elle varierait de 20 à 100 jours selon l’état du sol d'après d'autres sources[21]. Le glyphosate se dégrade en sous-produits, eux-mêmes difficilement biodégradables, avec des délais variant selon le contexte. Les sols morts (sols viticoles, trottoir désherbé) n'ont pas de richesse bactérienne et sont quasiment incapables de dégrader le glyphosate.

Contamination des milieux (eau, air, sol) et cinétique environnementale[modifier | modifier le code]

Les analyses permettant de doser le glyphosate dans les milieux naturels ont longtemps été difficiles, longues et coûteuses[22],[23],[24]. Elles étaient donc rares.

Jusque dans les années 2000, la mobilité et cinétique environnementale du glyphosate est restée mal connue et l'est encore incomplètement[25]. Cette information devenait importante car cette molécule est l'herbicide le plus utilisé, et son utilisation a été fortement accrue dans les zones de cultures de plantes transgéniques rendues tolérante au glyphosate[26] et parce que d'autres herbicides étaient trouvés dans l'air et les pluies[27], sources potentielles d'exposition pour l'homme et les travailleurs agricoles (ou forestiers[28]) en particulier. Depuis que des progrès techniques ont amélioré la précision des analyses et en ont diminué les coûts, on prend conscience que, bien que dégradable, le glyphosate, comme de nombreux herbicides et insecticides (y compris interdits depuis des années) est très souvent présent dans l'air, les eaux et les sols (voir ci-dessous).

Dans les sols[modifier | modifier le code]

Les taux de glyphosate y sont difficiles à mesurer en raison du fait qu'il est absorbé sur les particules du sol et difficile à extraire sans le dénaturer. Il y est probablement souvent présent, car c'est le premier désherbant et le premier pesticide vendu au monde, avec une quantité qui a plus que doublé en quatre ans, passant de 0,5 et 1 million de kilogrammes en 1986 à plus de deux millions de kilogrammes en 1990.

Il est très utilisé en forêt (pour préparer et dégager les plants), pour le désherbage en vue de l’ensemencement de nombreuses cultures et comme défoliant pour certaines autres cultures (blé, orge, légumes, colza ou moutarde sauvage, lin, cultures fourragères), et/ou dans les jardins par les particuliers et souvent pour la culture sans labour (technique permettant cependant la réduction des doses employées en semant sous couvert par exemple). Les pays qui ont autorisé la culture d'OGM résistant au glyphosate ont vu sa consommation augmenter au détriment d'autres herbicides, en général plus coûteux et spécifiques.

Dans l'eau[modifier | modifier le code]

Le glyphosate y est soluble (12 g·l-1 à 25 °C dans l'eau douce).

Il était réputé peu mobile dans les sols et donc à faible risque de contamination des nappes, mais son usage massif, notamment pour les usages non agricoles (jardinage, désherbage de voirie) mal contrôlé, explique sa présence dans de nombreux cours d'eau et nappes phréatiques. Il est plus mobile et soluble dans les sols alcalins ou riches en phosphates (minéral indispensable aux plantes, présent en quantité dans les sols riches ou bien amendés)[29].

Une étude a détecté des taux de 200 à 300 μg·l-1 de glyphosate peu après une pulvérisation directe dans de l’eau stagnante. Ce taux n'a été réduit que de moitié après trois semaines environ. Le Roundup n'a jamais été autorisé (en UE) pour désherber des mares et étangs de pêche en eau. La nature des bactéries présentes, la présence ou absence d'un biofilm important, la quantité d'ultraviolets, la température (saison) et le pH jouent probablement également un rôle dans la vitesse de dégradation du glyphosate dans l'eau[30]. D'autres sources citent une pulvérisation directe sur lacs et étangs de 1 kg/ha suivie d'une concentration initiale de 1 100 μg·l-1 réduite à 149 μg·l-1 après 2 jours et à 55 μg·l-1 après 5 jours.[réf. nécessaire]

En sylviculture (au Québec) après pulvérisation, on n'en a pas trouvé (seuil de détection de 1,0 μg·l-1) dans huit cours d’eau protégés par une zone tampon de 30 m, mais on en a trouvé[31] dans deux échantillons provenant de fossés (16,9 μg·l-1 au max.). Dans les étangs ayant reçu une pulvérisation directe, le taux était de 2 800 μg·l-1 dans l'eau juste après la pulvérisation, mais avait chuté à 288 μg·l-1 24 heures plus tard. Du glyphosate et/ou ses produits de dégradation est (sont) retrouvé(s) dans certains sédiments en mer[32], et des études ont porté sur son adsorption dans la zone insaturée d'un aquifère sédimentaire[33] ou sur le continent[34], mais sa cinétique dans ces sédiments ou dans l'eau interstitielle des sédiments semble peu étudiée.

En 2006, une étude de l'IFEN a montré que le glyphosate et l'AMPA, son produit de dégradation, étaient les substances les plus retrouvées dans les eaux en France[35]. Ce résultat n'est pas étonnant en soi : le glyphosate est l'herbicide le plus vendu en France ; par ailleurs, l’AMPA est également produit par dégradation d’autres substances utilisées au sein de produits phytosanitaires et de détergents[36].

Cinétique atmosphérique (circulation via les aérosols, l'air et la pluie)[modifier | modifier le code]

Sa faible tension de vapeur (<1×10-5 Pa à 25 °C)[37] le rend peu soluble dans l'air, mais il peut y être présent sous forme d'aérosol ou fixé sur des poussières issues de sol poudreux et sec traité. Dans certaines conditions il peut aussi y être pour partie dégradé par photodécomposition sous l'effet des ultraviolets de la lumière solaire. Le glyphosate a donc d'abord été considéré très peu volatil dans l'air ; et son impact en termes de pollution atmosphérique et sa présence aérienne ont été longtemps supposés négligeables. Il ne concernait, pensait-on, que principalement et localement les aérosols provenant des dispositifs d'épandages. Les fiches de sécurité n'exigent d'ailleurs pas d'appareil de protection respiratoire, ce qui n'est pas le cas de tous les pesticides, y compris autorisés en agriculture biologique[38],[39].

En 2001, une étude allemande a cependant montré que les poussières et aérosols issus de l'érosion et du travail du sol sont une source significative de glyphosate dans l'air[40].

En 2011, une autre étude[41] s'est pour la première fois intéressée à la présence et au devenir du glyphosate et de son premier produit de dégradation (l'AMPA) dans l'atmosphère et dans la pluie en Amérique du Nord. Elle a révélé que ces deux molécules étaient bien présentes dans l'air (et par suite dans les pluies). Les chercheurs ont échantillonné de l'air et des pluies, hebdomadairement durant deux saisons (2007-2008) de croissance des végétaux dans des zones agricoles du Mississippi et de l'Iowa. Ils avaient aussi échantillonné des pluie dans l'Indiana (en 2004 et uniquement durant la saison de croissance des plantes) lors d'une phase préliminaire de l'étude. Leurs analyses ont montré une fréquence de détection du glyphosate variant de 60 à 100 % (à la fois dans l'air et à la pluie). Le taux de glyphosate dans l'air variait de moins de 0,01 à 9,1 ng/m3 dans l'air, mais de 0,1 à 2,5 μg/L dans la pluie[41]. Dans l'air, la fréquence de détection et de concentrations médiane et maximale de ce produit (glyphosate) était comparable voire supérieure à celles des autres herbicides les plus utilisés dans le bassin du fleuve Mississippi, mais sa concentration dans l'eau de pluie était plus élevée que celle des autres herbicides (a priori en raison de sa forte solubilisation dans l'eau)[41]. Les auteurs ne disposaient pas du tonnage épandu (ni des quantités introduites dans l'air) dans les zones d'étude, mais ils ont estimé d'après leurs analyses que jusqu'à 0,7 % du tonnage appliqué sur les plantes est extrait de l'air via la pluie (avec des variations selon la pluviométrie)[41]. En moyenne 97 % du glyphosate dispersé dans l'air serait ainsi éliminé par une pluie hebdomadaire de 30 mm, par contre il est alors au moins en partie réintroduit dans les milieux aquatiques, cours d'eau et leurs sédiments (où des études antérieures l'avaient déjà retrouvé[42] alors qu'il était supposé fixé et rapidement inactivé dans les sols[43] et où il met plus de temps à se dégrader[44]).

Écotoxicologie[modifier | modifier le code]

Quelques études laissent suspecter (ou ont confirmé) plusieurs problèmes :

  • le glyphosate pourrait réagir avec les nitrites présents dans certains aliments, mais aussi dans les sols agricoles pour former le N-nitroso-phosphono méthylglycine, un cancérogène possible (effet observé chez le rat de laboratoire[45]) ;
  • on cherche à mieux comprendre la cinétique du glyphosate dans l'organisme des plantes[46].
    Une étude récente (2008) s'appuyant sur du glyphosate radiomarqué au carbone 14 pulvérisé sur une culture expérimentale de Senna obtusifolia a montré qu'il ne se répartit pas de manière homogène dans la plante[47], ce qui peut être important pour le suivi de la cinétique de ce produit dans l'organisme ou dans l'environnement, et qui pourrait expliquer certaines résistances observées, dont chez des plantes invasives à rhizomes comme l'est devenue en Floride[48] et notamment dans les Everglades la fougère Lygodium microphyllum (en)[49] ;
  • on a montré en 2002 que le glyphosate a (paradoxalement) un effet reprotoxique sur les cotonniers transgéniques (cottonniers, Gossypium hirsutum L. ‘Delta Pine & Land 5415RR’, ‘Delta Pine & Land 50’, ‘Delta Pine & Land 90’, ‘SureGrow 125RR’, génétiquement modifiés pour résister au glyphosate. Deux phénomènes ont été conjointement observés en plein champ sur ces cotonniers, quand ils ont été traités au Roundup :
    1. une mauvaise pollinisation[50], sachant que, normalement, le cotonnier est autofécond[51],
    2. une augmentation du taux d'avortement des capsules de cotonnier transgénique[50], ce qui cause une perte de rendement.
      Des études anatomiques ont montré un effet différé des applications de glyphosate en post-levée (en période d'anthèse (période fonctionnelle pour la reproduction de la fleur), on observe un allongement de la colonne staminale, ce qui augmente très significativement la distance entre les anthères et la pointe de l'organe femelle (stigmate réceptif)[50]. Cette distance est augmentée de 4,9 à 5,7 mm au cours de la première semaine de floraison[50] ; ce qui diminue de 42 % la quantité de pollen se déposant sur le pistil des cotonniers transgéniques, comparativement à ceux qui n'ont pas été traités[50]. De plus, le microscope électronique montre que ce pollen présente « de nombreuses anomalies morphologiques » (par rapport au pollen des mêmes cotonniers transgénique mais non-traités[50]. L'irrigation influe sur ces paramètres[52] en améliorant les rendements et la qualité de la fibre, mais indépendamment du traitement ou non au glyphosate. On étudie des pistes de solution[53] ainsi que la « translocation » de glyphosate radiomarqué dans le cotonnier pour mieux comprendre ces phénomènes[54] ;
Article détaillé : CP4 EPSPS.
  • des travaux récents (2013) montrent que de très fortes doses de glyphosate (supérieures à 1 000 μg/L, soit dix mille fois la norme dans l'eau potable) inhibent le développement embryo-larvaire et la métamorphose de l'huître du Pacifique Crassostrea gigas[55].

Toxicologie[modifier | modifier le code]

Le , le glyphosate a été classé « cancérogène probable pour l'humain » (groupe 2A) par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) de l'Organisation mondiale de la santé[56],[57]. Ce classement est fondé sur des résultats d'études conduites in vitro et in vivo.

Le , l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a estimé au contraire qu'il était improbable que le glyphosate, dans les conditions actuelles d'usage et d'exposition, présente un danger cancérogène pour l'homme. Elle justifie sa conclusion contraire à celle du CIRC par la prise en compte d'un certain nombre d'études non évaluées par ce dernier[58],[59]. En effet, l'EFSA, à la différence du CIRC, a pris en compte des études confidentielles réalisées par les industriels. Cela explique en partie les différences d'interprétation[60]. Par ailleurs, des soupçons de conflit d'intérêt existent sur la décision de l'EFSA car 82 % des experts ayant participé à l'évaluation ne sont pas connus nommément. À l'inverse tous les experts du CIRC sont connus[60].

Auparavant, les méta-analyses sur le sujet semblaient montrer que le glyphosate présentait un profil toxicologique plutôt favorable comparé à d'autres herbicides, comme l'atrazine : le glyphosate n'a pas d'effet connu sur la reproduction et la descendance ; l'exposition réelle reste très inférieure (facteur 500) au seuil de tolérance de la U.S. Environmental Protection Agency. Avant cet avis de l'OMS, le glyphosate ne semblait pas poser de problème pour la santé humaine[61],[62].

La dose létale médiane (DL50) du glyphosate pur se situe à environ 1 % du poids corporel[63]. Les effets toxiques immédiats sont faibles, même à hautes doses. On note cependant une réduction notable du poids corporel et du poids du foie.

Les études[64] de laboratoire ont montré[65] que le glyphosate ingéré était absorbé pour 15 à 40 % de la dose ingérée. Quant à son premier sous-produit de dégradation (l’acide aminométhylphosphonique ou AMPA), il est absorbé à environ 20 % de la dose ingérée.

Une autre étude[66] a montré chez des singes que l’absorption cutanée d’une préparation de glyphosate était faible (2 % après sept jours d’application locale). Mais le passage transcutané peut varier selon les espèces, les conditions (transpiration) et l’âge (chez l'humain, la peau des enfants est par exemple beaucoup plus perméable). Une dose ingérée (ou injectée (intrapéritonéale)), unique ou répétée durant douze jours, est éliminée en grande partie via l’urine, essentiellement sous une forme non dégradée, bien que l’on trouve aussi de petites quantités d’AMPA. L’excrétion biliaire et la circulation entéro-hépathique sont quantitativement minimes après cent-vingt heures. Une dose unique de glyphosate était éliminée à 94 % dans les urines, chez les mâles et les femelles (0,1 % seulement d’une dose étant éliminée sous la forme de dioxyde de carbone marqué 22), en condition de laboratoire (animaux peu mobiles, non malades, non exposés aux aléas climatiques, etc.). L’ingestion quotidienne de glyphosate durant deux semaines se traduit par des concentrations tissulaires maximales au sixième jour d’administration. Les concentrations les plus fortes étant mesurées dans les reins (<1 ppm), puis de manière décroissante dans la rate, les tissus adipeux, le foie, les ovaires, le cœur et les muscles, les résidus diminuant progressivement après que l’animal a cessé d’ingérer le produit, les concentrations rénales étant de 0,1 ppm après dix jours.

Il est démontré que différents herbicides à base de glyphosate perturbent le cycle des divisions cellulaires chez l'embryon d'oursin. Selon les auteurs de cette étude, ce sont des effets qui peuvent provoquer des cancers ; ils concluent au caractère potentiellement cancérigène des herbicides testés[67].

Une étude de l'université de Caen, publiée dans Chemical Research in Toxicology fin décembre 2008, met en évidence l'impact de diverses formulations et constituants de ce pesticide sur des lignées cellulaires humaines (cellules néonatales issues de sang de cordon, des cellules placentaires et de rein d'embryon). Les auteurs signalent diverses atteintes de ces cellules (nécrose, asphyxie, dégradation de l'ADN, etc.), induites soit par le glyphosate, soit par un produit de sa dégradation (AMPA), soit par un adjuvant (POEA) qui facilite son incorporation par les plantes cibles, soit par des formulations commerciales de l'herbicide[68],[69].

Cette étude a été critiquée par la communauté scientifique. L'Agence française de sécurité sanitaire des aliments a notamment mis en évidence trois problèmes méthodologiques[70] :

  • les cellules ont été soumises à un pH 5,8 sans solution tampon pendant 24 heures, ce qui permet non pas d'observer l'effet du glyphosate, mais plus vraisemblablement l'effet d'une solution acide et hypotonique sur des cellules. Les cellules animales supportent un pH entre 7,4 et 6,8 et ont besoin d'un environnement ionique précis pour survivre. En l'absence de témoin, l'effet glyphosate ne peut être confirmé ;
  • les observations de mortalité cellulaire ne peuvent pas être extrapolées sur le comportement de l'organisme entier. Des nombreuses substances provoquent des mortalités cellulaires locales sans être toxiques pour l'organisme entier, c'est notamment le cas de certains désinfectants (certains composants des collyres par exemple).

L'agence estime que « les auteurs [de l'étude] sur-interprètent leurs résultats en matière de conséquences sanitaires potentielles pour l’homme, notamment fondées sur une extrapolation in vitro-in vivo non étayée »[74].

Des scientifiques argentins ont évalué les effets d'une exposition au glyphosate sur le développement d'embryons de vertébrés (les embryons étaient incubés dans une solution diluée de glyphosate). Selon les résultats de leur étude, les embryons traités présentaient de sévères anomalies[75]. Cette étude était motivée par l'observation d'une forte élévation du nombre de cancers et de malformations congénitales dans la région de Monte Maiz, en Argentine, à la suite de l'adoption de cultures OGM résistant au désherbant et à l'utilisation plus importante de celui-ci, notamment par épandage aérien[76]. Cette étude a été critiquée par le département fédéral pour la protection des consommateurs et la sécurité alimentaire allemand (BVL)[77].

Une autre étude a conclu à l'absence de « malformations dramatiques » à la suite de l'exposition d'amphibiens au glyphosate dans des conditions reproduisant une utilisation normale[78].

Effets sublétaux sur les bactéries ; le glyphosate parfois source d'antibiorésistance[modifier | modifier le code]

Selon une étude publiée[79] en 2015 par la revue mBio, des herbicides chimiques, et notamment le glyphosate, en présence de certains antibiotiques peuvent favoriser des phénomènes d’antibiorésistances (dont éventuellement chez des pathogènes alimentaires)[80].

Alors que les phénomènes d'antibiorésistance deviennent préoccupants dans le monde[81], d'autant que l'antibiorésistance s'accompagne souvent d'une résistance accrue à d'autres produits chimiques toxiques, ce qui favorise la prolifération de souches résistantes dans les environnement pollués[82], un tel phénomène avait déjà été décrit lors de l'exposition expérimentale de bactéries à divers biocides[83],[84], et de manière plus surprenante à l’acide salicylique (or cet acide présente certaines similitudes avec certains herbicides)[85],[86],[87],[88],[89]. Escherichia coli et la salmonelle (Salmonella typhimurium) ont toutes deux été exposées à plusieurs dosages de cinq antibiotiques, en présence ou non de trois herbicides communément utilisés : du glyphosate ainsi que du dicamba et du 2,4-D. Dans les trois cas, la présence de l’herbicide a significativement modifié (soit en l’augmentant, soit en la diminuant) l’efficacité (concentration minimale d’inhibition) de ces antibiotiques. Dans deux cas l'étude a conclu à un risque de création d’une antibiorésistance (plus ou moins élevé selon la concentration de l’antibiotique). Selon les auteurs ce risque reste faible dans l’alimentation où le taux maximal de résidus de pesticides autorisé est assez bas pour ne pas affecter la sensibilité de la flore intestinale aux antibiotiques, mais il est effectif aux taux d'applications utilisés lors des pulvérisations dans l'environnement (des insectes et des mammifères sauvages peuvent être exposés à des taux de pesticides suffisant pour favoriser l'antibiorésistance des bactéries qu'ils portent).

Les auteurs ont « également constaté que la concentration en herbicide nécessaire pour induire une réponse détectable aux antibiotiques était inférieure à la concentration spécifiée pour l'application de ces herbicides par les étiquettes »[79]. Ils soulignent aussi que « des expositions environnementales suffisantes se produisent donc dans les milieux urbains et agricoles, ainsi potentiellement que dans les voies navigables » ou les cours d'eau où des résidus d'antibiotiques[90] et des herbicides sont fréquemment détectés, ce qui pourrait créer des conditions permettant une réponse altérée des bactéries aux antibiotiques, induite par l'exposition à des herbicides[79]. Parmi les insectes, l'abeille domestique, dont les ruches sont prophylactiquement traitées par des antibiotiques[91], sont notamment et directement concernées[79].

L'étude a en outre révélé un effet synergique quand la bactérie est exposée à 2 différents facteurs promouvant son antibiorésistance (ex : acide salicylique + dicamba) ; les auteurs n’excluent donc pas un effet additif des diverses substances ingérées (effet que le protocole de cette étude ne prévoyait pas d’évaluer)[79]. Ils sont également préoccupés pour l’environnement dans le cas des épandage agricoles (« en présence de ces herbicides, une concentration donnée d’un antibiotique peut donc s’avérer assez élevée pour permettre l’émergence de résistances »[79], alors que les fumiers et lisiers contiennent de nombreux résidus d’antibiotiques et de manière déjà démontrée des pathogènes antibiorésistants[92] et que les taux d’herbicides qui se sont expérimentalement montrés suffisant pour modifient le MIC sont de l’ordre de celles retrouvées dans un tel environnement)[79].

Ils soulignent aussi que « les voies d'exposition sont un enjeu pour la santé humaine, des animaux domestiques, et des insectes d'intérêt »[79] (dont insectes utiles tels que les apidés pollinisateurs), et que l'effet d'antibiorésistance induit par ce type d'exposition simultanée « est plus rapide que l'effet létal des antibiotiques »[79] ajoutant que si l'antibiorésistance résulte avant tout d’un mésusage et d’un abus des antibiotiques (souvent dénoncé pour ce qui concerne l’élevage industriel notamment), cette étude confirme l’existence d’autres facteurs (des biocides utilisés pour la décontamination de la viande en abattoir avaient déjà été impliquées dans un tel phénomène mais c’est la première fois qu’il est démontré pour un désherbant très couramment et massivement utilisé dans le monde entier). Les auteurs rappellent que le glyphosate ou ses résidus sont fréquemment détectés dans le corps humain ou des organismes animaux[93], et ils alertent sur le fait que la conjonction d'une forte utilisation de certains herbicides et d'antibiotiques dans l'environnement d'animaux de ferme et d'insectes tels que les abeilles pourrait aussi compromettre leurs effets thérapeutiques et conduire à une utilisation croissante d'antibiotiques ; « Pour faire face à la crise de l'antibiorésistance, il nous faut élargir notre vision des facteurs environnementaux qui contribuent à l'évolution de la résistance »[79].

Efficacité et résistances[modifier | modifier le code]

Le glyphosate s'est d'abord montré extrêmement efficace, puis des souches de « mauvaises herbes » résistantes sont peu à peu apparues. Les cultures d'OGM tolérants au glyphosate, surtout développées aux États-Unis à la fin des années 1990, ont contribué à une augmentation de l'usage du glyphosate dans les parcelles OGM (93 % des surfaces en soja aux États-Unis en 2006). En 2007, sept adventices avaient produit des souches résistantes à ce pesticide, dont Ambrosia trifida (l'Ambroisie trifide ou Grande Herbe à poux) trouvée dans l'Ohio et l'Indiana, qui est une plante qui s'installe facilement dans le soja, occasionnant jusqu'à 70 % de diminution de rendement[94]. En France, l'INRA de Dijon confirmait en 2007 un premier cas de résistance au glyphosate d'une espèce végétale : l'ivraie raide (Lolium rigidum)[95]. Sur le terrain, de nombreux agriculteurs connaissent ce phénomène depuis plusieurs décennies et le gèrent par des rotations de culture et/ou en alternant les molécules herbicides qu'ils utilisent.

Certains craignent aussi que, par hybridation, des crucifères sauvages acquièrent le transgène de résistance au glyphosate, et ne puissent plus être désherbées dans les champs ou bords de route par les désherbants totaux basés sur le glyphosate.

Réglementation[modifier | modifier le code]

Sur le plan de la réglementation des produits phytopharmaceutiques :

  • pour l’Union européenne : cette substance active est inscrite à l’annexe I de la directive 91/414/CEE par la directive 2001/99/CE.
    Son innocuité sanitaire et/ou environnementale est cependant de plus en plus mise en doute (surtout en raison des surfactants ou additifs qui la rendent efficace), et l'Agence européenne des produits chimiques (ECHA) devrait approfondir son étude des effets sanitaires du glyphosate mais avec des conclusions qui ne devraient pas être publiées avant la fin de l'année 2017[96]. Le renouvellement de l'autorisation de mise sur le marché par la Commission européenne (pour la période juillet 2016-2031) fait l'objet d'intenses discussions, avec en arrière-plan un désaccord entre l'EFSA (dont l'étude a cependant exclu les additifs ou co-formulants du pesticide mis sur le marché) et l'OMS quant au classement du glyphosate comme substance cancérigène[96]. Deux jours de réunion d'experts de la commission (chef d'unité Pesticides de la DG Santé) ou envoyés par les 28 États membres n'ont en 2016 pas suffi pour parvenir à un consensus sur le sujet[96] ; ils ont souhaité un délai supplémentaire jusqu'à la prochaine réunion sur les pesticides (18-19 mai 2016) ; l'Italie, la France, les Pays-Bas et la Suède s'opposent à la prolongation de l'autorisation, l'Allemagne s'abstenant. Si en mai, un vote à majorité qualifiée ne peut pas se faire, la commission pourrait convoquer un « comité d'appel » (qui devrait aussi trancher à la majorité qualifiée) et à défaut, c'est la Commission qui pourra directement décider[96]. La Commission a déjà suggéré l'interdiction du POEA (polyethoxylated tallow amine, un adjuvant du glyphosate) dont la toxicité et l'écotoxicité, notamment pour les poissons[97] et les anoures (crapauds, grenouillesetc.)[98], est maintenant indiscutable[96].

Plantes génétiquement modifiées[modifier | modifier le code]

Certaines plantes ont été modifiées génétiquement par transgenèse pour résister au glyphosate. Le principe de cette résistance est d'utiliser une version mutée du gène du maïs codant pour la 5-enol pyruvylshikimate-3-phosphate synthase, enzyme normalement affectée par le glyphosate. La version mutante du gène code pour une version différente de l'enzyme, appelée 2mEPSPS, dont le fonctionnement est beaucoup moins inhibé par le glyphosate. Il existe plusieurs variétés de plantes cultivées transgéniques résistantes au glyphosate comme le soja et le coton.

Autres conséquences de l'utilisation sur les pratiques agricoles[modifier | modifier le code]

L'usage du glyphosate a permis une adoption plus rapide de techniques d'agriculture de conservation comme le non labour[99]. Le non travail du sol et le fait de laisser les résidus de la culture précédente au sol limite les effets négatifs du glyphosate (un pesticide est d'autant plus vite dégradé qu'il est exposé au soleil et à un milieu riche en micro-organisme) et permet d'améliorer le taux de matière organique du sol[100]. Au Brésil l'adoption du glyphosate a eu un effet neutre voir positif sur la biodiversité dans les champs et des mesures de précautions peuvent permettre d'éviter les résistances[101].

Notes et références[modifier | modifier le code]

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Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]