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BAC PRO

Premières et Terminales

Module MG 4

Les enjeux en matière d’environnement, d’alimentation et de santé

Vincent Colas

Ce manuel a été réalisé dans le cadre de la convention de coopération signée entre l’APECITA et le ministère de l’Alimentation, de l’Agriculture et de la Pêche. Éditeur : Docéo Éditions


GUIDE D’UTILISATION Ce manuel de biologie-écologie traite l’objectif 2 du module MG4 (Tronc commun - Culture scientifique et technologique). Il s’agit de mobiliser des savoirs et d’utiliser des démarches scientifiques pour mesurer des enjeux liés au monde.

LE COURS Le cours synthétise les principales notions à acquérir afin que les élèves puissent appréhender les enjeux liés au monde dans lequel ils vivent. Cependant, le référentiel laisse une certaine liberté aux enseignants pour illustrer les sous-objectifs. L’auteur a préféré illustrer le cours par des exemples pertinents plutôt que de chercher une improbable exhaustivité.

LES EXERCICES Trois types d’exercices sont proposés :

DÉCOUVERTE Ce sont des exercices le plus souvent courts et faciles qui permettent une bonne introduction. Ils font appel à des acquis simples et reposent essentiellement sur une démarche déductive. L’élève doit être en mesure de réaliser l’exercice en autonomie.

PARCOURS ACCOMPAGNÉ Ces exercices permettent d’aborder des sujets originaux qui illustrent les notions exigibles. Ils font appel à de multiples capacités et nécessitent le plus souvent un accompagnement par l’enseignant. L’enseignant a la liberté d’aborder ces exercices en introduction d’une séquence ou en conclusion.

ÉVALUATION Ces exercices évaluent la bonne acquisition des notions du cours. L’élève doit être en mesure de les réussir seul.

ISBN 978-2-35497-085-7 Docéo Éditions 5 rue de l’Ancienne Mairie 92110 Clichy 01.47.37.05.05 www.doceo.fr


SOMMAIRE CHAPITRE 1 - PAGE : 4 COMPOSANTES ÉCOLOGIQUES ET FONCTIONNEMENT DES MILIEUX 1) Repérage géographique d’un milieu....................................................................................................................................................................P. 5 2) Les composantes abiotiques des milieux.........................................................................................................................................................P. 6 3) Les êtres vivants : composantes biotiques des milieux........................................................................................................................... P. 15 4) Structure et fonctionnement des écosystèmes.......................................................................................................................................... P. 24

CHAPITRE 2 - PAGE : 28 IMPACTS DES ACTIVITÉS HUMAINES SUR L’ENVIRONNEMENT

1) Le réchauffement climatique............................................................................................................................................................................. P. 29 2) La perte de biodiversité...................................................................................................................................................................................... P. 34 3) La pollution des eaux............................................................................................................................................................................................ P. 39

CHAPITRE 3 - PAGE : 42 VALORISATION DES MILIEUX DANS UNE PERSPECTIVE DE DÉVELOPPEMENT DURABLE

1) Prévention des risques........................................................................................................................................................................................ P. 43 2) Préservation et valorisation des espaces..................................................................................................................................................... P. 47

CHAPITRE 4 - PAGE : 51 INCIDENCE DE L’ENVIRONNEMENT SUR LA SANTÉ HUMAINE 1) Des substances chimiques envahissantes.................................................................................................................................................... P. 52 2) Des rayonnements insidieux............................................................................................................................................................................... P. 53 3) Les nuisances sonores......................................................................................................................................................................................... P. 57 4) Les allergies respiratoires.................................................................................................................................................................................. P. 58

CHAPITRE 5 - PAGE : 59 CONSÉQUENCES DES COMPORTEMENTS ET DES CHOIX ALIMENTAIRES 1) Les principes de base d’une alimentation équilibrée................................................................................................................................. P. 60 2) Les troubles et les maladies d’origine alimentaire..................................................................................................................................... P. 64 3) Les choix alimentaires et la responsabilité citoyenne.............................................................................................................................. P. 67

INDEX - PAGE : 71


Chapitre 1 Composantes écologiques et fonctionnement d’un milieu

1 - REPÉRAGE GÉOGRAPHIQUE D’UN MILIEU - P. 5

2 - LES COMPOSANTES ABIOTIQUES DES MILIEUX - P. 6

3 - LES ÊTRES VIVANTS : COMPOSANTES BIOTIQUES DES MILIEUX - P. 15

4 - STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT DES ÉCOSYSTÈMES - P. 24 4


1 REPÉRAGE GÉOGRAPHIQUE D’UN MILIEU Les points cardinaux La trajectoire du soleil en un lieu donné est approximativement toujours la même. Elle permet ainsi de délimiter des repères fixes appelés points cardinaux. L’Est indique le point où le soleil se lève au-dessus de l’horizon et l’Ouest indique le point où il se couche. Le Sud désigne le point de l’horizon qui se trouve dans le plan formé par le soleil au zénith (13 heures en hiver et 14 heures en été) et l’observateur ; le Nord indique le point de l’horizon qui est diamétralement opposé au Sud. En toute situation, la boussole apporte une précision que ne permet pas la simple observation de la trajectoire du soleil. L’aiguille aimantée d’une boussole indique toujours le Nord.

L’orientation par rapport à un cours d’eau Parce qu’ils tracent des lignes fixes et permanentes sur le territoire, les cours d’eau fournissent de bons repères d’orientation. C’est le sens du courant qui va servir de repère. L’observateur se place toujours de façon à avoir le courant qui arrive par derrière. À sa droite se trouve la rive droite et à sa gauche la rive gauche. L’amont est derrière lui et l’aval devant.

Amont

Rive droite Aval

Rive gauche

Les cartes topographiques L’échelle des cartes Les cartes topographiques (de topos = lieu, pays) sont les cartes Conversion des distances sur la carte en Échelle distances sur le terrain les plus couramment utilisées. Elles donnent des renseignements sur le relief (la topographie) et sur l’utilisation ou l’occupation du 1/200 000 1 cm = 2 km sol (hydrographie, voies de transport, type de couverture végétale, bâti...). La précision des informations dépend bien entendu 1/50 000 1 cm = 500 m de l’échelle de la carte. Les échelles les plus courantes sont : 1/25 000 1 cm = 250 m 1/200 000, 1/50 000 et 1/25 000. L’échelle d’une carte est le rapport de réduction entre la carte et le terrain. 1/25 000 signifie que 1 centimètre sur la carte correspond à 25 000 centimètres sur le terrain.

Deux approches cartographiques de la tourbière du lac des Rousses dans le Jura. Sur la carte 1, le diamètre du cercle représente 10 km. Sur la carte 2, le diamètre du cercle représente 1,25 km.

Œ

 Échelle 1/200 000

Échelle 1/25 000 5


La lecture d’une carte Avant même de se déplacer sur le terrain, l’étude écologique d’un milieu commence impérativement par la lecture attentive de deux cartes. Une carte routière à l’échelle 1/200 000 (1 cm sur la carte = 200 000 cm sur le terrain) permet de localiser le milieu étudié par rapport à des repères facilement identifiables (agglomérations, routes...). En traçant, par exemple, un cercle d’une dizaine de kilomètres autour du milieu d’étude, on peut déjà décrire succinctement l’environnement à l’échelle de la petite région (territoire urbanisé ou rural, routes...). À condition d’avoir pris connaissance de la légende, une carte topographique au 1/25 000 (1 cm sur la carte = 25 000 cm sur le terrain) apporte ensuite des renseignements nombreux et précis sur le milieu d’étude.

Mémento de l’étude cartographique d’un milieu Repérer • les limites • la forme de la surface au sol (allure générale, plus grande et plus petite largeur) • le relief (point le plus bas, point culminant, pente, …) • l’orientation • la nature de l’occupation du sol (bois, broussailles, plantations, marais, bâtis, etc.) • la nature de l’occupation des sols à l’extérieur du milieu étudié Calculer • les dimensions (périmètre, superficie) • les temps de parcours à pied

2 LES COMPOSANTES ABIOTIQUES DES MILIEUX Le qualificatif abiotique est très utilisé en écologie. C’est un mot bien pratique puisqu’il désigne à lui seul tous les facteurs physico-chimiques qui peuvent avoir une incidence sur la présence ou l’absence d’un être vivant, sur sa vitesse de croissance et son développement, voire même sur son

comportement s’il s’agit d’un animal. Les facteurs abiotiques désignent essentiellement les caractéristiques du sol et du climat. Pour les organismes aquatiques, la qualité physicochimique de l’eau est cependant un facteur abiotique essentiel.

Le climat La température

Abri météo.

Les météorologues placent leurs thermomètres dans un abri météo. C’est une boîte blanche ajourée et placée à 1,7 mètre d’une surface plane, dégagée et engazonnée. Ainsi, les températures sont enregistrées à l’ombre et sous abri. Ce dispositif présente l’avantage d’être reproductible partout et

permet de comparer les informations d’une année sur l’autre ou d’une région à une autre. Cependant, ni les plantes ni les animaux ne vivent à 1,7 mètre de hauteur à l’abri dans une boîte blanche ! Il sera donc utile d’enregistrer des températures dans des situations proches des milieux de vie.

Les facteurs de variation de la température. Entre différentes régions, la latitude (axe nord-sud), la proximité de la mer et l’altitude sont les principaux facteurs de variation de la température.

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Températures moyennes en janvier et juillet sur le territoire français. On note l’influence de la latitude, de l’altitude et de la proximité de la mer. La température de l’océan varie peu et lentement. De par sa masse, l’océan joue le rôle de climatiseur sur les zones côtières.

Présentation des relevés de température. Il existe de nombreuses façons de présenter les relevés de température. Les températures moyennes mensuelles permettent un aperçu général d’autant plus fiable que la période d’étude est longue (plusieurs décennies). Les minima et maxima absolus intéressent l’écologue car les êtres vivants sont sensibles à ces températures extrêmes. Les précipitations

Le pluviomètre. Les précipitations (pluie, grêle, neige) sont récoltées quotidiennement dans un vase gradué appelé pluviomètre. Les résultats sont donnés en mm ce qui exprime l’épaisseur de la couche d’eau qui resterait sur une surface horizontale, sans écoulement ni évaporation.

1 mm de précipitation = 1 litre par m².

Les facteurs de variation des précipitations. Les reliefs, même modestes, sont plus arrosés que les plaines. Les façades montagneuses exposées aux vents océaniques connaissent les plus fortes précipitations.

Répartition des précipitations sur le territoire français. Les reliefs apparaissent nettement comme étant les régions les plus arrosées.

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Présentation des mesures de précipitations. Comme pour les températures, il existe de très nombreuses façons de présenter les résultats. L’ingénieur qui doit prévoir le dimensionnement d’une buse d’évacuation des eaux pluviales n’a pas besoin des mêmes données que le vacancier ! Cepen-

dant, deux types de mesure sont particulièrement utilisés et permettent de définir le climat d’une région : les moyennes mensuelles enregistrées sur plusieurs années et les nombres moyens mensuels de jours avec précipitations.

Les représentations graphiques Les valeurs fournies par les stations météorologiques sont plus lisibles sous forme de graphiques. Pour cela on utilise couramment deux types de graphiques : le diagramme ombrothermique et le climatogramme.

Le diagramme ombrothermique (de ombros = pluie et thermê = chaleur)

Le climatogramme Sur un climatogramme, on place les températures moyennes mensuelles en abscisses et les précipitations moyennes mensuelles en ordonnées, avec comme échelle approximative 10 mm = 2 °C. À chaque mois de l’année correspond ainsi un point du graphique. Les douze points obtenus sont reliés dans l’ordre chronologique.

O

N D

S J Ms F J F M A M J Jl A S O N D Les mois de l’année sont reportés sur l’axe des abscisses. En ordonnées, on reporte les précipitations moyennes mensuelles (P) sur un axe et sur l’autre axe on reporte les températures moyennes mensuelles (T) en prenant obligatoirement comme échelle des ordonnées P = 2T. La période durant laquelle la courbe des précipitations coupe celle des températures correspond à une période de sécheresse (juin, juillet et août à Marseille).

Av

Mi Ao J Jl

Les mois situés sous la droite d’équation P = 2T sont les mois qui connaissent une période de sécheresse. À Marseille, ce sont les mois de juin, juillet et août.

Les familles climatiques

Les macroclimats. Climatogrammes et diagrammes ombrothermiques permettent, par un rapide coup d’œil, de caractériser les différents climats et de les regrouper en familles climatiques. Ainsi, la forme du climatogramme de Marseille est caractéristique du climat méditerranéen : été très sec et chaud, maximum pluviométrique en automne et minima pluviomé-

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triques et thermiques en hiver. D’autres paramètres climatiques comme la durée de l’ensoleillement peuvent venir caractériser le climat. Ainsi, même si le climat de la France appartient à la grande famille des climats tempérés, les climatologues réussissent à y définir cinq macroclimats.


Influence de l’altitude sur la température.

La colline visible à l’horizon ne culmine qu’à 170 mètres. Seuls les vingts derniers mètres ont été enneigés

Hauteur des précipitations annuelles (en mm) dans le département de la Manche. Situation et exposition au soleil.

Un même rayonnement solaire est dissipé sur une surface plus ou moins grande selon qu’il atteint le versant exposé au Nord ou celui exposé au Sud.

D’après : PNR Queyras p. 28. Guides Gallimard

Mesure de la vitesse du vent avec un anémomètre Le vent, surtout s’il est fort, joue un rôle important. En chassant les nuages, il réduit les précipitations et augmente l’ensoleillement. Cela se vérifie particulièrement sur la bordure littorale.

Les variations locales des précipitations sont le reflet de la mosaïque de climats locaux. Modifié d’après : « Météo de la France » Kessler et Chambraud. Ed. Lattès.

Les régions présentent une mosaïque de climats locaux qui peuvent être fort éloignés du macroclimat type. À titre d’exemple, la cartographie régionale des précipitations met en évidence de grosses différences sur de courtes distances.

Les microclimats. Le terme de microclimat doit être réservé au climat observable sur une toute petite échelle : mur, pierre, talus, clairière. La végétation et les invertébrés sont très sensibles au microclimat.

Le sol Profil du sol Le sol est la couche superficielle meuble provenant à la fois de l’altération physico-chimique de la roche mère et de la dégradation biologique des débris organiques essentiellement d’origine végétale. Il est le support de fixation des végétaux. Cependant, le sol n’est pas homogène en profondeur. Trois horizons principaux apparaissent sur un profil pédologique (de pedon = le sol ; pédologique signifie : relatif au sol). 10


LES TROIS HORIZONS D’UN SOL

RÉALISER ET OBSERVER UN PROFIL PÉDOLOGIQUE 1) Réalisation

L’horizon A est le plus superficiel. Il doit sa coloration foncée à la richesse en matière organique. La vie animale y est abondante.

* Creuser une fosse de 1 m² sur une profondeur de 1 mètre en veillant : - à ce que la face à observer soit bien éclairée - à ne pas piétiner le sol au-dessus de la face à observer - à placer les déblais d’un seul côté en évitant celui de la face à observer. * Lisser soigneusement la face à observer à l’aide d’un couteau à lame souple en opérant de gauche à droite et de haut en bas. 2) Observation

L’horizon B est caractérisé par l’accumulation audessus de la roche mère de substances issues du lessivage. Il est généralement de couleur rouille. Il contient moins d’êtres vivants que l’horizon A.

L’horizon C est formé

par la roche mère en cours d’altération.

Repérer et mesurer les différents horizons qui se distinguent par leur couleur, leur consistance, leur humidité ou par la présence de traces de vie (racines, lombrics).

Roche mère

La plantation de résineux a entraîné la formation d’un sol pauvre et acide appelé podzol. La litière. Défavorable à la microfaune, la litière d’aiguilles est difficile à décomposer.

Lit ièr e L’horizon A. Il se divise nettement en une couche noire humifère (A1) et une couche gris cendreux (A2) fortement lessivée caractéristique de ce type de sol. L’horizon B. Il doit sa couleur brun orangé à l’accumulation des argiles et du fer issus de l’horizon A.

A1 A2 B

A1 B

Litière A2

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Roche mère

Sol brun d’une terre agricole du nord de la France. Les horizons A et B sont peu différenciés sur ce type de sol. La roche mère est une craie.

Texture d’un sol La texture du sol est la proportion de ce sol en éléments définis par leur diamètre. On détermine les proportions des différentes granulométries grâce à un jeu de tamis.

Échelle des textures

argiles 2 µm

limons

sables 50 µm

Les graviers et cailloux diminuent la proportion de terre fine et donc la capacité nutritive du sol pour les racines. En surface, les graviers et cailloux accumulent la chaleur du soleil. De part leur diamètre assez élevé, les sables sont des matériaux très drainants. Ils emprisonnent un volume important d’air et subissent pour cette raison des amplitudes thermiques journalières élevées. Ils sont pauvres en éléments minéraux nutritifs. Les limons retiennent bien l’eau et sont riches en éléments 12

graviers cailloux 2 mm

minéraux nutritifs. Ils sont facilement enlevés par le ruissellement. En s’associant avec l’humus, les argiles retiennent la plupart des éléments minéraux nutritifs. Les argiles ont un pouvoir de rétention en eau élevé. Elles sont donc lentes à se réchauffer. Au-delà de 30 % d’argiles, le sol devient compact et asphyxiant.


Terres agricoles limoneuses en Picardie Sur les pentes les plus fortes, l’eau de ruissellement a évacué les limons et laisse affleurer l’horizon C du sol (la roche mère est de la craie). À l’arrière-plan, la tache claire à la surface du sol est le témoin de cette érosion.

L’argile est très malléable. Elle colle aux doigts.

COMMENT APPRÉCIER LA TEXTURE D’UN SOL ? Quelques tests simples permettent de se faire une idée de la texture d’un sol. Proportion d’argile

Proportion de limon

Le test utilise la plasticité de l’argile. Après avoir mouillé la terre, on cherche à réaliser un petit boudin de quelques mm de diamètre. • Si on n’arrive pas à faire ce boudin, la terre comporte moins de 10-15 % d’argile. • Si on arrive à faire ce boudin, on essaie d’en faire un anneau de quelques centimètres. - si l’anneau se casse, la terre contient entre 10-15 % et 25-30 % d’argile. - si l’anneau ne se casse pas, la terre contient plus de 25-30 % d’argile.

Le test utilise les propriétés colorantes des limons. Il consiste à frotter dans la paume de la main de la terre humide. - si la peau se colore fortement et si, après séchage, la terre reste collée à la paume, c’est qu’elle contient plus de 50 % de limons. Les limons humides ne collent pas les doigts. D’après : « Diagnostic tactile de la texture » A.Fleury et B.Fournier. INA - PG

Constituants chimiques d’un sol La composition d’un sol dépend de la nature chimique de la roche mère, de l’activité biologique du sol, des agents climatiques (température et précipitations) et de la nature de la couverture végétale. En plus des argiles précédemment citées, quatre types de constituants chimiques vont fortement influencer les caractéristiques d’un sol. Ce sont l’humus, le calcium, les éléments minéraux nutritifs et les ions H+.

L’humus. Constitué de grosses molécules organiques, l’humus est le produit de dégradation par les lombrics et les micro-organismes des débris végétaux. Il colore en brun noir le sol. Il possède une forte capacité de rétention en eau.

Le calcium. Les ions calcium Ca2+ sont issus essentiellement des roches mères carbonatées (calcaire et craie). Ils sont indispensables à la croissance et au développement de tous les êtres vivants. Leur présence est détectée par effervescence de la terre à l’acide chlorhydrique.

Les éléments minéraux nutritifs. Seules les formes ioniques sont utilisables par les végétaux. Ce sont l’azote (sous forme d’ammonium NH4+ et de nitrate NO3-) et le phosphore (sous forme de phosphate H2PO4-) qui influencent le plus le développement végétal. 13


Le pH du sol. La teneur en ions H+ détermine le pH du sol. La concentration en ions H+ est inversement proportionnelle à la valeur du pH : plus la concentration en ion H+ est faible, plus le pH sera élevé et inversement. Ainsi, un sol acide est riche en ions H+ alors qu’un sol basique est pauvre en ions H+. Pour la majorité des plantes, le pH optimum se situe entre 5,5 et 6,5. La neutralité d’un sol sera donc définie par cette fourchette de pH et non pas par la valeur normale de 7. Dans les sols acides ou très basiques, les éléments nutritifs sont peu solubles. Ils ne sont donc pas utilisables par les végétaux.

sol oligotrophe sol eutrophe

Les valeurs extrêmes de pH sont approximativement 3,5 (tourbières acides) et 9 (sols salins).

Azote et phosphore Un sol naturellement ou artificiellement riche en éléments nutritifs, et notamment en N et P est qualifié d’eutrophe ( eu = beaucoup et tropheïne = manger). À l’inverse, un sol pauvre est qualifié d’oligotrophe (oligo = en petite quantité).

Quantité respective d’azote et de phosphore dans les sols eutrophes et les sols oligotrophes

Relations simplifiées entre le pH d’un sol et la disponibilité des éléments minéraux nutritifs

Disponibilité des éléments nutritifs

pH

4

5

sols acides

6

7

8

sols neutres

9

sols basiques

pH du sol 4

Roches mères pauvres en calcium (sable, granite…) Litières de conifères Humus

5

6

7

8

Roches mères riches en calcium (calcaires et craies)

La valeur du pH d’un sol est déterminée par la nature de la roche mère mais aussi par le type de couverture végétale et la quantité d’humus. Adapté de « L’eau des aquariums » MERCK

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MESURER LE pH D’UN SOL 1) Prélever dans un seau quelques dizaines de grammes de terre représentatifs des 40 ou 50 premiers centimètres du sol (une bonne hauteur de bêche). Ne prendre ni gravier ni caillou. Reconduire l’opération en différents endroits de la parcelle. Le volume obtenu ne doit pas excéder une pelletée. 2) Porter à l’étuve de façon à bien sécher la terre. 3) Une fois que la terre est sèche, il est facile de la tamiser afin d’obtenir un aspect poudreux. Les particules les plus grossières et les débris organiques sont jetés. 4) Mélanger 20 g de terre avec 50 ml d’eau distillée préalablement bouillie (pour éliminer le dioxyde de carbone qui est acidifiant). Agiter pendant 15 mn et laisser décanter. 5) Faire la mesure de pH de la solution à l’aide d’un pH-mètre correctement étalonné.

Répartition géographique des sols à tendance acide. Partout où la roche mère est très pauvre en calcium, les sols ont tendance à s’acidifier.

La tarière permet de prélever des échantillons de terre

3 LES ÊTRES VIVANTS : COMPOSANTES BIOTIQUES DES MILIEUX Désignation et discrimination des êtres vivants La classification binomiale des espèces Depuis toujours, l’homme a cherché à désigner les végétaux et animaux qui l’entourent. Cependant, devant la multitude et la complexité des formes de vie, identifier et nommer un être vivant n’est pas une opération facile. C’est au cours du XVIIe siècle qu’un naturaliste suédois a mis au point une méthode de désignation des êtres vivants. C’est le système qui est encore utilisé aujourd’hui. Il permet de désigner avec

précision toutes les espèces animales et végétales grâce à une combinaison de deux noms latins (le binôme). Le nom de l’espèce est constitué par l’ensemble du binôme. Ce système binominal est admis et reconnu partout dans le monde. Ainsi, Corylus avellana désigne le noisetier aussi bien en France qu’en Russie. Dicentrarchus labrax désigne le poisson qui s’appelle loup pour un Provençal et bar pour un Breton.

Partout dans le monde, le noisetier s’appelle Corylus avellana 15


Exemple du Diplotaxis (la roquette)

Les Diplotaxis fleurissent sur les bords de chemin en septembre–octobre. Observer l’aspect des feuilles : Les feuilles sont-elles :

{

- avec nervures divergentes ? - avec nervures parallèles entre elles ?

Il existe une nervure principale marquée et des nervures secondaires divergentes. Différents types d’inflorescences

Observer l’inflorescence, la disposition des fleurs sur la tige florale : Les fleurs sont-elles groupées en capitule ? Les fleurs ne sont pas groupées en capitule. Elles sont attachées en grappe. Observer la fleur. Prélever une fleur tout juste épanouie. Une fleur passée peut avoir perdu quelques pièces. Observer si la fleur est régulière, c'est-à-dire si elle est symétrique par rapport à son axe médian. Ici la fleur est régulière.

épi blé

grappe muguet

corymbe cerisier

ombelle carotte

capitule pissenlit

Disséquer la fleur : détacher successivement les différentes parties en commençant par l’extérieur. - On enlève d’abord les pièces souvent verdâtres, les sépales, dont l’ensemble constitue le calice. Ici il y a quatre sépales. - On détache ensuite les pétales dont l’ensemble constitue la corolle. Les pétales peuvent être séparés ou soudés ensemble. Ici il y a quatre pétales jaunes, libres, disposés en croix. - On détache ensuite les étamines dont les extrémités renflées contiennent le pollen. sépale

pétale

Les étamines sont les organes reproducteurs mâles de la fleur. La fleur porte six étamines dont deux sont plus petites (figure a). - Au centre, dans le prolongement du pédoncule floral, se trouve le pistil qui contient des masses ovoïdes, les ovules. Le pistil est l’organe reproducteur femelle de la fleur. En coupe transversale, il apparaît constitué d’une ou de plusieurs loges. Ici, le pistil est à deux loges (figure b). pistil étamine deux loges

a

b

La clé de détermination permet de trouver la famille du Diplotaxis d’après les observations qui ont été faites : le Diplotaxis est de la famille des brassicacées. 18


Fleurs non groupées en capitule

Feuilles avec nervures parallèles (fleur régulière de type 3)

Feuilles avec nervures divergentes

Fleurs groupées en capitule

Pétales soudés

Pétales libres

Fleurs irrégulière, plantes souvent aromatiques, tiges carrées, pistil à 4 loges

Fleur irrégulière avec pétales de forme particulière

Fleur régulière

RENONCULACÉES (renoncule, anémone) Plus de 10 étamines, nombreux petits fruits secs par fleur

LILIACÉES (lis, tulipe)

LAMIACÉES (lamier, menthe, sauge)

FABACÉES (pois, vesce, genêt)

ROSACÉES (aubépine, fraisier)

BRASSICACÉES (colza, chou, giroflée)

APIACÉES (carotte, berce, persil)

Plus de 10 étamines, fruits charnus

6 étamines (dont 2 plus petites), 4 pétales

5 étamines, fleurs petites, groupées en ombelles

ASTÉRACÉES (pissenlit, pâquerette)

CLÉ DE DÉTERMINATION DE QUELQUES FAMILLES VÉGÉTALES

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Détermination de quelques animaux

CLÉ SIMPLIFIÉE DE LA FAUNE VIVANT SUR LE FOND DES COURS D’EAU Animal non segmenté porte une coquille Mollusques

segmenté

pas de coquille Vers plats ou ronds

pas de pattes articulées tégument mou parfois fausses pattes

au maximum 15 segments Certaines larves d’insectes

pattes articuléees tégument rigide

Arthropodes

plus de 15 segments Vers annélides

Abdomen sans appendice ou portant au maximum 3 appendices à son extrémité

3 paires de pattes Insectes

4 paires de pattes Arachnides

grande taille Araignées

20

abdomen portant un grand nombre d’appendices articulés Crustacés

petite taille et corps arrondi Acariens


Les relevés floristiques et faunistiques Objectifs et principes d’un relevé a) Un outil d’évaluation.

b) Principes méthodologiques.

c) Principes écologiques.

En fonction du milieu étudié ou des centres d’intérêts, les objectifs d’un relevé sont variables. Un relevé permet un inventaire exhaustif de la flore ou de la faune d’un milieu. Il peut aussi être beaucoup plus ciblé et ne s’intéresser qu’à une seule espèce ou une seule famille (calculer l’abondance de telle orchidée sur une prairie humide, dénombrer l’effectif des fauvettes vivant dans une roselière, etc.). Dans tous les cas cependant, le relevé est un outil d’évaluation de la richesse d’un milieu.

Les relevés floristiques et faunistiques consistent généralement à identifier et quantifier les végétaux et animaux se trouvant en un milieu donné. Les dimensions de la surface à prospecter (un bois, une prairie, un étang...) sont souvent trop grandes pour envisager un inventaire exhaustif. Il sera donc nécessaire de réduire le milieu d’étude à quelques surfaces représentatives. Pour cela, le relevé repose sur des lois statistiques. Les lois mathématiques et l’expérience montrent qu’il vaut mieux étudier dix parcelles d’un m² qu’une seule de dix m². De même, il est inutile de multiplier le nombre de parcelles. Seul le hasard doit commander le choix de l’emplacement des surfaces à étudier.

Il serait paradoxal, sous prétexte d’étudier la nature, que l’écologue vienne à déranger exagérément la faune et dégrader la flore. Dans le milieu naturel, les espèces ont toutes une fonction. Cette dernière nous est parfois connue, le plus souvent elle ne l’est pas. À titre d’exemple, 50 000 espèces d’insectes ont été dénombrées en France, près de 400 sur une seule prairie de Normandie !!! Peu d’entre elles ont été réellement étudiées. Des espèces communes il y a 50 ans sont devenues rares aujourd’hui (hanneton commun, lucane cerfvolant...). De plus, nombre d’espèces font l’objet d’une protection régionale, nationale, voire européenne. L’impact sur l’environnement doit donc être réduit à son maximum. Si possible, il convient de capturer les animaux... et de les relâcher ; d’observer la fleur... sans la cueillir !!!

Le hanneton commun est un coléoptère qui s’est raréfié

Le relevé floristique Un technicien forestier, un laboratoire d’analyses agricoles ou un gestionnaire d’espaces naturels ont bien évidemment des besoins professionnels différents en matière de relevé floristique. Même si les principes méthodologiques restent les mêmes, plusieurs techniques de relevés seront donc utilisées. Cependant, deux méthodes retiennent l’attention pour leur large utilisation et leur facilité de mise en pratique. a) La méthode des quadrats (voir page suivante) La méthode des quadrats permet d’obtenir un inventaire représentatif du milieu étudié. Elle consiste à étudier la flore sur des surfaces test de 1 m² réparties au hasard sur le milieu d’étude. Exemples de relevés floristiques réalisés sur une prairie grâce à la méthode des quadrats : - dénombrer le nombre d’espèces de dicotylédones - dénombrer le nombre de familles végétales b) La méthode du transect Un transect est une droite qui coupe le milieu d’étude. La végétation est inventoriée le long de cette droite visualisée par une corde ou un décamètre. Cette méthode n’a pas pour objectif l’inventaire méticuleux de la flore mais elle cherche plutôt à mettre en évidence la Roseau Massette succession des végétaux Scirpe Irisd’eau lacustre le long du transect. Baldingère Les milieux naturels présentant une hétéroRenouée Agrostis amphibie généité susceptible de des chiens Renouée Potamot Nénuphar modifier la végétation amphibie nageant (relief, cours d’eau, mare, Ecuelle d’eau éloignement par rapport à la mer, etc.) se prêtent Myriophylle bien à ce genre d’étude. Elodée

Transect le long de la berge d’un étang (d’après : PNR Caps et Marais d’Opale) 21


Peuplier tremble

Oyat

Oyat

Chiendant cassant

Saule

Argousier

Argousier Carex des sables

Transect le long d’une dune. Le transect se superpose au profil topographique.

Modifié d’après : « Guides naturalistes des côtes de France » Delachaux & Niestlé

MISE EN PLACE D’UN QUADRAT Le matériel nécessaire est rudimentaire ; pour chaque surface test il faut une ficelle de quatre mètres, quatre piquets et deux bâtons droits d’un mètre de long. La ficelle délimite un carré de 1 mètre de côté (1 m²). Chaque angle du carré est visualisé par un piquet. La longueur du côté est mesurée grâce à l’un des deux bâtons. « LECTURE » DU QUADRAT Même sur une surface de 1 m², il est facile de commettre des erreurs en comptant plusieurs fois une même plante. Pour éviter cela, il suffit de fractionner le quadrat en trois bandes parallèles. 1) Poser un des deux bâtons à environ 30 cm d’un côté et parallèlement à ce dernier. Relever la végétation à l’intérieur de cette première bande. 2) Placer le deuxième bâton à environ 30 cm du premier et parallèlement à ce dernier. Relever la végétation à l’intérieur de cette deuxième bande. 3) Relever la végétation à l’intérieur de la troisième bande afin d’avoir une lecture complète du quadrat.

BANDE 3

BANDE 2 BANDE 1

Étape 1

Étape 2

Piège olfactif à insecte mis en place par l’Office National des Forêts et l’INRA.

Inventaire des coléoptères en forêt de montagne.

Le relevé faunistique Piégeage avec des filets tendus pour les oiseaux, battue pour les cervidés, pêche électrique pour les poissons ou pièges olfactifs pour les insectes sont autant d’exemples qui démontrent la diversité des techniques du relevé faunistique. 22

Étape 3


Battue « à blanc » pour compter les cervidés. Pêche électrique par les agents de l’ONEMA

(office national de l’eau et des milieux aquatiques).

Ce type de battue permet d’estimer l’effectif d’une population sur un territoire et donc de fixer le nombre d’animaux qui pourront être prélevés durant la saison de chasse suivante.

Pause d’un filet pour capture des passereaux. Ce type de piège est strictement réservé à la recherche scientifique. Il permet de baguer les oiseaux afin de mieux comprendre leur migration.

Le poisson pêché n’est pas tué. Juste le temps de l’identifier et de le mesurer et il est remis à l’eau.

Les inventaires d’arthropodes étant les plus faciles à mettre en œuvre, deux techniques d’échantillonnage de ces animaux retiendront l’attention : a) La technique du frappage

b) La technique du fauchage

La technique du frappage est utilisée pour récolter les arthropodes sur les branches des arbres et arbustes. Elle consiste à frapper les rameaux à l’aide d’un gros bâton caoutchouté. Les animaux sont alors réceptionnés sur un drap blanc ou mieux encore dans un parapluie de teinte claire déployé à l’envers. Ils sont ensuite récupérés à l’aide d’un aspirateur à bouche. Deux rameaux par arbre suffisent à l’échantillonnage (haut et bas, exposé et à l’ombre...). Il est intéressant d’évaluer : la spécificité de la relation végétal-animal le nombre d’espèces accueillies (richesse spécifique) par chaque espèce d’arbre.

Pour la récolte des arthropodes de la strate herbacée, la technique utilisée est celle du fauchage à l’aide d’un solide filet fauchoir. L’échantillonnage s’effectue au rythme de la marche, sans à-coup ni arrêt, en promenant le filet devant soi en faisant des huit sur toute la hauteur de l’herbe. Vingt coups de filets suffisent entre chaque récolte. L’herbe devra bien évidemment ne pas être piétinée avant l’échantillonnage. Il est intéressant de comparer le nombre d’espèces (richesse spécifique) ou le nombre d’individus sur deux milieux : une prairie artificielle et une prairie naturelle (le centre de la prairie et les bordures ou talus). une partie de prairie à l’ombre et l’autre au soleil.

Les prairies peu fertilisées se prêtent bien à un échantillonnage d’insectes par la technique du fauchage. 23


4 STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT DES ÉCOSYSTÈ MES Caractéristiques générales d’un écosystème Les composantes d’un écosystème L’écosystème est une notion fondamentale en écologie même si sa compréhension est parfois délicate. Il peut être défini comme étant une unité localisable, constituée d’un assemblage d’espèces en relation (la biocénose) et influencée

par des conditions abiotiques qui lui sont propres (le biotope). Les relations au sein de la biocénose sont essentiellement des relations alimentaires mais aussi des relations qui ont pour objet l’habitat ou la reproduction.

STRUCTURE SIMPLIFIÉE D’UN ÉCOSYSTÈME

Végétaux

Animaux

Bactéries champignons

Sol et eau

Conditions climatiques

Conditions d’accueil =

Association d’êtres vivants =

BIOCÉNOSE

BIOTOPE

ÉCOSYSTÈME

Les dimensions d’un écosystème Ce qui définit le mieux l’écosystème est sa cohérence. Le biotope y est homogène et par conséquent la biocénose qui lui est liée l’est aussi. Cette cohérence permet de définir les dimensions d’un écosystème. Cependant, les limites d’un écosystème dépendent de l’échelle de travail. Une forêt est un écosystème puisqu’elle répond bien à la définition. Mais au sein de cette forêt se

trouve un arbre mort qui pourrait tout aussi bien répondre à la définition de l’écosystème. On admet donc que l’écosystème peut avoir plusieurs dimensions. Par contre, la prairie qui borde la lisière de la forêt n’appartient plus à l’écosystème forêt ; son biotope et sa biocénose sont nettement différents de ceux de la forêt.

Évolution dans le temps d’un écosystème Même si à un instant donné, l’écosystème se définit par son homogénéité, cela ne l’empêche pas d’évoluer dans le temps. Cette dynamique est imposée par les biocénoses. Les peuplements végétaux modifient le biotope : enrichissement du 24

sol en humus, modification des microclimats, etc. Ces changements progressifs mais cependant assez rapides créent de nouveaux habitats qui profitent à une nouvelle biocénose qui à son tour induit des effets nouveaux.


ÉVOLUTION NATURELLE D’UNE PRAIRIE HUMIDE

État initial La prairie est abandonnée.

6 ans après En absence de troupeau, la prairie est envahie par une végétation herbacée haute (roseaux, lysimaques, eupatoires...) et par une végétation arbustive pionnière (saules). Les débris végétaux ont tendance à rehausser le sol.

15 ans après Aulnes et saules forment un bois plus ou moins compact. L’accumulation des débris végétaux accélère l’exondation du sol et permettra plus tard l’installation progressive d’arbres moins hygrophiles (chênes pédonculés, frênes...).

Dessins modifiés d’après : « Le marais du Romelaere » ENR Nord-Pas-de-Calais.

L’exode rural et l’abandon de certaines pratiques (pâturage itinérant, cultures à faible apport d’intrants...) ont favorisé la fermeture des milieux abandonnés ou l’eutrophisation des terres cultivées. La gestion des milieux naturels consiste bien souvent à préserver des milieux ouverts et oligotrophes. La fauche exportatrice ou le pâturage extensif permettent ce type de gestion. 25


La dynamique est aussi imposée par les éléments abiotiques. Tempêtes, inondations, avalanches, incendies participent à la dynamique naturelle. Loin d’être néfastes aux écosystèmes, ces événements contribuent très favorablement à la diversité des habitats. À titre d’exemple, les responsables de l’ONF avaient recommandé aux exploitants forestiers de conserver les peuplements « mités » issus de la tempête de décembre 1999. Cette hétérogénéité, à différentes échelles, a été un facteur déterminant de diversité. Accepter ces risques tout en protégeant les biens et les personnes est un des enjeux de l’aménagement du territoire.

Organisation trophique d’un écosystème Niveaux trophiques et chaînes alimentaires D’un point de vue trophique, les êtres vivants peuvent être classés en trois catégories. Les producteurs primaires. Ce sont les végétaux autotrophes. Ils constituent le premier niveau trophique de l’écosystème. En effet, grâce à la photosynthèse, ils élaborent la matière organique à partir de matières strictement minérales fournies par le milieu extérieur abiotique. La biomasse produite dans un écosystème s’appelle production primaire. Les producteurs secondaires. Ils sont tous hétérotrophes. Ils élaborent leur matière organique en transformant celle qu’ils prélèvent sur d’autres êtres vivants. Ils sont donc aussi appelés consommateurs. En fonction de leur régime alimentaire, les consommateurs occupent un niveau trophique différent. On distingue trois niveaux :

Couloir d’avalanches en montagne En créant de nouveaux habitats, les « accidents » naturels contribuent favorablement au maintien de la biodiversité.

les consommateurs primaires (désignés par C1). Ils sont phytophages. les consommateurs secondaires (C2). Ils sont prédateurs de C1. les consommateurs tertiaires (C3). Ils sont prédateurs de C2. Le plus souvent, un consommateur est omnivore et appartient donc à plusieurs niveaux trophiques. Les décomposeurs. Ils consomment la matière organique inerte (cadavres, débris végétaux, matière organique dissoute...) et sont appelés pour cela saprophages (de sapros = pourri et phagein = manger). Ce sont essentiellement des invertébrés du sol, des champignons et des bactéries. Ils accélèrent le processus de minéralisation de la matière organique. Les décomposeurs peuvent être consommés par des C2. Producteurs primaires, consommateurs et décomposeurs sont liés par une chaîne alimentaire. Le caractère cyclique de la chaîne est assuré par les décomposeurs.

Producteurs primaires

P

Consommateurs primaires

Consommateurs secondaires

Consommateurs tertiaires

C1

C2

C3

Décomposeurs

La chaîne alimentaire et ses différents maillons. Le sens de la flèche indique le sens du flux de matière organique. Les producteurs primaires sont à la base des chaînes alimentaires. 26


Œ



Ž

Décomposeurs à des degrés divers 1. Les bactéries et champignons assurent la minéralisation de la matière organique. 2. Le ver de terre ingère de la terre pour en récupérer la matière organique. 3. Le vautour est exclusivement charognard. Cependant, les cadavres dont il se nourrit ne doivent pas être dans un état de putréfaction avancée.

Réseaux trophiques Au sein d’un écosystème, de nombreuses chaînes alimentaires sont interconnectées. L’ensemble de ces relations trophiques porte le nom de réseau trophique. Équilibre des réseaux trophiques Un réseau trophique est formé par tous les êtres vivants qui dépendent les uns des autres pour leur alimentation. Tout bouleversement entraîne le déséquilibre de l’ensemble. Ainsi, au XIXe siècle, on introduisit en Australie 24 lapins. Ils ont proliféré, détruisant la végétation et les cultures. On en tua des centaines de millions sans en venir à bout. Alors, on introduisit des renards. Mais ceux-ci attrapèrent les petits marsupiaux et aggravèrent le déséquilibre.

Réseau trophique en milieu boisé Écureuils

Abeilles Oiseaux Loirs Martres Fruits

Renards

Lapins Insectes

Afin de simplifier le réseau, seules les chaînes trophiques des mammifères prédateurs sont représentées. D’après : « Manuel pratique d’écologie » Ed. Payot Lausanne

Petits rongeurs

Hérissons Blaireaux

Vers 27


Chapitre 2 Impacts des activités humaines sur l’environnement

1 - LE RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE - P. 29

2 - LA PERTE DE BIODIVERSITÉ - P. 34

3 - LA POLLUTION DES EAUX - P. 39

28


1 LE RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE Le principe de l’effet de serre

Soleil

IRL

IR

gazeuse de l’atmosphère terrestre. Le contact du sol ou de l’eau modifie les propriétés physiques des IRC. Ces derniers deviennent des infrarouges longs (IRL). Les IRL sont dans l’incapacité à franchir l’épaisseur de l’atmosphère. Ils restent donc piégés dans les couches basses de l’atmosphère. Par analogie avec l’effet thermique constaté sous une serre horticole, le phénomène de réchauffement de la planète grâce au piégeage des IRL est appelé effet de serre.

C

C

Le soleil émet essentiellement des infrarouges dits courts (IRC). Les infrarouges courts traversent sans problème l’épaisseur

IR

Le soleil envoie à la surface de la terre différents rayonnements : lumière visible, ultraviolets et infrarouges (cf. quatrième partie p. 51 ). Les infrarouges, bien qu’invisibles, jouent un rôle fondamental pour la vie sur la terre. En effet, la chaleur engendrée par les rayons du soleil est due aux rayonnements infrarouges.

Terre IRL

Atmosphère Principe de l’effet de serre atmosphérique

Les gaz atmosphériques responsables de l’effet de serre sont qualifiés de gaz à effet de serre. Il s’agit essentiellement de l’eau sous forme gazeuse, du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4). En absence d’effet de serre, la température à la surface de la terre serait négative et donc incompatible avec la vie.

RÔLE DE L’ATMOSPHÈRE DANS L’EFFET DE SERRE + 15 °C = température moyenne enregistrée à la surface de la terre - 19 °C = température hypothétique en absence d’atmosphère

L’augmentation des taux de gaz à effet de serre

+2

-8

240 800 CH4 en ppb

La teneur en dioxyde de carbone a été multipliée par 1,4 depuis le début du XIXe siècle, pour atteindre des teneurs jamais atteintes dans l’histoire récente de la planète. Les utilisations massives du charbon, des produits pétroliers et du gaz naturel sont tenues pour responsables. En effet, en brûlant ces sources d’énergie dite fossile, du dioxyde de carbone en excès est libéré dans l’air.

800 CO2 en ppm

Écart à la température actuelle (°C)

(Source : CNRS)

160

550

300 400

300

200

100

Corrélation entre température, taux de CO2 et CH4 sur les 400 000 dernières années (mesures effectuées à partir de carottes glaciaires de l’antarctique) BIOFUTUR octobre 2006.

Concentration en CO2 en ppm

0 années en milliers 380

variations naturelles préindustrielles

ère industrielle

300

180

CO2 atmosphérique (en % du volume) 0,0270 % = valeur préindustrielle 0,0385 % = valeur actuelle

- 400 000

- 300 000

- 200 000

0 - 100 000 temps en années

Variations de la teneur en CO2 dans l’atmosphère au cours des 400 000 dernières années (d’après Sciences et avenir mars 2007).

29


Bunkers construits dans les dunes durant l’occupation allemande et situés aujourd’hui sur la plage. La position de ces ouvrages permet d’estimer la vitesse de retrait du trait de côte (Wissant-Pas-de-Calais). Dans les départements du Pas-de-Calais, de Seine-Maritime, des PyrénéesAtlantiques et du Gard, plus de la moitié du littoral recule.

Dunkerque

Dunkerque

Calais

Boulogne-sur-Mer

Calais

Saint-Omer

Boulogne-sur-Mer

Saint-Omer

Simulation d’une submersion marine en Flandres maritimes pour une surcote du niveau marin d’un mètre. Dans le delta de l’Aa, 85 000 ha sont situés en dessous du niveau de la mer. 400 000 personnes y vivent. Simulation d’après : Sciences & vie.com

Les bouleversements climatiques Le réchauffement global de la surface de la terre amplifie les phénomènes climatiques locaux tels que les tempêtes, les précipitations ou les sécheresses.

Cyclones Pour qu'un cyclone se développe, la température de l'océan doit être supérieure à 26 °C. Du fait de l’augmentation de la température de surface des océans (0,5 °C en trente ans), la violence des cyclones (ouragans, typhons) devrait augmenter.

Désertification Les sécheresses sévères qui ont touché la zone sahélienne au cours des 40 dernières années ont profondément bouleversé les conditions de vie des populations et les pratiques agropastorales. 31


2 LA PERTE DE BIODIVERSITÉ La biodiversité actuelle est le résultat de plusieurs centaines de millions d’années d’évolution. Certaines espèces évoluent par petites touches, d’autres disparaissent, parfois assez rapidement. L’étude des fossiles montre d’ailleurs qu’aucune

espèce n’est éternelle. Cependant, l’extinction des espèces observée aujourd’hui ne semble n’avoir jamais été aussi rapide. Deux causes majeures sont incriminées : la détérioration des habitats et la surexploitation de certaines espèces.

Les quatre niveaux de la biodiversité Diversité des individus d’une même espèce Le patrimoine génétique d’un individu issu d’une reproduction sexuée est unique au monde. Diversité des populations d’une même espèce Une population est un groupe d’individus de la même espèce ayant des relations entre eux (sociales, sexuelles, …). Une population a donc des particularités (génétiques, comportementales, …) qui lui sont propres. Diversité des espèces Chaque espèce a des caractéristiques propres. Ce niveau de biodiversité est le plus facile à appréhender. Diversité des écosystèmes La diversité des interactions et des relations font des écosystèmes le niveau de biodiversité le plus complexe.

Diversité des individus d’une même espèce Malgré les apparences, chacune de ces carangues est différente de ses congénères. Chacun de ces poissons constitue donc une infime partie de la diversité biologique.

Fragmentation et destruction des habitats La principale cause de la perte de biodiversité est sans aucun doute la fragmentation, la dégradation et la destruction des habitats. L’urbanisation, le développement des infrastructures (transports, zones commerciales et industrielles, équipements sportifs et de loisirs...) et l’intensification de l’agriculture en sont les principaux responsables. Par son côté brutal et irréversible, cette perte de biodiversité représente un des impacts les plus graves des activités humaines. Par son ampleur, la déforestation Destruction des forêts des forêts équatoriales (Amazonie, bassin du équatoriales dans le Congo et Indonésie) est à juste titre médiatisée. monde : Cependant, la détérioration de la nature ordi1 ha toutes les 7 naire participe aussi à l’érosion de la biodiversecondes sité. Évolution de l’occupation des sols en France entre 2000 et 2006 Espaces artificialisés

Terres agricoles

Forêts et milieux naturels

Surfaces en eaux L’artificialisation croissante des sols en France a de nombreuses incidences sur l’environnement : perte de biodiversité mais aussi perte de ressources agricoles, augmentation des risques d’inondations, dégradation des paysages.

- 800 km²

- 400 km²

0

+ 400 km²

Source : IFEN - UE-SOeS, Corine Land Cover, 2008.

34

+ 800 km²


Richesse et fragilité des zones humides En Europe, les zones humides abritent : 25 % des espèces d’oiseaux 11 % des espèces de mammifères Cependant, deux tiers de la superficie des zones humides originelles françaises ont été détruites. En cent ans, cette disparition représente 2,5 millions d’hectares, soit trois fois la superficie de la Corse. De manière générale, le drainage des marais et des prairies humides, l’abandon des pratiques agricoles traditionnelles (comme la fauche et l’élevage extensif dont l’arrêt entraîne la fermeture des milieux et l’embroussaillement) ont provoqué le recul de nombreuses espèces végétales.

Réseau routier du département de la Corrèze Alors qu’il s’agit d’un des départements les moins peuplés de France, la densité du maillage routier met en évidence la fragmentation des habitats.

C’est le cas du Liparis de Loesel (Liparis loeselii), discrète et rare petite orchidée des tourbières alcalines et des dépressions humides arrièredunaires. Malgré son statut de protection européen, cette espèce est en régression en France et ne se rencontre désormais que sur une cinquantaine de stations.

Espèces en danger et vulnérables Définition

Les espèces en danger regroupent celles en passe de disparaître, ou dont la survie est peu probable si les facteurs responsables continuent à agir. Dans cette catégorie figurent les espèces dont le nombre a été réduit à un seuil critique ou dont les habitats ont diminué si radicalement qu'ils courent un danger imminent de disparition. Les espèces vulnérables comprennent les espèces dont on estime qu'elles entreront prochainement dans la catégorie des espèces en danger, s'il y a persistance du danger. espèces menacées

total

en danger

vulnérables

Mammifères

5

6

119

Oiseaux nicheurs

31

42

296

Reptiles

5

2

37

Amphibiens

4

3

34

Poissons d’eau douce

6

9

96

Source : comité français de l’UICN

Quelques espèces menacées

VULNERABLE La tortue d’Hermann (Testudo hermanni) est la seule tortue terrestre de France. Inféodée au littoral méditerranéen, l’espèce a disparu du massif des Albères dans les Pyrénées-Orientales dans les années 1960-1970. Elle ne subsiste plus qu’en effectifs réduits dans le Var et en Corse. Les facteurs de régression sont les incendies, l’urbanisation et les aménagements du littoral méditerranéen, l’abandon de pratiques agropastorales et les prélèvements illicites. Les mesures mises en œuvre pour préserver l'espèce depuis une vingtaine d'années n'ont pas permis d'enrayer le processus de déclin.

VULNERABLE Le bouvreuil pivoine (Pyrrhula pyrrhula) est un oiseau forestier autrefois commun. Les effectifs ont diminué en France de 59 % entre 1987 et 2007. Spécialiste des milieux boisés et arbustifs, cette espèce septentrionale qui affectionne notamment les milieux montagneux en France souffre de la dégradation des habitats et du changement climatique. La rapidité du déclin des populations ne laisse pas présager d’amélioration future. 35


Les hommes mangent les grands requins, les grands requins mangent les raies, les raies mangent les coquillages… Les hommes mangeront-ils encore longtemps des coquillages ? L'avenir est sombre pour les grands requins dont 32 % des espèces sont menacées d’extinction, principalement à cause de la surpêche. À titre d’exemple, plusieurs espèces pêchées par la flotte de l’UE, en Atlantique ou en Méditerranée, sont déclarées comme "en danger critique d’extinction" (aiguillat, requin-taupe commun), "en danger" (requin pèlerin) ou "vulnérable" (requin-taupe bleu, requin peau-bleue, requin-marteau). Le déclin de leur population est largement dû à une demande de plus en plus grande pour la viande et les ailerons et parce que les grands requins se retrouvent souvent emprisonnés dans les filets des pêcheurs. Plus de 73 millions de requins sont capturés chaque année pour le commerce des nageoires. Leur croissance lente, leur maturité sexuelle tardive et leur très faible taux de reproduction les ren-

dent particulièrement sensibles à la surexploitation et leurs populations ont beaucoup de mal à se reconstituer une fois qu’elles ont été décimées. Le déclin du nombre de grands requins aurait des effets dramatiques sur la chaîne alimentaire marine. C’est ce qu’ont démontré des biologistes américains et canadiens qui ont publié en 2007 une étude sur le sujet. Pendant que les effectifs des grands requins chutent, ceux de leurs proies augmente, notamment ceux des raies. Leur nombre s’est multiplié par dix depuis les années 1970. Les raies dévorent de grandes quantités de fruits de mer incluant les pétoncles, les huîtres et les palourdes. La disparition des grands requins entraînerait des pertes importantes pour la pêche commerciale, particulièrement pour la pêche aux pétoncles et autres coquillages.

Les espèces invasives La flore et la faune des régions françaises se sont enrichies de nouvelles espèces. Cela pourrait être une bonne nouvelle en ces temps de régression de la biodiversité. Cependant ces nouvelles venues présentent des capacités de colonisation parfois spectaculaires et sont donc considérées comme un fléau. En effet, elles se révèlent être de redoutables compétitrices. Elles sont accusées en effet de faire disparaître certaines espèces locales. Même si ces invasions peuvent être spontanées, leur nombre est amplifié par l’augmentation des échanges commerciaux maritimes et aériens. En vidant leurs

ballasts, les bateaux occasionnent involontairement des invasions biologiques qui peuvent bouleverser les écosystèmes marins littoraux. Les invasions biologiques imputables au développement du trafic aérien portent plutôt sur les insectes, comme l’introduction récente en Europe du frelon asiatique, grand prédateur des abeilles. Les marchandises peuvent aussi être vectrices d’espèces invasives. Enfin, les plantes d’ornement et les nouveaux animaux de compagnie qui retrouvent le milieu naturel peuvent s’y acclimater au point de devenir invasifs.

INVASIF Plante ou animal d’origine exogène, acclimaté, induisant par sa prolifération dans les milieux naturels des changements significatifs dans la composition et le fonctionnement des écosystèmes. Des impacts d’ordre économique (productions agricoles, loisirs, navigation, …) ou sanitaire (toxicité, allergies, …) viennent fréquemment s’ajouter à ces nuisances.

La crépidule (Crepidula fornicata) est un mollusque gas-

téropode marin originaire de la côte atlantique de l’Amérique du Nord. Elle a été introduite accidentellement sur les côtes de la Manche lors du débarquement de Normandie en 1944 mais aussi à cause de l’importation et de l’élevage des huîtres creuses. Grâce à de faibles exigences écologiques, une capacité de reproduction élevée et l’absence quasi totale de prédateurs, la

crépidule a progressivement colonisé les baies et les estuaires du littoral de la Manche et de l’Atlantique. La crépidule rentre en compétition alimentaire et spatiale avec les autres mollusques, notamment les huîtres. À certains endroits (baie de Saint-Brieuc, Cotentin, rade de Brest...), les densités de crépidules sur les fonds marins sont telles qu’elles limitent, voire qu’elles empêchent la pêche au chalut et l’élevage des huîtres. 37


3 LA POLLUTION DES EAUX Les écosystèmes aquatiques d’eau douce (marais, lacs, lagunes, rivières) et les eaux marines littorales reçoivent et accumulent par le biais des eaux de ruissellement les pollutions engendrées par les activités humaines. Ces nuisances entraînent des perturbations dans le fonctionnement des écosystèmes mais altèrent aussi les ressources en eau né-

cessaires à l’homme. Conscient de l’intérêt de préserver les milieux aquatiques, les vingt-sept pays membres de l’Union Européenne se sont imposés dans le cadre de leur législation le retour au « bon état écologique » des milieux aquatiques pour l’année 2015 et celui des écosystèmes marins pour 2020.

La pollution organique Origine de la pollution organique Les matières organiques ont longtemps été les principaux polluants des milieux aquatiques. En France, trois secteurs d’activités contribuent dans des proportions similaires à la pollution organique des eaux. L’industrie agroalimentaire (abattoirs, laiteries, brasseries, féculeries...), les papeteries ou encore les tanneries sont les secteurs industriels qui contribuent à la pollution organique. Ces activités produisent une pollution de nature similaire à celle des particuliers (matières grasses, matières azotées, sucres...). Bien qu’utilisant le plus souvent le réseau collectif d’assainissement, ces industries rejettent encore une part non négligeable de matière organique dans le milieu naturel. Malgré les efforts de mise aux normes des bâtiments, l’élevage reste une activité qui contribue fortement à la pollution organique des milieux aquatiques. La charge polluante émise par les animaux est pour la majeure partie déversée sur les terres agricoles, soit directement quand le bétail est en pâture, soit par épandage des fumiers et des lisiers. La pollution est donc le plus souvent diffuse ; elle provient de toute la surface d’un territoire. Les polluants sont transmis indirectement aux milieux aquatiques par le sol.

Épandage de fumier sur une parcelle

Les eaux usées domestiques sont traitées en zones urbaines par des stations d’épuration. En zone rurale, les villages peuvent être équipés de stations de lagunage. L’habitat dispersé a obligation depuis 1996 d’être doté d’un système d’assainissement autonome efficace. Malgré ces dispositions, aucun système d’épuration n’est efficace à 100 %. Les stations d’épuration modernes réussissent à traiter 90 % des matières organiques.

Les effets d’une pollution organique L'augmentation de la quantité de matière organique dans les milieux aquatiques favorise la croissance des bactéries qui consomment du dioxygène en dégradant les composés organiques. Une charge polluante excessive et une température élevée (durant l'été) aboutissent à une désoxygénation des

eaux. Les espèces aquatiques les plus sensibles sont condamnées. Une pollution organique est donc caractérisée par une biocénose dominée par les décomposeurs. En outre, une forte sédimentation des particules accélère le comblement des lacs et des cours d’eau lents. Bactéries filamenteuses grises caractéristiques d’une pollution organique 39


Effets d’une pollution organique sur la biocénose d’une rivière 2

D’après : « Dictionnaire encyclopédique des sciences de l’eau » F. Ramade

Le processus d’eutrophisation Un excès d’azote et de phosphore minéral L’enrichissement des eaux de surface en éléments minéraux azotés (nitrates) et phosphorés (phosphates), provoque un développement accéléré des algues et des autres végétaux aquatiques. L’eutrophisation (du grec eu = beaucoup et tropho

= je mange) s’apparente donc à une fertilisation excessive et involontaire des eaux. L’augmentation de biomasse végétale perturbe gravement l'habitat des organismes aquatiques et entraîne une dégradation de la qualité de l'eau.

Le processus d’eutrophisation SITUATION EN ÉQUILIBRE

EUTROPHISATION

Producteurs primaires

Producteurs primaires Producteurs secondaires

N et P

N et P

40

Producteurs secondaires

Décomposeurs

Décomposeurs

Production minimale de déchets

Grosse production de déchets non recyclés


Chapitre 3 Valorisation des milieux dans une perspective de développement durable

1 - PRÉVENTION DES RISQUES - P. 43

2 - PRÉSERVATION ET VALORISATION DES ESPACES - P. 47

42


secteurs de la chimie et de la pétrochimie, sont appelées communément établissements Seveso. On peut classer les risques industriels en quatre catégories : Les Les Les Les

risques risques risques risques

d’incendie. d’explosion (projectiles et effets de souffle). de pollution de l’air (nuage toxique ou radioactif). de pollution du sol ou de l’eau.

Exemple de prévention : la lutte contre les inondations

Usine pétrochimique classée Seveso Port-Jérôme. Seine-Maritime

Le risque d’inondation L'inondation est une submersion (rapide ou lente) d'une zone pouvant être habitée ; elle correspond au débordement des eaux dans le lit majeur d’un cours d’eau lors d'une crue. Les crues sont des phénomènes naturels. Elles peuvent cependant être accentuées par l’artificialisation des sols sur le bassin versant. Dans la plupart des cas, les inondations deviennent risques majeurs lors des crues centennales.

Crue de la Charente en mars 2007 à Cognac Photo Wikipédia

 Lit mineur et lit majeur Le lit mineur d’un cours d’eau est délimité par ses berges (figure ). Le lit majeur est l’espace qu’occupe temporairement un cours d’eau lorsqu’il est en crue (figure ). Cet espace a pu être malencontreusement bâti.

Cent ans d’inondations historiques en France En janvier 1910, Paris se retrouve envahi par les eaux et près de 20 000 immeubles sont inondés. 3 mars 1930, la crue du Tarn inonde de nombreuses villes, particulièrement Moissac et Montauban. Près de 200 personnes trouvent la mort. En 1940, de violentes précipitations font déborder plusieurs cours d’eau et inondent les Pyrénées-Orientales, faisant 48 victimes. Le 14 juillet 1987, de violents orages entraînent le débordement du Borne dans les Alpes, causant la mort de 23 personnes au Grand-Bornand. Dans la nuit du 2 au 3 octobre 1988, des pluies diluviennes s’abattent sur la ville de Nîmes. Les inondations qui s’ensuivent font 11 morts. Le 22 septembre 1992, l’Ouvèze déborde et inonde la ville de Vaison-laRomaine (Vaucluse), où plus de 30 personnes trouvent la mort. En novembre 1999, plusieurs fleuves du midi méditerranéen débordent. Les inondations font 26 morts.

Crue centennale C’est la crue qui, statistiquement, est la plus forte sur une période de cent ans. Cependant, elle ne se produit pas nécessairement tous les cent ans. De même sa survenue une année n'exclut pas sa répétition une ou quelques années plus tard puisque les phénomènes pluvieux n'ont pas de raison d'être liés d'une année à la suivante. 44

Dans la nuit du 8 au 9 septembre 2002, des pluies violentes s’abattent sur les départements du Gard, de l’Hérault et du Vaucluse. 23 personnes trouvent la mort. En décembre 2003, Arles et les villages alentours se retrouvent sous les eaux en raison de fortes pluies et d’un débit du Rhône très élevé. Plus de 20 000 personnes sont sinistrées. D’après : La Croix.fr du 14.03.2010


Les plans de prévention des risques d’inondation La France dispose depuis 1995 d’une législation qui impose de mettre en place des plans de prévention des risques d’inondation (PPRI) sur les communes concernées. Leur prescription est de la responsabilité des préfets qui sont les représentants de l’État dans les départements et les régions. Les PPRI ont deux objectifs : Prévenir et réduire le risque humain en zone inondable. Prévenir et réduire les dommages aux biens et aux activités existantes et futures en zones inondables. La mise en place d’un PPRI nécessite des études préalables afin de bien évaluer le risque. L’historique des crues et l’historique des aménagements (endiguements, prélèvements de matériaux...) sont minutieusement répertoriés. Des mesures et des études permettent de déterminer les caractéristiques du cours d’eau (débit, vitesse d’écoulement de l’eau, nature des berges...), du lit majeur et du bassin versant. Enfin des mesures topographiques très précises permettent la réalisation d’une cartographie des lieux à une échelle très fine (1/5 000). Cet état des lieux permet ensuite d’élaborer un document qui impose : des règles d’urbanisme pour les constructions existantes et futures. des règles pour les usages du sol : activités touristiques et de loisirs, exploitations agricoles... les mesures de prévention, de protection et de sauvegarde de la population et des biens dans les zones inondables.

Un PPRI agit donc aussi bien sur les zones directement exposées aux inondations que sur les zones amont du bassin non exposées mais pouvant aggraver le risque. Il permet un développement durable des territoires.

élus locaux. En effet, les PPRI tendent à freiner l’urbanisation en zones inondables et rendent inconstructibles certains terrains. De plus, la revente des biens immobiliers est rendue plus difficile dans la mesure où l’acheteur est prévenu des risques encourus.

Les PPRI sont parfois mal perçus par les populations et les L’aménagement de zones d’expansion des crues Les lits majeurs des cours d’eau ont pour vocation de stocker momentanément les eaux en période de crues. Cependant, en bâtissant sur ces espaces, l’homme a amplifié les risques d’inondation. Aujourd’hui, des zones d’expansion des crues peuvent être artificiellement crées afin de protéger les biens et les personnes. Les zones d’expansion des crues sont donc des espaces naturels ou aménagés où se répandent les eaux lors du débordement des cours d’eau dans leur lit majeur.

Le stockage momentané des eaux écrête la crue en étalant sa durée d’écoulement. Le cours d’eau est partiellement barré par une digue. Il passe dans une buse de diamètre correctement dimensionné. Même en cas de fort épisode pluvieux, la buse ne laisse passer qu’un débit relativement faible qui ne pourra en aucun cas occasionner d’inondation en aval. L’eau s’accumule en amont de la digue.

Digue ou relief naturel Digue

Zone d’expansion des crues

Plan de masse schématique d’une zone d’expansion des crues

 Digue sens d’écoulement

Buse

Une zone d’expansion des crues  - Vue générale.  - Sortie du cours d’eau sous la digue

45


2 PRÉSERVATION ET VALORISATION DES ESPACES Des espaces en perpétuelle évolution

Les paysages ruraux et les espaces naturels sont intimement liés à l’histoire des activités humaines. Leur aspect actuel a été façonné par l’homme et résulte de processus plus ou moins anciens. Cependant, ces espaces évoluent aussi très

rapidement. Ces modifications sont souvent perceptibles sur la durée d’une génération humaine. Les modifications des pratiques culturales, des types de production ou des usages du sol modèlent les espaces et les paysages.

Conditions abiotiques • climat • géologie • sol

Paysage du massif des Baronnies (Drôme)

Sociétés humaines • histoire des pratiques et des cultures • systèmes de production • organisation de l’espace et de l’habitat humain

Processus écologiques • mise en place des peuplements • mouvement des individus

Les paysages ruraux résultent des interactions entre les impacts de la présence humaine, les processus écologiques et les facteurs abiotiques.

47


Les zones protégées et les limites de leur efficacité Les zones à vocation conservatoire Des outils de protection existent afin de conserver pour les générations futures des sites naturels exceptionnels abritant des espèces animales et végétales rares ou menacées, des paysages et des écosystèmes de grande qualité. Une équipe qualifiée assure la gestion des milieux et l’application des règlements. De très nombreux dispositifs existent.

Les parcs nationaux. Un Parc National est créé par décision gouvernementale sur un vaste territoire généralement peu ou pas habité et qui présente un caractère exceptionnel. En France, il existe neuf parcs nationaux : quatre en haute montagne, un en moyenne montagne, un en zone

marine et insulaire et trois dans les départements d’outre-mer. Les parcs nationaux couvrent près de 8 % du territoire français (49 147 km²). Ils attirent chaque année plus de 7 millions de visiteurs.

Le parc national de la Vanoise a été le premier parc national (1963). Il est réputé pour ses habitats de haute montagne.

Le parc national de la Réunion est le dernier créé (2007). Il abrite une biodiversité exceptionnelle.

Les réserves naturelles. Elles concernent le plus souvent des territoires plus restreints que les parcs nationaux. En fonction de leur valeur patrimoniale, les réserves naturelles ont un statut régional ou national. En 2010, on dénombre 334 réserves naturelles en France métropolitaine. La réserve naturelle du Platier d’Oye (Pas-de-

Panneau d’information marquant l’entrée d’un

Calais) est une réserve naturelle nationale qui terrain du conservatoire du littoral. Les terrains du conseraccueille de nombreux oiseaux. vatoire du littoral. Le conservatoire du littoral est un organisme d’état qui a pour mission d’acquérir des sites fragiles et menacés sur les zones littorales, en vue de leur protection définitive. Les communes ou leurs groupements sont très majoritairement gestionnaires des terrains acquis. Elles assument la surveillance des terrains, les travaux d'entretien et l'accueil et la sensibilisation du public. Plus de 500 sites sont ainsi propriétés du conservatoire du littoral. Ils représentent plus de 10 % du linéaire côtier.

48


Les outils de développement durable Nombre d’espaces naturels ou ruraux présentent un intérêt environnemental mais font l’objet d’une exploitation (agriculture, pêche...). Afin de concilier une activité économique et la préservation des atouts environnementaux, des statuts de protection et de développement durable sont mis en place. Les contraintes réglementaires existent mais cherchent à concilier protection de la nature et activités économiques.

Les zones natura 2000. Elles constituent un réseau écologique européen. L’objectif prioritaire est de conserver dans un état favorable les habitats naturels, la faune et la flore sauvage. Cependant, les mesures de gestion et de conservation d’un site Natura 2000 tiennent compte des

activités économiques, sociales et culturelles qui s’exercent sur le site, ainsi que des particularités régionales et locales. Elles ne conduisent pas à interdire les activités humaines mais plutôt à les orienter de façon à ce qu’elles n’aient pas d’impact négatif sur les habitats et les espèces. Le réseau natura 2000 en Europe

Le parc naturel marin de la mer d’Iroise couvre un large espace maritime autour des îles d’Ouessant et de Sein. La richesse de sa faune, de sa flore (plus de 300 espèces d’algues) et la diversité de ses habitats en font un espace maritime exceptionnel à l’échelle européenne.

Les parcs naturels marins. La mer a longtemps été oubliée dans les dispositifs de protection. Le milieu marin reste d’ailleurs très mal connu. Les parcs naturels marins (PNM) sont donc des dispositifs récents puisque le premier a vu le jour en 2007 (mer d’Iroise en Bretagne). Ils couvrent de vastes espaces maritimes sur lesquels coexistent patrimoine naturel remarquable et activités multiples.

Le principe fondamental des PNM est d'associer les usagers de la mer aux objectifs de protection et de gestion durable. La pêche professionnelle, les activités d'extraction de matériaux, les activités touristiques, doivent être rendues compatibles av e c la préservation des écosystèmes marins pour les générations futures. La France a prévu de se doter de dix parcs naturels marins d'ici à 2012.

Les parcs naturels régionaux. Les parcs naturels régionaux (PNR) sont de vastes territoires ruraux où l’on cherche à concilier le développement économique et social tout en préservant le patrimoine naturel et culturel. Un PNR est le fruit d’une volonté commune des habitants (élus, socioprofessionnels, associations...). Une charte librement acceptée fixe les orientations. L’originalité d’un Parc naturel régional réside surtout dans sa capacité à faire respecter, par la concertation et non par la réglementation, les objectifs de sa charte. Les 46 PNR du territoire français ont tous pour objet : de protéger le patrimoine, notamment par une gestion adaptée des milieux naturels et des paysages ; de contribuer à l’aménagement du territoire ; de contribuer au développement économique, social, culturel et à la qualité de la vie ; d’assurer l’accueil, l’éducation et l’information du public ; de réaliser des actions expérimentales ou exemplaires dans les domaines cités ci-dessus et de contribuer à des programmes de recherche.

Une partie de la population ne voit dans les dispositifs de gestion durable des espaces de nature qu’une réglementation contraignante et une confiscation de sa liberté. Pour lever ces inquiétudes, la mise en place de tels dispositifs ne peut se faire qu’en concertation avec les usagers et qu’à condition de bien expliquer les enjeux. 49


Chapitre 4 Incidence de l’environnement sur la santé humaine

1 - DES SUBSTANCES CHIMIQUES ENVAHISSANTES - P. 52

2 - DES RAYONNEMENTS INSIDIEUX - P. 53

3 - LES NUISANCES SONORES - P. 57

4 - LES ALLERGIES RESPIRATOIRES - P. 58

51


1 DES SUBSTANCES CHIMIQUES ENVAHISSANTES L’industrie chimique apporte un confort de vie indéniable. Tous les produits de la vie courante contiennent des substances qui améliorent leur qualité et leur efficacité (durabilité, qualité mécanique, confort, esthétique...). La production mondiale de l’industrie chimique est passée de 1 million de tonnes en 1936 à plus de 400 millions de tonnes en 2006.

caractérisent par leur persistance dans le milieu et leur capacité à se fixer dans les tissus vivants, notamment les graisses. Même si les doses reçues quotidiennement sont faibles, les quantités et les effets cumulés sont susceptibles à long terme de provoquer des dégâts sur la santé.

En 2007, on estime à environ 100 000 le nombre de substances chimiques présentes sur le marché européen, dont 30 000 qui sont produites à plus d’une tonne par an. Or, 97 % de ces 100 000 produits chimiques n’ont jamais été évalués pour leur toxicité humaine ! Le manque de connaissances de leurs effets sur la santé et l’environnement est donc une source d’inquiétude légitime. La plupart des substances chimiques aujourd’hui incriminées sont qualifiées de micropolluants. Ce sont des substances chimiques toxiques à très faible dose pour l’homme ou pour l’environnement. En plus de leur toxicité, elles se

Les voies de pénétration des substances chimiques dans le corps sont essentiellement l’alimentation et l’air respiré. Une personne passe en moyenne 80 à 90 % de son temps dans un environnement clos. La qualité de l’air intérieur mérite donc autant d’attention que celle de l’air extérieur.

Évolution de la production mondiale de l’industrie chimique sur 70 ans.

(Source : Centre de Documentation EconomieFinances)

Les produits chimiques ont envahi notre quotidien.

Complexe pétrochimique sur l’estuaire de la Seine

Produits de consommation courante contenant des substances toxiques Types de produits

52

Usages ou origines

Substances toxiques incriminées

Produits phytopharmaceutiques

Pesticides à usage agricole (herbicides, insecticides, fongicides, …)

Toutes les matières actives mais 47 considérées comme très dangereuses

Biocides

Tout pesticide à usage non agricole : désinfectants, antifouling, produits de traitement du bois, insecticides ménagers, rodenticides, répulsifs, …

Toutes les matières actives

Produits et matériaux de bricolage

Peintures, vernis, lasures, papiers peints, solvants, colles, décapants, antirouilles, mastics, bois collés (agglomérés, contreplaqués, …), mousse polyuréthane, …

Formaldéhyde, ...

Produits ménagers

Désodorisants, détartrants, détachants

Éther de glycol, formaldéhyde

Cosmétiques

Teintures pour cheveux, laques, démaquillants, gels, shampoings, parfums, déodorants, dentifrices, …

Éther de glycol, parabènes, formaldéhyde, alkylphénol, EDTA

Résidus de médicaments

Médicaments vétérinaires et humains

Antibiotiques, hormones, …

Matériaux et produits divers

Plastiques, tissus (rideaux, moquettes, …) matériaux ignifugés (bois, tissus, …), isolants électriques, encres, revêtements casseroles, …

Phtalates, retardateurs de flamme aux bromures, bisphénol A, amiante, PCB, formaldéhyde, composés perfluorés, …

Résidus de combustion

Trafic routier, industries, chauffage, fumée de tabac, incinérateurs, …

Oxyde d’azote, monoxyde de carbone, ozone, particules fines (≤ 2,5 μm), HAP, formaldéhyde, dioxines, …

Métaux

Origine naturelle, combustion de déchets, métallurgie, traitement de surfaces, …

Mercure, plomb, cadmium, chrome, cuivre, nickel, zinc


Les risques liés aux micropolluants

5 µg.kg-1 C’est la charge corporelle en dioxine pour laquelle apparaissent les premiers symptômes (fatigue, vertiges, maux de tête, atteintes nerveuses des membres). Source : Conseil d’Hygiène Publique de France.

Les effets de la toxicité d’une substance sur un individu dépendent du niveau d’exposition (dose et durée d’exposition), de la sensibilité à la substance propre à chaque individu, mais aussi de l’interaction avec d’autres substances. Aussi, les études sur la toxicité des produits sont difficiles à mener. Cependant, parmi les constats récents peuvent être relevés les éléments suivants (d’après : Plan National Santé Environnement 2005) : 30 000 décès anticipés par an sont liés à la pollution atmosphérique urbaine. 14 % des couples français consultent pour des difficultés à procréer lesquelles difficultés pourraient être liées à des expositions à des substances toxiques.

100 µg.L-1 C’est la concentration en plomb dans le sang audelà de laquelle la prise en charge médicale est obligatoire pour un enfant.

près d’un million de travailleurs seraient exposés à des substances cancérogènes.

Source : Bulletin de la société de toxicologie -

En fonction de la substance considérée, cinq effets sur la santé peuvent être observés.

décembre 2008

Les effets des micropolluants sur la santé

2 DES RAYONNEMENTS INSIDIEUX En termes de santé humaine, les rayonnements recouvrent deux types de phénomènes physiques : les rayonnements ionisants et les rayonnements non ionisants.

Les rayonnements ionisants Ces rayonnements sont appelés ionisants car ils génèrent de l’énergie suffisamment importante pour ioniser les atomes et les molécules et donc modifier la matière vivante. Ils sont synonymes de radioactivité. Les sources d'exposition aux rayonnements ionisants sont de deux ordres : le rayonnement naturel qui inclut le rayonnement cosmique (rayonnement émis par l’espace), le rayonnement tellurique (croûte terrestre) et le gaz radon, l'eau et les aliments. le rayonnement issu d’activités humaines (industrie nucléaire civile et militaire, utilisation médicale, etc.). N’importe quelle population humaine est donc

Les sources de rayonnements ionisants en pourcentage de la dose reçue par habitant (d’après : « Rayonnements ionisants et santé » livret IRNS www.irns.org)

53


Les rayonnements non ionisants Une onde radio de la bande FM, une onde émise par un téléphone portable, ou encore les rayonnements ultraviolets sont des phénomènes physiques de même nature appelés ondes électromagnétiques. Ces phénomènes peuvent être comparés à des vibrations dont on peut mesurer la fréquence. Les propriétés de ces ondes, et notamment l’énergie qu’elles transportent, sont nettement différentes selon la fréquence. Lignes haute tension 50 Hz

FM, télévision 30 à 300 MHz

Téléphonie, GPS, Wi-Fi 300 MHz à 3 GHz Micro-ondes 3 à 30 GHz

Lumière blanche, UV 400 à 1 000 THz

Hautes fréquences (radiofréquences)

Très basses fréquences

Les ondes électromagnétiques et leurs fréquences relatives

Les ondes électromagnétiques susceptibles d’altérer la santé sont appelées rayonnements non ionisants. Elles appartiennent à trois catégories : les ondes électromagnétiques de très basses fréquences. Elles sont observées à proximité de caténaires, de lignes à haute tension, de transformateurs et de tout appareil dans lequel passe du courant électrique les ondes électromagnétiques de hautes fréquences (encore appelées radiofréquences). Elles sont émises par les antennes relais pour la téléphonie, radio et télévision, les téléphones sans fil, les portiques de sécurité, les bornes Wi-Fi, les fours microondes, etc). les rayonnements optiques ultraviolets. Ils sont émis par le soleil. Plus de 90 % de ce rayonnement est heureusement absorbé par l’ozone des couches hautes de l’atmosphère (la fameuse « couche d’ozone »). Les mécanismes d’action de ces trois types de rayonnements non ionisants sur le corps humain sont différents.

Une étude récente a montré un doublement du risque de leucémie pour les enfants résidant à moins de 200 m d’une ligne à haute tension. D’après : Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail – juillet 2009

Risques liés à l’exposition aux rayonnements de très basses fréquences Les très basses fréquences créent des courants induits à l’intérieur du corps. Elles sont classées dans la catégorie « cancérogène possible » par le CIRC (Comité International de Recherche sur le Cancer) en raison d’un lien possible avec les leucémies observées chez l’enfant. Les résultats d’études disponibles n’indiquent pas d’effet chez les adultes. Risques liés à l’exposition aux radiofréquences Le corps humain placé devant une onde électromagnétique absorbe une partie de l’énergie qu’elle transporte. La quantité d’énergie absorbée dépend de plusieurs facteurs tels que la fréquence de l’onde, l'orientation du flux électromagnétique, la taille du sujet. L’énergie absorbée se traduit par une augmentation de température des tissus. L'effet ther-

mique ainsi engendré est exprimé par le Débit d'Absorption Spécifique (DAS ou SAR en anglais). Cette valeur indique l'intensité du rayonnement absorbé par unité de temps et de masse par le corps humain. Le DAS s’exprime en watt par kilogramme (W.kg-1). À titre d’exemple, on considère qu’une exposition correspondant à un DAS de 4 W.kg-1 pendant une 55


3 LES NUISANCES SONORES Le bruit est omniprésent dans notre environnement. Une enquête effectuée par l'INSEE en 2002 montre que 54 % de la population des agglomérations de plus de 50 000 habitants sont gênés par le bruit. Les nuisances sonores ont évidemment des effets auditifs mais ont aussi un effet beaucoup plus insidieux sur la santé en général.

Les effets auditifs L’oreille humaine possède une sensibilité importante au médium. Celle-ci décroît vers les graves et les aigus. L'unité décibel (dB) a été créée afin de représenter cette sensibilité particulière. Le dB est utilisé pour mesurer les bruits environnementaux. NIVEAU SONORE EN dB

Coup de fusil

Exposition maximale tolérée par l’oreille

Marteau piqueur Concert de rock, discothèque Extrêmement fort Au-delà de 8 h, protection auditive obligatoire

Scie circulaire

Conversation humaine Confortable Réfrigérateur Seuil d’audibilité

Respiration humaine

Échelle des niveaux sonores dans l’environnement en décibels Une exposition fréquente à des niveaux sonores supérieurs à 85 dB peut entraîner une baisse de l’acuité auditive irréversible. Certains travailleurs, le public régulier de discothèque ou encore les utilisateurs de baladeurs sont particulièrement exposés. Des expositions brèves à des sons supérieurs à 120 dB (musique, pétard, explosion, etc.) peuvent entraîner une surdité partielle ou complète. Ces différents traumatismes peuvent s’accompagner d’acouphènes (sifflements et bourdonnements d’oreilles continus) ou d’hyperacousie (intolérance au bruit). On estime entre 10 et 17 % le nombre de Français souffrant d’acouphènes.

La protection auditive est obligatoire dans un environnement professionnel bruyant. 57


Chapitre 5 Conséquences des comportements et des choix alimentaires

1 - LES PRINCIPES DE BASE D’UNE ALIMENTATION ÉQUILIBRÉE - P. 60

2 - LES TROUBLES ET LES MALADIES D’ORIGINE ALIMENTAIRE - P. 64

3 - LES CHOIX ALIMENTAIRES ET LA RESPONSABILITÉ CITOYENNE - P. 67

59


1 LES PRINCIPES DE BASE D’UNE ALIMENTATION ÉQUILIBRÉE Les habitudes alimentaires ont plus changé au cours des 50 dernières années qu’au cours des siècles précédents : diminution du nombre de plats, réduction des temps de préparation, irrégularité des horaires de repas, essor des produits transformés au détriment des produits de base... On peut aussi acheter au coin de la rue des aliments produits au bout du monde et on trouve en toute saison une gamme très

large de fruits et légumes. Cette évolution répond aux changements des modes de vie qui demandent gain de temps et praticité mais elle est aussi encouragée par la publicité. Ces profondes modifications présentent sur le plan nutritionnel des aspects positifs et d’autres négatifs. Il est donc utile de s’interroger sur sa façon de manger afin d’acquérir les habitudes alimentaires propices au bien-être et à la santé.

De l’aliment aux nutriments L’organisme tire des aliments différentes substances indispensables que l’on nomme nutriments. Ces derniers sont des molécules de petite taille (glucose, acides gras, acides aminés, vitamines, éléments minéraux...) qui vont pouvoir être directement utilisables par les cellules et assurer ainsi le bon fonctionnement de l’organisme. C’est le passage des constituants alimentaires dans le tube digestif qui libère les nutriments. Les différents aliments ne contiennent pas les mêmes nutriments et seule une alimentation diversifiée per-

met de couvrir les besoins. Si un nutriment vient à manquer, il y a carence. Cette carence peut avoir des conséquences graves sur la santé (perte de mémoire, fatigue, altération de la peau, anémie...). En revanche, si la quantité consommée est trop importante, l’organisme réagit de multiples façons : élimination ou mise en réserve. Cependant, au-delà d’une certaine quantité, certains nutriments deviennent dangereux pour la santé (hypertension, obésité, diabète...).

ALIMENTS

NUTRIMENTS CONSTITUANTS ALIMENTAIRES Vers le tube digestif

glucides lipides protéines

vitamines minéraux eau

Vers le sang

glucose acides gras acides aminés vitamines minéraux eau

Les nutriments contenus dans les aliments sont libérés dans la circulation sanguine après passage dans le tube digestif.

Les différents groupes d’aliments

L’équilibre alimentaire est un gage de forme, de plaisir et de santé. Or l’aliment idéal n’existe pas, aucun n’étant assez complet pour couvrir à lui seul tous les besoins. Le repas idéal n’existe pas plus. L’équilibre nutritionnel est donc assuré par la consommation d’aliments variés au cours des différents repas de la journée.

60

Les aliments sont classés en sept groupes en fonction de leur composition chimique et des nutriments qu’ils apportent. L’idéal est de consommer tous les jours des aliments parmi les sept groupes, en profitant de la diversité pour varier les repas au cours de la semaine. Seuls les produits gras, salés et sucrés sont à consommer avec modération.


Équilibrer son alimentation, c’est manger chaque jour les aliments des sept groupes en respectant les fréquences de consommation

Les besoins en constituants alimentaires énergétiques

Comme toute machine, l’organisme réclame de l’énergie pour fonctionner. Activités musculaires, activités physiologiques (digestion, circulation sanguine, ventilation...), activité cérébrale, thermorégulation, croissance, entretien et fonctionnement intime des cellules ont des besoins constants en énergie. La dépense énergétique est essentiellement couverte par les apports alimentaires en glucides (50 à 55 %) qui fournissent de l'énergie à court et à moyen terme et en lipides (30 à 35 %) qui fournissent de l'énergie à long terme. 61


Pour un adulte sédentaire, la dépense énergétique totale est Valeur énergétique des constituants alimentaires en kcal/g* en moyenne de 10 000 kJ/jour. Toutefois, elle varie avec l'âge, Glucides 4 le sexe et le niveau d'activité. Lipides 9 L'apport énergétique nécessaire pour couvrir la dépense énergéProtéines 4 tique totale doit être réparti de * 1 kcal = 4,18 kJ façon constante tout au long de la journée : 20 à 25 % au petit déjeuner, 25 à 30 % au déjeuner, 15 à 20 % au goûter et 25 à 30 % au dîner.

Dépenses énergétiques journalières chez l’adulte

Activité faible

La dépense énergétique varie avec la nature de l'activité physique réalisée. Plus l'activité est intense, plus la dépense énergétique est grande, comme le montre le tableau ci-dessous. Proportions relatives des dépenses énergétiques selon l’activité physique Repos en position allongée : sommeil, sieste

Hommes 8 800 kJ/j

Femmes 7 500 kJ/j

1

Activité moyenne

Position assise : TV, ordinateur, jeux vidéo, lecture, travail scolaire, repas, transport.

1,5

Position debout : toilette, petits déplacements dans la maison, travail de laboratoire, vente ;

2,2

Hommes 11 300 kJ/j

Femmes 8 400 kJ/j

Position assise : conduite d’engins Activités professionnelles manuelles, debout, d'intensité moyenne

3

Activité intense

(machines-outils, menuiserie...)

Activités professionnelles d'intensité élevée

3,5

(maçonnerie, jardinage...)

Sport, activités professionnelles intenses

5

Hommes 12 500 kJ/j

Femmes 9 200 kJ/j

(terrassement, travaux forestiers...)

Les besoins en nutriments constructeurs et fonctionnels Des nutriments constructeurs Lors de la croissance, mais aussi à l’âge adulte, l’organisme a besoin d’éléments bâtisseurs qui vont construire et entretenir le corps. Ces nutriments sont essentiellement les acides aminés des protéines et les acides gras des lipides. Le calcium est nécessaire pour la formation et l’entretien des os. 62


2 LES TROUBLES ET LES MALADIES D’ORIGINE ALIMENTAIRE Les toxi-infections et intoxications alimentaires Il peut arriver que les aliments deviennent impropres à la consommation. Les risques de contamination sont présents de l’exploitation agricole jusqu’à la table. Trois sources sont possibles : le traitement des cultures (insecticides, herbicides, fongicides...) ou des animaux d’élevage (produits pharmaceutiques...) qui peuvent laisser des résidus dans l’aliment. la pollution diffuse présente dans l’environnement (air, eau, sol) et qui peut s’accumuler dans les végétaux et les animaux consommés. la présence de micro-organismes encore appelés germes (bactéries, champignons, virus, micro-algues...) qui peuvent provoquer une toxi-infection. Pour les fruits et légumes, le trempage et le nettoyage, l’épluchage ou encore la cuisson à la vapeur plutôt qu’à l’eau réduisent considérablement les risques de contamination par les polluants chimiques. L’agriculture biologique garantit un mode de production sans traitements chimiques nocifs à la santé. Des règles d’hygiène strictes (préparation des plats avec les mains propres...) et la consommation de produits frais réduisent les risques de toxi-infections.

Conditions favorables et défavorables au développement des germes dans un aliment Conditions favorables

Conditions défavorables

¤ présence de substances nutritives ¤ humidité ¤ tièdeur

¤ ¤ ¤ ¤ ¤ ¤

absence de substance nutritive sécheresse température élevée (> 65 °C) température basse (< 3 °C) acidité radiations UV

Multiplication des bactéries dans un aliment au cours du temps 1 000 bactéries pour 100 g d’aliments

11

8 000 bactéries pour 100 g d’aliments

12 1

64 000 bactéries pour 100 g d’aliments

10

2

9

3

500 000 bactéries pour 100 g d’aliments

4

8

4 millions de bactéries pour 100 g d’aliments

7

64

6

5


Les déséquilibres et les troubles du comportement alimentaire Le surpoids et l’obésité L'obésité est un excès de masse grasse dans le corps, résultat d'un déséquilibre entre l'apport alimentaire quotidien et les dépenses énergétiques : l'organisme reçoit plus qu'il ne dépense et stocke une partie du surplus. L’obésité est devenue un enjeu de santé publique dans la plupart des pays industrialisés. En France, 49 % des adultes sont en surpoids et parmi eux, 17 % sont obèses. Chez les enfants, la fréquence de l’obésité a doublé en vingt ans. Elle frappe plus nettement les populations défavorisées (25 % des enfants défavorisés). Un enfant obèse le restera à l’âge adulte, entraînant une augmentation considérable du risque de maladies associées (maladies cardio-vasculaires et diabète) et diminuant de treize ans son espérance de vie.

Évolution de l’obésité chez les enfants de 5 à 12 ans en France depuis 1965. Source : PNNS

La définition de l’obésité repose sur le calcul de l’indice de masse corporelle (IMC) qui met en relation deux variables : le poids (en kilogrammes) et la taille (en mètre). Il est facilement calculé selon la formule :

IMC = Poids en kg / (Taille en m)² Poids idéal, surpoids ou obésité ?

Ex : 1,75 m pour 70 kg. IMC = 70 / 1,75 ×1,75 = 22,85

Échelle des corpulences par référence à la valeur de l’IMC 16,5 Maigreur dangereuse

18

Maigreur

25

Poids normal

30

Surpoids

35

Obésité modérée

40

Obésité sévère

Obésité très sévère ou morbide

L’augmentation de la fréquence de l’obésité est due à la modification des comportements alimentaires (grignotage de produits sucrés et gras, consommation de sodas, ...) et à une activité physique insuffisante (une demi-heure quotidienne de marche à pied semble un minimum). Cependant, des facteurs génétiques prédisposent à l’obésité. Les troubles psychiques du comportement alimentaire L’existence de troubles du comportement alimentaire est en nette augmentation depuis les années 70. Il peut s’agir de conduites alimentaires relativement bénignes, comme le grignotage ou la chocolatomanie, mais les troubles alimentaires peuvent aussi prendre des formes graves comme l’anorexie ou la boulimie. Ces deux dernières pathologies mentales touchent essentiellement les jeunes filles âgées de 14 à 20 ans.

L’influence sociale et culturelle participe à l’augmentation de la fréquence des troubles alimentaires. 66

L’anorexie se caractérise par un refus de manger. Elle peut s’accompagner de vomissements provoqués volontairement et en cachette. Elle s’accompagne chez la jeune fille d’une absence de règles. L'amaigrissement s'accentue de façon spectaculaire alors même que l'anorexique est obsédée par le sentiment d'être grosse. Près de 5 % des anorexiques meurent des conséquences de la dénutrition.


Évolution de la demande en céréales dans le monde sur dix ans

Millions de tonnes 700 600 500 400

2001

2003

2005

2007

2009

300

D’après : FAO – Perspectives de l’alimentation – décembre 2009.

Lutter contre le gaspillage Dans les pays riches, 30 à 40 % des aliments sont jetés chaque année ! L’essentiel de ce gâchis est dû aux ménages, à la grande distribution et à la restauration collective. Ce gaspillage est lié au peu d’importance que les gens accordent à la valeur de la nourriture : les ménages ne consacrent en effet que 15 % de leur budget à l’alimentation, contre 40 % il y a soixante ans.

Comparaison des impacts environnementaux du transport d’une tonne de melons en fonction de son origine kg de CO2 émis 160

120

Une étude détaillée du contenu des poubelles en Grande-Bretagne, parue en novembre 2009, estime que 25 % des aliments achetés par les ménages sont jetés. On trouve dans les détritus, par ordre d’importance, des légumes frais et des salades, des boissons, des fruits, des produits de boulangerie, de la viande et du poisson… Selon le WRAP (Waste and Resources Action Programme), l’organisme public qui a mené l’enquête, l’essentiel de ce gaspillage est évitable : soit les aliments n’ont pas été consommés à temps, soit ils ont été préparés en trop grande quantité. Ils représentent l’équivalent de 13 milliards d’euros par an (soit 530 euros par ménage et par an), et 2,4 % des émissions de gaz à effet de serre du pays.

Choisir les produits de saison et les produits de proximité

100

Les fruits et légumes frais consommés hors saison (ainsi que les fruits exotiques), sont généralement importés de loin. En janvier, les tomates viennent du Maroc. En février, le raisin vient du Chili et en juillet, les poires viennent d’Argentine. Les transports sur de longues distances, surtout s’ils s’effectuent par avion, ont un impact énergétique et environnemental non négligeable.

80 60 40

Même si manger des fraises en mars semble un geste anodin, choisir des fruits et légumes de saison et de proximité permet de réduire les nuisances environnementales.

20

Origine France

Origine Espagne Source : Bio IS & ADEME

68

Pourquoi les ménages gaspillent autant de nourriture ?

D’après : Le Monde – 12 décembre 2009

140

0

La mobilisation des terres pour la production d’agrocarburants menace-t-elle la sécurité alimentaire mondiale ?


Calendrier des fruits et légumes Période de récolte en France (sauf agrumes) en plein champ ou sous abri non chauffé. (Pommes de terre, carottes, navets, céleris et pommes se conservent sans grande dépense énergétique et peuvent donc être consommés quelques mois après la récolte).

Janvier Février Mars Avril Mai

Orange, clémentine, mandarine, noix. Chou, chou de Bruxelles, endive, carotte, poireau, mâche, céleri, échalote, potiron, betterave rouge.

Orange. Endive, poireau, radis.

Fraise, rhubarbe. Artichaut, asperge, navet, épinard, radis, salade.

Cerise, fraise, rhubarbe.

Juin

Artichaut, asperge, carotte, céleri, épinard, haricot vert, navet, pomme de terre, petit pois, radis, salade, chou-fleur. Abricot, cassis, fraise, framboise, figue fraîche, pêche, myrtille, melon.

Juillet

Artichaut, aubergine, brocoli, carotte, céleri, chou-fleur, courgette, épinard, haricot vert, navet, pomme de terre, petit pois, poivron, radis, salade, tomate, betterave rouge. Abricot, framboise, groseille, melon, pêche, quetsche, raisin, reine-claude.

Août

Artichaut, aubergine, brocoli, carotte, céleri, chou-fleur, concombre, courgette, épinard, haricot vert, navet, poivron, petit pois, pomme de terre, radis, salade, tomate, betterave rouge, poireau.

Septembre

Châtaigne, figue fraîche, mirabelle, poire, pomme, prune, raisin. Artichaut, aubergine, brocoli, carotte, céleri, chou de Bruxelles, chou-fleur, concombre, courgette, épinard, haricot vert, navet, poivron, pomme de terre, radis, salade, tomate, betterave rouge, poireau, potiron.

Octobre

Châtaigne, figue fraîche, noix, poire, pomme. Artichaut, brocoli, carotte, chou de Bruxelles, chou-fleur, céleri, concombre, épinard, haricot vert, navet, poivron, pomme de terre, salade, champignon, tomate, poireau, potiron. Châtaigne, datte, noix, poire, pomme.

Novembre Décembre 70

Carotte, chou, chou de Bruxelles, endive, épinard, navet, potiron, salade, tomate, poireau.

Clémentine, mandarine, orange, pamplemousse, noix. Chou, chou de Bruxelles, brocoli, endive, mâche, poireau, carotte.

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