Biopesticides : une alternative aux pesticides conventionnels ?
Les problèmes de protection des cultures qui se posent à l'humanité aujourd'hui sont aussi nombreux et divers qu'ils ont pu l'être tout au long de l'histoire de l'agriculture depuis plus de 10 000 ans. Que ce soient les livres sacrés comme le Veda en Inde, ou la Bible dans le bassin méditerranéen, les vestiges préhistoriques en Dordogne ou les papyrus égyptiens, de nombreux exemples illustrent que la survie de l'espèce humaine dépend de sa capacité à protéger les végétaux essentiels à son alimentation, dans les champs ou après la récolte. Car comme le soulignait Pierre Ferron, Directeur de recherche honoraire de l'INRA, la préservation des cultures et des récoltes s'inscrit comme «un phénomène de compétition entre consommateurs au premier rang desquels s'affrontent l'Homme, l'Insecte et le Rongeur ».
Combat éternel mais qui a changé de nature et d'échelle car moins que jamais aujourd'hui, avec l'avènement d'une agriculture spéculative et productiviste, on est disposé à tolérer ces pertes qui caractérisaient l'agriculture vivrière des siècles passés et qui sont provoquées par les déprédations des insectes, acariens, nématodes, oiseaux et autres rongeurs, ainsi que par les maladies dues aux agents pathogènes. En effet, face à l'expansion démographique et dans le cadre de la mondialisation, il importe que l'agriculture soit de plus en plus performante afin de satisfaire les besoins, alimentaires mais aussi non alimentaires, toujours accrus, en produits agricoles de la population planétaire.
Dans ce contexte, le développement des pesticides chimiques, dont la production était aisée et les coûts peu élevés, a constitué à la charnière de la moitié du 20è siècle, une révolution technologique dans le domaine de la protection des cultures. Mais les succès qu'ils rencontrèrent immédiatement dans le contrôle des espèces nuisibles aux cultures ainsi qu'à la santé humaine et animale, ont conduit à leur utilisation intensive et souvent sans discernement. On connaît la suite : des désordres écologiques à de multiples niveaux, et le numéro de l'été (n° 72) de cette revue s'est fait l'écho de la contamination des eaux par ces pesticides conventionnels.
Aussi de nombreuses initiatives sont déployées depuis plusieurs années pour développer des méthodes alternatives à l'utilisation de ces pesticides chimiques. Nous vous proposons d'examiner les méthodes qui ont trait à l'emploi de que l'on appelle communément les biopesticides et de voir dans quelle mesure ils sont prêts à prendre la relève du « tout chimique ».
Qu'est ce qu'un biopesticide ?
En premier lieu il faut préciser ce qu'on entend par biopesticides car le terme fait débat. Sémantiquement le mot est formé de « pesticides » qui veut dire «tuer les pestes » et du préfixe « bios » qui signifie « vie » en grec. L'antinomie de ces deux termes soulignent que les biopesticides s'inscrivent dans la lutte contre les organismes fléaux et sont basés sur l'utilisation d'agents ou facteurs liés à la vie. Longtemps on a débattu pour savoir s'il fallait prendre en considération comme biopesticides les seuls organismes vivants antagonistes aux fléaux ou si des molécules biosynthétisées et des composés extraits d'un organisme vivant pouvait être considérés comme biopesticide. Aujourd'hui, la définition retenue est la plus large.
De la même manière on s'est posé la question de savoir s'il fallait prendre en considération non seulement les substances biologiques qui tuaient les fléaux mais aussi ceux qui diminuaient la pression des bio-aggresseurs sur un organisme attaqué sans pour autant les tuer. Certains modes d'action sont en effet non toxiques pour le fléau. Par ailleurs, il apparaît de plus en plus que le fait de tuer l'organisme fléau, voire de l'éradiquer d'un milieu peut présenter plus d'inconvénients que d'avantages pour un respect de l'équilibre des écosystèmes et de l'environnement. Aussi certains experts et chercheurs proposent de remplacer le terme de biopesticides par celui de « Biocontrol Agents (BCAs) » qui devrait être traduit rigoureusement en français pour respecter ce concept par « produits de protection des plantes à base d'agents biologiques ou de produits naturels », la traduction littérale de l'expression anglaise « agents de contrôle biologique » pouvant prêter à confusion. La longueur de la périphrase n'est pas de nature à populariser l'emploi de cette dernière. Sans doute faudrait-il créer le néologisme d' «agents de biocontrôle (ABC) » ?
Il faut donc considérer aujourd'hui qu'un biopesticide se définit comme tout produit de protection des plantes à base d'organismes vivants ou substances, d'origine naturelle c'est-à-dire issus de la co-évolution des espèces et donc qui ne sont pas issus de la chimie, dont l'utilisation pour le contrôle d'organismes fléaux ou bio-aggresseurs, est préconisée pour un meilleur respect des biocénoses et de l'environnement. En effet, les biopesticides présentent plusieurs avantages écologiques : biodégradabilité, sélectivité de leur activité et diminution des effets non intentionnels sur les espèces non cibles, diminution des résistances pour certains d'entre eux.
D'après cette définition, les organismes génétiquement modifiés (OGM) qui ne sont pas issus de la co-évolution des espèces et dont on a trop peu de recul en matière d'impact sur les biocénoses et sur l'environnement devraient être exclus pour le moment du champ des biopesticides. Cette position va à l'encontre de celle de l'organisme américain EPA : Environnemental Protection Agency mais est en accord avec les directives européennes qui traitent de manière différente le cas des OGM et des PPP (produits de protection des plantes).
Quels types de biopesticides sont aujourd'hui commercialisés ?
Cette définition, qui est très large, englobe donc des biopesticides de plusieurs sortes.
On distingue les biopesticides commercialisés à base d'organismes vivants. Une grande diversité d'organismes biologiques est utilisée dans des formulations phytosanitaires :
- des bactéries entomopathogènes, ou antagonistes de champignons pathogènes ;
-des virus entomopathogènes, ou des mycovirus entrainant une hypovirulence des souches fongiques et des phages (virus) lysant des bactéries ;
- des champignons entomopathogènes, herbicides, ou antagonistes ;
- des protozoaires entomopathogènes ;
- des arthropodes parasitoïdes et prédateurs ;
- des nématodes entomophatogènes ou mycophages.
Ces organismes s'attaquent au potentiel biotique de l'organisme fléau à différents stades de son développement. Leur emploi constitue ce qu'il est convenu d'appeler la lutte biologique classique qu'illustre si bien l'image de la coccinelle se nourrissant de pucerons ! En France, le guide phytosanitaire ACTA 2007 indique plus d'une cinquantaine de micro-organismes et macro-organismes utilisés comme matières actives et commercialisés dans des spécialités.
Dans un autre registre, une autre catégorie de biopesticides est basée des substances biologiques naturelles. Il s'agit essentiellement des composés intervenant dans l'interaction ou la communication au sein des espèces où entre les espèces. Les phéromones et les molécules allélochimiques de plantes (ou substances botaniques) représentent actuellement une part importante des composés développés commercialement. Certains auteurs y rangent également les éliciteurs biotiques, c'est-à-dire des composés qui stimulent les réactions de défense des plantes, ce qui les rend moins vulnérables aux bio-agresseurs.
Les phéromones sont principalement utilisées pour perturber le comportement des insectes ou les attirer dans des pièges. Ainsi, l'utilisation d'hormones sexuelles visent à gêner le renouvellement des générations en empêchant les accouplements (technique de la « confusion sexuelle ») ou en décimant les mâles. Dans ce cas le piégeage sexuel par une hormone femelle sexuelle associée à un piège englué qui capture le mâle : cette utilisation des phéromones vise aussi à la détection des ravageurs dans les cultures. On peut aussi utiliser des phéromones d'agrégation qui attirent mâles et femelles dans un piège contenant, outre la phéromone, un insecticide puissant : c'est la technique « lure and kill ».
Carpovirusine: un process original pour fabriquer le virus de la Granulose du Carpocapse. La production nécessite un élevage de masse de carpocapses, en cycle fermé dans une zone exempte de virus; la majorité des larves sont transférées en zone contaminées et infectées avec un inoculum environ 20 jours après la ponte; leur organisme sert d'amplificateur de virus; le virus est ensuite extrait des cadavres, purifié et contrôlé biologiquement, puis mis en bouteille pour expédition dans le monde entier".
Photo communiquée gracieusement par Antoine Bonhomme, directeur de NPP-AristaLife Science
Menthe traitée par des biopesticides
Sauge traitée par des biopesticides
Les composés botaniques eux sont utilisés depuis très longtemps et connaissent depuis une dizaine d'année un regain d'intérêt. Ils sont développés dans différents pays avec des fortunes diverses qui sont largement fonction des procédures d'homologation en vigueur. Les plus commercialisés sont actuellement le pyrèthre et la roténone mais le produit phare d'une nouvelle génération de produis amenés à se développer est indubitablement le « neem », margousier ou Azadirachta indica dont le principe actif est l'azadirachtine, largement commercialisé en Asie et qui se développe de plus en plus sur le marché nord-américain et dans certains pays européens. Une autre catégorie d'extraits végétaux, les huiles essentielles, connaît actuellement un développement spectaculaire pour la lutte phytosanitaire, en dépit du fait de leur hétérogénéité dans leur composition puisqu'elle est affectée par de très nombreux facteurs d'ordre génétique, environnementaux, physiologiques etc. Elles se développent en particulier aux Etats Unis où elles sont exemptées de la procédure d'homologation des produits phytosanitaires.
L'utilisation des éliciteurs dans la protection des cultures est une démarche très récente. Elle est basée sur les progrès accomplis dans la connaissance des mécanismes d'action de la résistance induite des plantes aux bio-agresseurs. L'activation des mécanismes de résistance entraîne une cascade d'événements métaboliques comme renforcement de barrières pariétales du végétal, la stimulation d'enzymes de défense dont ceux de la biosynthèse de molécules comme les phytoalexines et les protéines PR qui ont pour mission de confiner le bio-agresseur au point d'inoculation et d'empêcher son invasion dans toute la plante. Les éliciteurs sensibilisent la plante à la manière d'un vaccin sans provoquer la maladie. Celle-ci mobilisera ses défenses quand le vrai pathogène l'agressera. Plusieurs éliciteurs sont aujourd'hui commercialisés : en France Iodus ® 40 de la société Goemar à base d'extraits d'algues les laminarines, homologués pour la protection du blé tendre contre les septorioses, oïdium et piétin verse, et Stifénia®, un produit, 100 % naturel constitué de broyat de graines de fenugrec Foenum graecum, développé par la société SOFT et commercialisé par la société Samabiol, homologué sur vigne en traitement des parties aériennes contre l'oïdium en février 2005.
Quel avenir pour les biopesticides ?
De l'avis général, les différentes estimations indiquent que le marché des biopesticides est promis à un avenir prometteur. Mais la part de marché qu'ils représentent est très faible : selon les meilleures estimations, 2% du marché des pesticides conventionnels, même si un taux de croissance de 10 à 15% est prévu pour les biopesticides contre 2% pour les pesticides de synthèse et qu'une projection optimiste estime qu'en 2040, le marché des biopesticides atteindra 20% du marché mondial des produits de protection des plantes.
Actuellement, en terme de matières actives, plus de 60% des biopesticides proviennent d'organismes biologiques vivants (micro-organismes et macro-organismes) et ce sont les bio-insecticides avec en particulier la bactérie « Bacillus thuringiensis » qui sont le plus vendus.
Il y a donc encore de gros progrès à réaliser pour étendre les parts de marché de la technologie phytosanitaire basée sur les biopesticides. Parmi les points à prendre en considération pour développer les spécialités à base de biopesticides, il faut diminuer les contraintes techniques liées à la nature biologique des matières actives. La stabilisation et la conservation de la matière biologique très sensible aux facteurs environnementaux pendant les processus de production et de stockage doivent être améliorées, cette remarque concernant l'ensemble des biopesticides. L'homogénéisation et la standardisation des extraits à base de substances naturelles, notamment végétale, sont d'autres préoccupations de la production industrielle.
A côté de ces considérations technologiques, des facteurs économiques, réglementaires et psychologiques interviennent. En effet, les biopesticides occupent des marchés niche. Par exemple, une phéromone ou un biopesticide entomophage, actifs uniquement sur une seule espèce, ou un mycoherbicide spécifique d'une seule sorte d'adventice, se développent sur des marchés tellement ciblés et étroits qu'ils n'incitent qu'à un investissement industriel prudent puisque la rentabilité des investissements de Recherche et Développement (R&D) est loin d'être assurée. Par ailleurs leurs avantages écologiques, en particulier la spécificité et la biodégradabilité, sont des arguments commerciaux négatifs car ils sont susceptibles d'engendrer des surcoûts.
Aussi, pour pallier ces obstacles d'ordre économique, les industriels producteurs de biopesticides souhaitent qu'une procédure d'homologation réduite soit mise en place, puisque les recherches biologiques ont montré les nombreux avantages écologiques des biopesticides par rapport aux pesticides organiques de synthèse.
Un débat est en cours en Europe pour savoir s'il conviendrait d'alléger les demandes d'autorisation sur le marché (AMM) pour cette catégorie de produits, à l'instar de la réglementation qui existe aux USA. Parmi les arguments avancés pour demander l'allégement de la réglementation pour les biopesticides, figure la constatation que nombre de principes actifs de ces spécialités se trouve au quotidien dans notre environnement domestique et alimentaire. On est donc porté à conclure qu'il serait déraisonnable de demander la constitution de lourds et coûteux dossiers d'homologation pour ces produits dont on n'a pas mis en évidence d'effets pervers. Une réflexion est en cours autour d'un comité européen d'experts composés d'industriels, d'agents de l'administration en charge des dossiers d'homologation et d'universitaires et chercheurs dans le cadre du programme REBECA (regulation of biocontrol agents) conduit par le Professeur Ralf-Udo Ehlers de l'Université de Kiel (Allemagne) pour faire des propositions constructives à l'occasion de la procédure de ré-homologation des produits phytopharmaceutiques, qui se déroule actuellement au sein de l'Union Européenne. Ce re-examen des matières actives à usage phytopharmaceutique a distingué 4 groupes de substances actives, et la répartition des produits en instance d'examen est la suivante : 82% concerneraient des pesticides organiques de synthèse, 8% les phéromones, 7% les extraits de plantes et 3% les spécialités à base de micro-organismes
Enfin d'autres obstacles sont d'ordre psychologique. Il faut en effet que les praticiens acceptent de changer leurs habitudes d'application des produits phytosanitaires, certains biopesticides nécessitant un surcroît de travail et de vigilance. Il faut aussi qu'un degré d'exigence moindre du niveau d'efficacité du produit soit accepté. Au niveau des consommateurs et des opérateurs du marché, une prise de conscience doit s'opérer qu'il est difficile d'attendre dans le cadre du développement de systèmes de culture plus respectueux de l'environnement, des produits agricoles, bien entendu de qualité sanitaire irréprochable sans résidus phytosanitaires, et tout à la fois esthétiquement parfaits.
Conclusion
L'utilisation de méthodes de lutte alternatives a souvent été par le passé le fruit d'approches empiriques dont la mise en oeuvre a varié selon les régions et les circonstances. Le développement des biopesticides s'est appuyé sur ce passé. On sait maintenant que certaines stratégies alternatives, comme la lutte biologique classique sont susceptibles de promouvoir une agriculture durable dans des conditions et situations géographiques particulières en luttant par exemple contre des arthropodes phytophages ou des mauvaises herbes envahissantes. L'utilisation d'extraits botaniques comme le pyrèthre ou la roténone est favorisée dans l'agriculture biologique. Mais globalement, aujourd'hui, les biopesticides sont loin de remplacer la lutte chimique stricto sensu, en particulier au niveau des cultures industrielles, et ne sont pas davantage en mesure de permettre une production agricole à haut rendement et à un coût comparable à celle obtenue avec des pesticides de synthèse. Si, pour s'inscrire dans le cadre du développement durable, l'on veut envisager de faire une place plus importante aux méthodes de lutte phytosanitaire dites « douces » et aux biopesticides, il va donc falloir modifier en profondeur les pratiques agricoles et accepter d'en payer le prix.
Auteur : Catherine Regnault-Roger
Professeur des universités
Université de Pau et des Pays de l'Adour
A consulter :
Ouvrage : Enjeux phytosanitaires pour l'agriculture et l'environnement, C.REGNAULT-ROGER coord, 2005, Lavoisier (Cachan), 1013 p
Site web du programme européen REBECA : www.rebeca.net.
