Chlordecone - Chlordécone 2022

Recherche d'un procédé de rémediation des sols contaminés par la chlordécone étude en laboratoire et à l'échelle pilote, application in-situ et approche socio-politique – REMED-CHLOR

RemedChlor

Recherche d'un procédé de rémediation des sols contaminés par la chlordécone étude en laboratoire et à l'échelle pilote, application in-situ et approche socio-politique

Enjeux et objectifs

La chlordécone (CLD) est un pesticide organochloré utilisé entre 1968 et 1993 dans les bananeraies, notamment en Guadeloupe et en Martinique. Très stable, peu soluble et fortement lipophile, elle persiste durablement dans les sols, les sédiments et les chaînes alimentaires. En raison de sa toxicité, elle a été interdite en 2011, mais continue de poser un problème sanitaire, environnemental, agricole et social majeur. Sa capacité à se bioaccumuler dans les organismes vivants et à contaminer les cultures, en particulier les tubercules, renforce les risques pour les populations exposées.<br /><br />Des recherches ont été menées pour étudier sa biodégradation par des micro-organismes indigènes dans des conditions anaérobies. Des expériences en microcosmes ont montré une diminution de la concentration de chlordécone et la formation de nombreux produits de transformation, issus notamment de processus de déchloruration et d’ouverture de la structure moléculaire. Plusieurs bactéries strictement anaérobies semblent impliquées dans ces mécanismes, bien que les voies métaboliques précises restent encore mal comprises. Des résultats similaires ont été observés dans des sols et sédiments contaminés, y compris en mangrove, où les conditions riches en matière organique favorisent l’activité microbienne.<br /><br />Par ailleurs, des études sur la digestion anaérobie de déchets organiques ont montré un potentiel de dégradation significatif, particulièrement à haute température. D’autres travaux sur des bactéries spécialisées dans la déchloruration de solvants industriels suggèrent des pistes intéressantes pour la bioremédiation à grande échelle, bien que leur rôle dans la dégradation de la chlordécone doive encore être approfondi.<br /><br />En complément, des stratégies de dépollution reposant sur l’adsorption, notamment via des charbons actifs ou des biochars, permettent de réduire la biodisponibilité du polluant dans les sols. Toutefois, la saturation de ces matériaux nécessite le développement de méthodes de régénération, comme les procédés d’oxydation avancée, capables à la fois de restaurer leur efficacité et de dégrader les contaminants.<br /><br />Le projet présenté adopte une approche globale et interdisciplinaire de type « One Health », intégrant sciences chimiques, biologiques, environnementales et sociales, ainsi que les acteurs du terrain. Il vise à mieux comprendre les mécanismes de transformation de la chlordécone, à identifier les micro-organismes impliqués, à développer des outils de détection rapide et à concevoir des solutions de dépollution efficaces à différentes échelles. Enfin, il inclut des réflexions sur les cadres juridiques et des actions de sensibilisation pour accompagner la gestion durable des sols contaminés.

Électrosynthèse de métabolites en présence de vitamine B12
Étude in silico de l’interaction de la chlordécone et de ses métabolites avec les membranes
Études en microcosmes et en colonnes avec des communautés microbiennes mixtes et des matériaux carbonés
Étude des voies enzymatiques de dégradation de la chlordécone et utilisation de nanomatériaux pour sa détection rapide
Étude à l’échelle pilote de la séquestration de la chlordécone dans les sols par des matériaux carbonés, en présence de taro
Analyse en sciences politiques et du cadre juridique appliqué à la remédiation

Optimisation en cours des procédés électrochimiques ayant permis d’obtenir et de caractériser de nombreux métabolites de la chlordécone.
Approche semi-quantitative permettant d’estimer les proportions des différentes familles de métabolites.
Mise en évidence du rôle de la vitamine B12 dans la formation de métabolites à cage ouverte.
Synthèse réussie du pentachloroindène en quantités suffisantes. Études de toxicité in silico et in vivo montrant une diffusion aisée de la chlordécone et du chlordécol à travers les membranes, contrairement à certains métabolites restant en périphérie.
Mise en place de microcosmes et premiers suivis de dégradation. Synthèse de matériaux carbonés capable dégrader des polluants Identification de limites : faible efficacité chimique du dispositif pilote anaérobie.
Volet SHS : constat de difficultés de terrain (méfiance et faible participation des agriculteurs), évaluation des dispositifs juridiques adaptés pour la dépollution

Perspectives Extraction, séparation, purification et utilisation des métabolites comme standards analytiques.

Réalisation prochaine d’études toxicologiques in vivo complémentaires.
Extension des études de dégradation à plus grande échelle (colonnes, mini-parcelles).
Utilisation de polychloroindènes comme substrats pour stimuler la biodégradation.
Ajout de charbon actif pour améliorer adsorption, concentration et formation de biofilms microbiens.
Poursuite des analyses (extraction/quantification) selon les méthodes développées.
Étude de la transition anaérobie/aérobie et évaluation via la phytoaccumulation (taro).
Amélioration du dispositif pilote via ajout de matière organique et optimisation biologique.
Optimisation des propriétés des charbons pour la séquestration dans les sols.
SHS : production de livrables sur l’efficacité des procédés, cadres juridiques et gouvernance.
Organisation d’une journée d’étude pluridisciplinaire. Développement d’approches participatives et réflexion sur la démocratisation des sciences.
Enquêtes sur les perceptions sociales et analyse bibliographique internationale.

Publications et communications
Ronald Ranguin, Mohamed Chaker Ncibi, Corine Jean-Marius,
François Brouers, Gerardo Cebrian-Torrejon, Antonio Doménech-Carbó *,
Steffen Souila, José-Emilio Sánchez-Aparicio, Daniel Dorce, Iker
Zapirain-Gysling, Jean-Didier Maréchal, Ulises Jauregui Haza, Sarra
Gaspard. Adsorption of vitamin B12 on sugarcane-derived activated carbon:
Fractal isotherm and kinetics modelling, electro-chemistry and molecular
(2025) Molecules, 30 (10), art. no. 2096, DOI: 10.3390/molecules30102096
Duro A., Goudou F., Carmenate-Rodriguez C., Melchor-Rodriguez K., Minofar B., Gaspard S., Jauregui-Haza U. A computional study of adsorption on activated carbons containing oxygenated surface groupe of two priority organochlorine pesticides from water, (2025) Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 704, DOI: 10.1016/j.colsurfa.2024.135449

Gruel G, N Ferly, S. Gaspard Remédiation durable de la pollution à la chlordécone aux Antilles, paru dans technique de l’ingénieur. www.techniques-ingenieur.fr/en/resources/article/ti140/sustainable-remediation-of-chlordecone-in-the-caribbean-bio2492/v1

Communication dans un congrès
S. Gaspard, Traitement des pollutions par les pesticides. JOBIM Conference, 27-30 juin 2023, Pointe à Pitre, Guadeloupe (conférence plénière).
S. Gaspard, Pollution par la chlordécone, Impacts et traitements, Campus Anthropocène 2024 - Habiter les Antilles à l’heure de l’Anthropocène, Fort de France, Martinique, 13-17 mai 2024)
A. Duro, G. Cebrian-Torrejon, U. Jauregui-Haza, F. Goudou, S. Gaspard. Study of interactions between biological receptors and pesticides using in silico methods, Conférence NanoInbio 2024. Gosier Guadeloupe, 15 -20 avril 2024

Poster de conférence
Ulises Jauregui-Haza, Kenia Melchor Rodríguez, Sarra Gaspard. Molecular modeling interactions of organochlorinated pesticides with functionalized activated carbon. World Carbon Conference, July, 21-26, 2023 Cancun, Mexico.

Chapitre d’ouvrage
Agir pour réduire l’exposition via l’eau de consommation et les éco et agro-systèmes, dans Le chlordécone aux antilles de caractérisation de la contamination aux perspectives d’action (Edition Quae, 2026)


Ouvrage
Le 25 octobre 2024, Malcom Ferdinand, chargé de recherche à l’IRISSO et membre des volets SHS du projet Remed-Chlor a publié un ouvrage scientifique interdisciplinaire intitulé S’aimer la Terre : défaire l’habiter colonial (Seuil, 2024). Cet ouvrage issu d’une recherche de longue haleine propose une conceptualisation philosophique et politique de la contamination des Antilles au chlordécone. Au travers de ces 608 pages, Ferdinand retrace l’histoire de la contamination, il insère la compréhension de la contamination au sein des relations historiques, économiques, socio-raciales, administratives, politiques, législatives, juridiques, agronomiques, linguistiques, artistiques et scientifiques qui composent l’habiter antillais de la Terre.

La chlordécone (CLD) n’est biodégradable qu'en absence d'oxygène, ce projet étudiera la possible remédiation des sols contaminés en mettant en œuvre des conditions anaérobies et en activant les bactéries contenues dans différentes parcelles de sol de Guadeloupe, situées dans des environnements biogéographiques différents (humidité, pente, etc.). La première étape du projet consiste en la synthèse, purification, caractérisation et quantification des produits de transformation de la CLD (WP1) afin d’obtenir des standards permettant le suivi de la dégradation de la molécule. La seconde (WP2) consiste en la mise en œuvre et le suivi de la dégradation à l'échelle de microcosme et en colonne. Les consortiums bactériens obtenus dans le WP2 seront utilisés pour concevoir un outil de terrain pour la détection rapide de la chlordécone et de ses métabolites dans le WP3, en utilisant les acteurs biochimiques moléculaires responsables de cette dégradation. Ce dispositif sera également adapté à la mesure des concentrations de chlordécone dans l'eau. Une approche One Heath, impliquant une vision multisectorielle et transdisciplinaire, sera mise en œuvre. Une étude de la toxicité des métabolites et des lixiviats produits à différentes échelles (microcosmes, colonne et pilote) sera réalisée. Dans le WP4, une démarche de co-construction impliquant les acteurs du monde agricole pour les études à l'échelle pilote sera mise en place par les chercheurs en sciences sociales à deux niveaux. Tout d'abord, les agriculteurs seront intégrés en identifiant les pratiques agricoles qui peuvent être utilisées lors de la conception des protocoles de terrain, en tenant compte des résultats obtenus lors des études en colonne. D'autre part, les adaptations et les modulations du cadre légal qu'il faut envisager pour une agriculture durable et résiliente dans les zones contaminées seront étudiées dans le WP5. Un outil de communication pour le grand public et les scolaires sera également construit.

Coordination du projet

Sarra Gaspard (Université des Antilles)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenariat

COVACHIM-M2E Université des Antilles
U of T University of Toronto
PM Polytechnique Montréal
ECOFOG
IRISSO CNRS
CREDDI CREDDI
ISYEB UMR 7205 Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité
SKC Skillcell
Sys2Diag Modélisation et ingénierie des systèmes complexes biologiques pour le diagnostic

Aide de l'ANR 705 189 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2022 - 48 Mois

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