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Montpellier 1 Résumé : Understanding bioaccumulation mechanisms of persistent organic pollutants (POPs) is a major issue for environmental risk assessment. In this work, polychlorinated biphenyls (PCBs), a model contaminant family, has been studied in the European hake (Merluccius merluccius), a high trophic level species from the Gulf of Lions. High concentrations of PCBs were measured in hake from this area compared to those encountered in the population of the Bay of Biscay. PCB biomagnification was highlighted along its food web from marine phytoplankton, suggesting a strong influence of diet on contamination levels. The role of other biological processes was also apprehended in order to understand the high variability of observed levels. Thus, growth, sex, and also the degree of sexual maturity appear as major factors explaining the measured concentrations in fish. A PCB bioaccumulation model in the hake, based on the Dynamic Energy Budget theory (DEB), was developed. This approach is based on a bioenergetic model, reproducing the main physiological functions of an organism (feeding, growth and reproduction), coupled with a kinetic model of contaminants. The growth and evolution of contamination levels of several PCB congeners during the life of male and female hakes is satisfactorily simulated, both in the Gulf of Lions and in the Bay of Biscay, validating the processes taken into account. This combined modelling approach appears well adapted to study the fate of contaminants in fish, and paves the way for a realistic understanding of their effects on major biological functions of fish.
La compréhension des mécanismes de bioaccumulation des contaminants organiques persistants (POP) est un enjeu majeur pour l'évaluation des risques environnementaux. Lors de ce travail, le devenir d'une famille de contaminants modèles, les polychlorobiphényles (PCB), a été étudié chez une espèce de rang trophique élevé du golfe du Lion, le merlu Européen (Merluccius merluccius). Des concentrations élevées en PCB ont été mesurées dans les merlus de ce secteur en comparaison à celles rencontrées dans la population du golfe de Gascogne. La mise en évidence d'une bioamplification des PCB le long de son réseau trophique, depuis le phytoplancton marin, suggère une influence importante de l'alimentation sur les niveaux de contamination. Le rôle d'autres processus biologiques a également été appréhendé afin de comprendre la forte variabilité des niveaux observés. Ainsi, la croissance, le sexe, mais également le degré de maturité sexuel apparaissent comme des facteurs explicatifs majeurs des concentrations en PCB mesurées dans les poissons. Un modèle de bioaccumulation des PCB chez le merlu, basé sur la théorie de Budget d'Energie Dynamique (DEB), a été développé. Il s'agit d'une approche basée sur le couplage d'un modèle bioénergétique, reproduisant les principales fonctions physiologiques de l'organisme (nutrition, croissance et reproduction), avec un modèle de cinétique des contaminants. La croissance et l'évolution des niveaux de contamination de plusieurs congénères de PCB au cours de la vie des merlus mâles et femelles est simulée de manière satisfaisante, tant dans le golfe de Gascogne que dans le golfe du Lion, validant ainsi les processus pris en compte. Cette approche combinée de modélisation apparaît tout à fait adaptée à l'étude du devenir des contaminants chez les poissons, et ouvre la voie à une compréhension réaliste de leurs effets sur les grandes fonctions biologiques de ces organismes.
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