En écloserie conchylicole, comme en milieu ouvert, une qualité d’eau adéquate est indispensable aux différentes étapes de vie de l’huître creuse Crassostrea gigas, allant de la fécondation jusqu'à la fixation du naissain. Or, malgré les traitements mis en place en amont des différents établissements du Polder de Bouin (filtration fine et désinfection par rayonnements Ultra-Violets), la non atteinte du stade de larves D dans les écloseries d’huîtres est régulièrement constatée depuis 2008, parfois de façon simultanée dans plusieurs établissements du polder. Ceci reflète une détérioration ponctuelle de la qualité de l’eau. Ce contexte a motivé le projet ADAQUA déposé au SMIDAP lors de son AAP de 2014. Ce projet a été lancé en 2015 pour étudier le procédé d’adsorption sur charbon actif en grains (CAG) pour une amélioration de la qualité de l’eau de mer dans les écloseries conchylicoles, positionné en amont des élevages afin de les protéger de toute contamination chimique. A l’issue de ce premier projet, les observations suivantes ont été effectuées quant à l’utilisation du procédé d’adsorption sur charbon actif en grains pour la réalisation d’élevages larvaires d’huître creuse Crassostrea gigas :

- Une gestion précise du procédé est requise afin de délivrer une qualité d’eau adaptée à l’étape de fécondation. En effet, traiter de l’eau préalablement chauffée à 27°C (température souhaitée en élevage larvaire) entraînait le développement de populations bactériennes indésirables au sein du lit de CAG, difficiles à éliminer malgré un second dispositif UV installé en aval de la colonne. Ces conditions n’ont en effet pas permis d’obtenir des taux d’éclosion satisfaisants comparé au témoin eau de mer.

- Une fois le stade larve D atteint en eau de mer témoin, leur remise en culture en eau de mer filtrée par adsorption sur CAG permettait d’atteindre le stade pédivéligère plus rapidement comparé aux larves élevées en eau de mer témoin. 

- Le naissain obtenu semble montrer une croissance plus lente lorsque l’élevage larvaire a été conduit en eau de mer traitée par adsorption sur charbon actif en grains avec des disparités entre les conditions expérimentales Ifremer et celles d’une unité de production à la SODABO. En parallèle, les performances d’adsorption vis-à-vis du métolachlore et de l’atrazine ont été étudiées au laboratoire GEPEA, au DSEE de IMT Atlantique (anciennement Mines Nantes). Les résultats montrent une capacité d’adsorption du charbon choisi très élevée pour les deux molécules cibles. Cependant, concernant le glyphosate et ses métabolites, des difficultés sont apparues en termes d’analyse et d’adsorption du fait de sa solubilité élevée dans l’eau, empêchant tout travail sur cette molécule. Ainsi une suite au projet ADAQUA a été proposée afin de :

 - déterminer les règles de fonctionnement du procédé permettant de réaliser l’étape de fécondation dans une eau décontaminée par adsorption sur CAG,

- renouveler les élevages larvaires en vue de confirmer les observations faites aux stades larvaire et naissain,

- identifier un adsorbant capable de retenir le glyphosate et ses métabolites, étudier ses capacités d’adsorption au laboratoire (ce qui implique de développer une méthode d’analyse spécifique) et le mettre en œuvre au sein des installations expérimentales Ifremer de Bouin.

 Optimisation du procédé pour alimenter des élevages larvaires d’huîtres creuses Crassostrea gigas

Le lit de charbon actif en grains s’avère être un bon substrat pour le développement de populations bactériennes. En effet le charbon, de structure poreuse, possède une structure proche des matériaux utilisés dans les filtres biologiques qui visent une activité bactérienne. De plus, la température d’eau requise lors des fécondations et élevages larvaires (27°C) combinée au caractère exothermique de l’adsorption sur CAG (dégagement de chaleur lors de l’adsorption) apportent les conditions idéales au développement de bactéries au sein de la colonne de CAG. Pour limiter ce phénomène, il a été décidé dans ce nouveau projet ADAQUA2 de ne plus préchauffer l’eau de mer avant de la décontaminer sur CAG, ainsi la température de l’eau de mer en entrée de colonne n’a pas dépassé 19°C durant toute la durée du projet, la montée en température à 27°C était réalisée dans un second temps. Par ailleurs, des nettoyages à l’eau chaude (55°C) et à contre-courant ont été programmés avant chaque élevage larvaire sur préconisation du fournisseur de charbon actif. Dans ces conditions, trois élevages larvaires ont été réalisés en 2019 avec l’objectif de comparer les performances d’élevage avec une eau de mer témoin non décontaminée. Les trois élevages ont permis de produire du micronaissain dont la croissance a ensuite été suivie pendant quelques semaines. Concernant l’étape de fécondation, des taux d’éclosion globalement similaires ont été obtenus lors de tous les essais.

 Le naissain produit possède des caractéristiques également proches dans les deux conditions même si la taille du naissain CAG est généralement plus hétérogène, montrant ainsi que les modifications apportées dans le fonctionnement et la gestion de la colonne de CAG ont permis de délivrer une qualité d’eau adaptée aux étapes de fécondation et d’élevage larvaire. A noter que des POCIS ont été mis en place lors de tous les élevages avec l’objectif d’apprécier l’effet du procédé d’adsorption sur CAG sur la décontamination de l’eau de mer. Des prélèvements ont également été effectués afin de détecter la présence éventuelle de glyphosate et de ses métabolites dans les eaux d’élevage.

 Recherche d’adsorbants spécifiques pour le glyphosate et ses métabolites Suite à l’identification des principaux pesticides présents dans les cours d’eau de la zone d’étude, trois molécules, la simazine, le métolachlore et le glyphosate sont sélectionnées comme les polluants organiques modèles pour la détermination des performances d’adsorption sur charbon actif commercialisé.  Le premier projet ADAQUA a permis de montrer les performances de rétention des molécules telles que la simazine et le métolachlore sur le charbon actif retenu pour l’étude. Dans le projet ADAQUA 2 il s’agit notamment de mettre en évidence les capacités de rétention du glyphosate. Une méthode analytique a été développée spécifiquement pour permettre la mesure des concentrations de cette molécule. Le glyphosate est difficilement retenu sur les adsorbants carbonés classiques. Aussi il a été envisagé de tester d’autres adsorbants. Le choix s’est orienté vers des adsorbants disponibles commercialement, suffisamment résistants d’un point de vue mécanique et ne présentant pas a priori d’inconvénients relativement aux activités conchylicoles.  Les essais d’adsorption sur le charbon actif de référence ont été réalisés ainsi que des essais sur différentes zéolithes naturelles. Ces essais en laboratoire ont permis de déterminer les capacités maximales d’adsorption du glyphosate en eau déminéralisée et en eau de mer. Les principaux résultats indiquent que le glyphosate, s’il est retenu sur le charbon actif de référence, celui-ci l’est très faiblement par rapport à la simazine ou au métolachlore. Les capacités d’adsorption sont plus faibles encore en eau de mer. Quant aux 4 types de zéolithes testées, pour certaines l’adsorption du glyphosate n’est pas significative et pour une clinoptilotite, l’adsorption reste très faible, inferieure à la rétention sur le charbon actif de référence.  En conclusion, relativement aux résultats obtenus et à la recherche bibliographique effectuée lors de ce travail, il s’avère que les zéolithes pouvant montrer une capacité de rétention supérieure sont des zéolithes modifiées (dopées par des ions métalliques notamment) ce qui peut être un problème dans le cadre des activités conchylicoles et a ainsi empêché tout essai complémentaire en élevage expérimentale sur la Plateforme Mollusques Marins Ifremer de Bouin. D’autres voies peuvent être envisagées dans le futur qui serait un couplage de procédés de photolyse ou d’oxydation suivi d’adsorption sur charbon actif et zéolithes par exemple.