Laboratoire de recherche sur les effets des radionucléides sur les écosystèmes (LECO)

La recherche

26/06/2019

Le Laboratoire de recherche sur les effets des radionucléides sur les écosystèmes (LECO) est situé sur le Centre d’études nucléaires de Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône. L’équipe est constituée d’une vingtaine de personnes. Elle consacre ses travaux à l’évaluation de l’impact des radionucléides sur les écosystèmes.

Contexte et thématiques de recherche

Le LECO est rattaché au Directeur de l’Environnement au sein du Pôle « Santé et Environnement » (PSE).

La thématique générale de recherche du LECO concerne l’évaluation de l’impact des radionucléides sur les écosystèmes.

Les travaux de recherche ou d'expertise du LECO entrent dans le cadre de la protection de l'environnement, et incluent plus particulièrement l'étude des effets des polluants susceptibles d’être rejetés dans un contexte d’utilisation de l’énergie nucléaire (radionucléides naturels ou artificiels, métaux traces ou substances organiques, incluant les contextes de multipollution) à divers niveaux d’organisation biologique dans les écosystèmes continentaux, aquatiques et terrestres. Ils s'effectuent soit dans le cadre de l'avancée des programmes de recherches internes à l’IRSN (ENVIRHOM), soit pour le compte ou en collaboration avec divers organismes sur le plan national (Andra, EDF…) ou international (projets européens…).

Ces travaux visent au développement :

d’outils et de paramètres permettant de caractériser le statut fonctionnel des écosystèmes, leur éventuelle perturbation et les risques liés à la présence ou au rejet - existant ou prévisionnel - de radionucléides dans l’environnement continental, en conditions chroniques ou accidentelles ;
de concepts et de modèles explicatifs et prédictifs du fonctionnement des organismes et des écosystèmes en conditions normales ou perturbées.

Ces travaux visent également à générer ou analyser les données qui font actuellement défaut en termes de bioaccumulation et de relations doses - effets dans les écosystèmes. À terme, l'objectif est de proposer et de mettre en oeuvre une démarche générale visant à étendre l'évaluation du risque écologique aux substances radioactives.

Axes de recherche

Les missions du LECO sont les suivantes:

l'identification, la quantification et la compréhension, à l'aide d'expérimentations en milieu contrôlé, in vivo et in vitro, des modes d’action toxique des différents types de rayonnements ionisants et de leurs cibles moléculaires, cellulaires et tissulaires chez des organismes vivants non humains pour diverses situations d’irradiation (externe/interne, aigu/chronique, mono-stresseur/pluri-stresseur) ;
le développement de concepts et outils de biosurveillance pour évaluer a priori ou a posteriori les conséquences biologiques et écologiques de l’exposition in situ aux rayonnements ionisants dans des conditions diverses ;
l'acquisition de données et le développement de concepts de base dans le but d'une part, d'élaborer des modèles phénoménologiques d’effets sur la physiologie, la dynamique et l’adaptation des populations d’espèces non-humaines et sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes et d'autre part, de contribuer à une meilleure compréhension des observations in situ ;
la participation au réseau de métrologie animé par le Steme et aux exercices d'inter-comparaison organisés par celui-ci ;
la mise à disposition de ses compétences techniques dans le cadre de l'organisation de crise de l'IRSN ;
la participation, dans le cadre fixé par le pôle, aux travaux d’expertise et de réflexion, nationaux et internationaux (y compris dans le cadre de prestations) relatifs à l'évaluation du risque écologique lié à la présence de polluants issus des activités nucléaires et notamment à l'apport des expérimentations en milieu contrôlé et des travaux sur le terrain dans ce domaine.

Trois grands thèmes étroitement connectés :

Écotoxicologie prédictive :
- étude des modes d’action des radionucléides : génotoxicité, neurotoxicité, stress oxydant, immunotoxicité afin de caractériser des signaux d’alerte précoce
- prédiction des conséquences de ces perturbations aux niveaux tissulaire et individuel (reproduction, comportement, résistance aux maladies)
Outils de biosurveillance : application aux sites miniers d’uranium, aux installations nucléaires, aux zones règlementées de Tchernobyl et de Fukushima-Daiichi
Concepts et modèles :
- utilisation des modèles de dynamiques de population pour l’extrapolation des données d’effet à l’échelle de l’individu (traits d’histoire de vie) jusqu’à celle des populations
- application de la théorie du budget énergétique dynamique (DEB) à l’étude de l’écotoxicité des radionucléides
- application des modèles de génétique quantitative pour étudier l’adaptation des organismes à des stresseurs (effets multigénérationnels)

La majorité des projets expérimentaux qui constituent ces thèmes s’inscrivent dans la problématique et la stratégie de recherche du programme Envirhom dédié à l’amélioration de l’évaluation du risque chronique, environnemental et sanitaire, associés aux radionucléides en traces. Les résultats acquis sont utilisés de manière opérationnelle dans le cadre de la conception de méthodes de caractérisation du risque environnemental et des outils associés. Ces réflexions sont également conduites à l’échelle européenne dans le cadre du réseau d’excellence en radioécologie (Strategy for Allied Radioecology Star) et de l’Alliance. Des projets nationaux (projet post-Grenelle de l’environnement Devil, projet Aviesan Hemibreaks II, projet EC2CO Mobivec) et internationaux (projet ANR FREEBIRD) sont également mis en œuvre.

Par ailleurs, diverses actions de R&D sont déclinées de manière transverse à l'ensemble de ces projets :

Métrologie des radionucléides
Métrologie pour divers éléments stables
Histologie et microlocalisation des éléments étudiés dans les différents modèles biologiques
Méthodes pour la mise en évidence d’effets biologiques à différentes échelles d’organisation biologique