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Mise en évidence et identification de biocides résiduels dans les naturalia

Aude-Laurence Pfister
p. 24-30

Abstract

La persistance de biocides dans les collections d’Histoire naturelle peut entraîner des problèmes de santé pour les personnes qui y sont exposées, ainsi que différents effets sur les matériaux constitutifs des spécimens : l’auteur présente ici une méthodologie d’identification de ces composés dont la présence n’est généralement pas ou très peu documentée.

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L’auteur adresse ses remerciements à Jacques Cuisin (chargé de conservation des collections Mammifères et Oiseaux au Muséum national d’Histoire naturelle de Paris et mentor de ce mémoire de fin d’études) pour son aide et ses nombreuses relectures et à Gérard Ferrière (conservateur-directeur du muséum-jardin des Sciences de Dijon) ainsi qu’à toutes les personnes du muséum-jardin des Sciences de Dijon qui ont contribué à la réalisation de ce travail.

La manipulation des spécimens naturalisés doit s’effectuer avec précaution.

© OCIM/ F. Tomasi

  • 1 Cet article reprend des éléments du travail d’un diplôme réalisé dans le cadre de la Haute École d’ (...)
  • 2 Pour plus de détails, les dates d’utilisation des biocides dans les musées et leurs différents noms (...)

1Une grande diversité de biocides ont été ou sont encore utilisés pour protéger les collections d’Histoire naturelle contre les nuisibles 1. Outre les composés inorganiques à base d’arsenic et de mercure souvent mentionnés dans la littérature, bon nombre de pesticides organiques interviennent dans différents protocoles de traitement chimique en vue de l’assainissement des collections une fois celles-ci organisées en stockage ou en présentation au public (strychnine, DDT, lindane, dichlorvos, paradichlorobenzène, nitrobenzène, perméthrine, formaldéhyde…) 2. Certains entrent dans les étapes de préparation des spécimens, d’autres relèvent d’actes de conservation postérieurs à leur fabrication.  Une partie de ces composés toxiques, ainsi que leurs produits de dégradation ont une rémanence marquée et sont susceptibles de persister dans les collections même longtemps après leur mise en œuvre.

Liste de quelques biocides utilisés pour protéger les naturalia

2Aussi, la présence de biocides résiduels dans les musées peut-elle poser des problèmes de santé pour les personnes amenées à être en contact avec ceux-ci. Sont particulièrement soumis à ces effets nocifs les agents chargés de la conservation des collections, mais aussi les utilisateurs de celles-ci, qu’il s’agisse d’une population d’utilisateurs scientifiques ou d’utilisateurs autres, allant jusqu’au grand public. Tous sont en effet susceptibles d’être en contact plus ou moins étroit, plus ou moins prolongé avec les spécimens, particulièrement lorsque ceux-ci font l’objet de prêts. De plus, ces produits ont également une action sur les matériaux constitutifs des collections, qui est d’abord d’intention conservatrice mais peut se révéler a contrario destructrice au fil du temps.

3Au vu de cette problématique, il apparaît nécessaire d’identifier et d’étudier les résidus de pesticides qui peuvent être présents durablement dans les collections. Il s’agit donc d’une véritable démarche de conservation préventive tant à l’égard des spécimens que de tous ceux qui sont susceptibles d’avoir à les approcher.

  • 3 Une évaluation des risques sanitaires ou ERS consiste à ap­précier ou quantifier les risques encour (...)

4L’identification des biocides incriminés s’avère non seulement une étape préalable et indispensable en vue d’une évaluation des risques sanitaires mais permet également de regrouper des données qui servent à élargir la connaissance sur les modes de mise en œuvre de la matière organique (divers procédés de taxidermie ou de préservation des spécimens) 3.

5Ces informations sont notamment utiles dans le cadre de recherches scientifiques spécifiques. Par exemple, une étude utilisant des spécimens comme indicateurs biologiques pour déterminer des perturbations environnementales, ne peut se faire que si les traitements de préservation et de conservation sont identifiés et réputés sans effets sur les résultats escomptés (George, 1987). Certains biocides provoquent des changements de couleur des plumes et du pelage ; d’autres empêchent l’identification de l’ADN. Dans ces cas, les spécimens ne peuvent plus être utilisés pour des études taxonomiques fondées sur des variations de couleur des phanères ou de l’information génétique (Brown, 1999).

6De même, les conservateurs-restaurateurs doivent savoir quels matériaux composent un spécimen afin d’assurer leur compatibilité avec tout traitement ultérieur. La connaissance de la présence de pesticides dans les collections peut également aider à la compréhension de certains phénomènes de conservation et de dégradation. De plus, dans le cas éventuel d’une décontamination, les biocides doivent être quantifiés avant et après intervention pour s’assurer du succès du traitement.

Méthodologie d’identification des biocides

7Selon les époques, l’utilisation de pesticides dans les musées n’est généralement pas ou très peu documentée : l’identité, la quantité, les dates et modes d’application de ces produits sont mal connus. Toutefois différents indices et méthodes de recherches permettent de les identifier (Odegaard et Sadongei, 2005).

8La première phase d’investigations consiste à compiler des informations par le biais des archives de l’institution. Lorsqu’ils existent, on consultera les notes et recettes des préparateurs et taxidermistes, les rapports de traitement, les listes de comptes et dépenses, les récépissés d’achats de produits et matériaux, les contrats avec des compagnies ou services de désinfection... Des enquêtes auprès du personnel actuel et retraité et des personnes travaillant ou ayant travaillé pour le musée dans le domaine de la lutte contre les nuisibles permettront de compléter la documentation.

9La seconde phase passe par la recherche de traces physiques de l’utilisation et de la présence de biocides dans les collections. Il s’agit d’indices visuels, olfactifs voire tactiles. Les anciens stocks ou les déchets de contenants de ces substances, de même que le matériel de mise en œuvre (vaporisateur, équipement de protection…) sont aussi des sources d’informations. Dans de rares cas, les spécimens possèdent des étiquettes ou des inscriptions signalant la présence de produits toxiques. Toutefois, elles indiquent rarement la nature précise de ceux-ci.

  • 4 La distinction des taches de moisissures de celles dues à la présence de mercure est visible sous m (...)

10L’état de conservation est également un indice. Lorsqu’un spécimen ne présente pas de dégradations dues aux nuisibles, on peut supposer que s’il n’a pas été altéré, c’est peut-être parce qu’il a bénéficié d’un traitement biocide, l’inverse n’étant pas nécessairement vrai. Certains phénomènes d’altération dus aux pesticides sont caractéristiques. Les taches gris noir sur les planches d’herbier peuvent, par exemple, indiquer la présence de composés contenant du mercure (Hawks, Makos et al, 2004) 4.

11L’observation sous rayons UV des herbiers permet également la mise en évidence de chlorure mercureux sous forme de taches fluorescentes, invisibles à la lumière du jour. Certaines taches d’humidité apparaissent aussi fluorescentes sous rayons UV. Toutefois elles sont perceptibles à la lumière du jour et se distinguent donc de celles qui contiennent du mercure (Purewal, 2008).

12D’autres biocides sont susceptibles de laisser des résidus poudreux ou cristallins. Il s’agit notamment des composés appliqués sous forme de poudre comme l’arsenic et le DDT (Odegaard et Sadongei, 2005). Dans certaines conditions ambiantes, le naphtalène et le paradichlorobenzène peuvent recristalliser (Kelman, 1999). Le lindane subsiste également sous forme de cristaux visibles dans le fond des boîtes d’insectes (Minet, 2008). L’arsenic appliqué à l’intérieur des peaux peut migrer vers l’extérieur et devenir visible sous la forme de dépôts poudreux ou cristallins blancs (Péquignot, Marte et Von Endt, 2006). À noter toutefois que ce phénomène se produit également avec d’autres sels solubles issus des traitements de préservation, comme les sels de chrome, d’alun ou le chlorure de sodium (Vallée, 2000).

  • 5 À noter également, qu’il n’y a aucune relation entre toxicité et odeur.

13De manière générale, certains pesticides, comme le naphtalène, le paradichlorobenzène et l’essence de mirbane se remarquent par leur odeur (Odegaard et Sadongei, 2005). Cependant, les possibilités de détection olfactive varient d’un individu à l’autre et pour un même individu, selon les conditions du moment (Picot, Grenouillet et Archieri, 1992) 5. Enfin, certaines peaux non tannées (pickelées ou mégies) ont été traitées à l’arsenic : elles se reconnaissent au toucher par leur aspect cartonné, sec et translucide rappelant celui d’un tambour (Cuisin, 2004 et Le Dimet et Jullien, 2002).

  • 6 Cette étude démontre par exemple que le test de Weber-Gutzeit pour l’identification de l’arsenic es (...)

14Afin de compléter ou confirmer ces premiers éléments qui restent, somme toute, relativement empiriques ou du moins fondés sur une appréciation relevant plus de l’expérience que de résultats chiffrés, des tests microchimiques et des analyses instrumentales, si possible non destructifs, peuvent être mis en œuvre. Les premiers permettent une identification élémentaire qualitative et ils sont généralement considérés comme des méthodes de dépistage, souvent moins fiables que les méthodes instrumentales (Found et Helwig, 1995) 6. Les protocoles de tests pour la mise en évidence de l’arsenic, du mercure et autres métaux contenus dans les pesticides sont bien établis. Cependant, les tests pour les biocides de la classe des carbamates et thiocarbamates, des organophosphates et ceux contenant des composés soufrés nécessitent des recherches complémentaires concernant les méthodes d’échantillonnage afin d’obtenir des résultats fiables. Enfin, le test permettant la mise en évidence des ions chlorures pour identifier les pesticides organochlorés demande encore à être étudié pour pouvoir l’utiliser dans les collections de musée (Odegaard et Sadongei, 2005).

  • 7 Les abréviations correspondent à la terminologie anglophone qui est plus couramment utilisée dans c (...)
  • 8 Spectrométrie d’absorption atomique et spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif.
  • 9 Chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) et chromatographie en phase gazeuse cou (...)

15Les méthodes d’analyse destinées à l’identification des biocides varient selon le but de l’investigation et différentes contraintes comme la précision et la fiabilité requises des résultats, le type d’échantillons disponibles, le temps et les moyens financiers à disposition… Parmi les différentes méthodes analytiques 7, la spectrométrie de fluorescence X (Péquignot, 2008) est habituellement mise en œuvre lorsqu’on cherche à savoir si un grand nombre de spécimens est contaminé par des biocides contenant de l’arsenic, du mercure, du plomb et du brome (Palmer, 2001). La microscopie électronique à balayage couplée à la dispersion d’énergie des rayons X (SEM-EDS) permet d’obtenir une vue globale de la composition chimique d’un échantillon au niveau des éléments. Elle est souvent combinée avec une analyse FTIR (spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier) pour connaître les différents composés organiques et inorganiques. Les méthodes de spectrométrie atomique (AAS et ICP-MS) 8 sont fréquemment mises en œuvre pour détecter la quantité d’arsenic, de mercure et de plomb dans les locaux de musées. La technique ICP-MS permet l’analyse de non-métaux tels que le chlore, le brome, l’iode et le soufre. Il existe également des appareils portables à lecture directe fondée sur la spectrométrie d’absorption pour quantifier les vapeurs de mercure. Enfin, la chromatographie permet d’identifier et de quantifier les composés des biocides organiques de manière précise et fiable (Sirois et San­soucy, 2001) 9.

Extrait de liste des dépenses du muséum d’Histoire naturelle de Dijon mentionnant l’achat de savon de Bécœur, de camphre et de liqueur de Smith (Cabinet et muséum d’Histoire naturelle – dépenses diverses, quittances d’achat et demandes de financement à la mairie, 1837, Archives Municipales de Dijon. 4R2).

© Archives municipales de Dijon

Étude de cas : les collections du muséum-jardin des Sciences de Dijon

16Le muséum-jardin des Sciences de Dijon a fait l’objet d’une étude de cas concernant la mise en évidence et l’identification de biocides utilisés par le passé en vue d’une évaluation des risques sanitaires. Seules les collections essentiellement composées de matériaux organiques ont été considérées en raison d’une plus forte probabilité pour celles-ci d’être contaminées. Il s’agit principalement des vertébrés, des insectes, des herbiers et des spécimens en fluides.

17Des recherches en archives et une série d’enquêtes ont permis de retracer partiellement l’histoire et les modes d’utilisation de biocides dans ce musée. De manière générale, les données recueillies correspondent à ce qui a pu être fait dans d’autres muséums européens du XIXe au XXIe siècle. On note, entre autres, l’utilisation d’arsenic dans les collections de mammifères et d’oiseaux, l’emploi de mercure pour protéger les herbiers, de créosote de hêtre et d’essence de mirbane dans les boîtes d’insectes. Pour les collections de spécimens en fluide, l’alcool et le formol ont été utilisés.

Ouate de coton et résidus de pastilles de paraformaldéhyde

© Muséum de Dijon

18Les observations visuelles de traces physiques indiquant la présence de pesticides résiduels dans les collections du muséum-jardin des Sciences de Dijon ont apporté très peu d’informations supplémentaires.

19En entomologie, quelques fioles de Sauvinet en verre sont conservées à part. Elles étaient piquées à l’intérieur des boîtes d’insectes et ont vraisemblablement contenu de l’essence de mirbane ou de la créosote de hêtre (Prost, 2007). L’une d’entre elles présente encore un dépôt jaune à l’intérieur du verre. Beaucoup de ces boîtes contiennent encore de la ouate de coton maintenue par des épingles dans un angle. Elle permettait de tenir les boules de paradichlorobenzène ou les pastilles de paraformaldéhyde en place afin d’éviter des dégradations des spécimens par choc ou par contact. Aucun des spécimens ou des boîtes ne porte d’étiquette ou de marquage mentionnant la présence de produits toxiques.

20L’observation visuelle sous rayons UV d’environ 200 planches d’herbier n’indique aucune fluorescence due à la présence de chlorure mercureux. Toutefois, cela ne permet pas d’affirmer l’absence de résidus de biocide contenant du mercure, qui pourrait être encore présent sous forme de chlorure mercurique par exemple.

21Enfin, différents dépôts blancs poudreux ont été remarqués notamment autour des yeux et sur la patte d’un chat, ainsi que dans les carton-livres et sur les planches d’un herbier. Cependant, les analyses détaillées ci-dessous montrent qu’il ne s’agit pas de biocides résiduels.

22Par la suite, des analyses SEM-EDS ont été mises en place en vue de vérifier certaines informations obtenues dans les archives et par le biais des enquêtes. Il s’agissait également d’identifier la nature élémentaire des dépôts blancs mentionnés ci-dessus. Ces dépôts et des poussières provenant de la surface d’une dizaine de spécimens et du mobilier des réserves dans les collections de mammifères et d’oiseaux et de botanique ont été prélevés.

23Les résultats indiquent notamment que la plupart des échantillons sont contaminés par de l’arsenic et/ou du mercure. Il s’agit par exemple du cas d’un faisan naturalisé dans les années 1990 et n’ayant pas été préparé au savon arsenical. Il y a donc dispersion d’éléments toxiques sur des spécimens qui n’ont pas été initialement traités avec des biocides, ainsi que sur le mobilier de stockage. Ces résultats correspondent à ceux de recherches similaires (Odegaard et Boyer, 2003 ; Péquignot, 2008). Les éléments provenant de la patte du chat se composent quant à eux d’aluminium, de potassium, de soufre et d’oxygène. Ils évoquent l’utilisation d’alun de potassium, un grand « classique » en taxidermie. Ce sulfate double d’aluminium et de potassium [Al2(SO4)3•K2SO4•24H2O] permet de réduire le gonflement des fibres de collagène ; ses propriétés astringentes resserrent les tissus et bloquent temporairement le processus de décomposition des chairs (Vallée, 2000).

  • 10 Les valeurs limites d’exposition proposées par l’institut national français de Recherche et de Sécu (...)

24Enfin, une étude préliminaire de la qualité de l’air dans quelques locaux du muséum-jardin des Sciences de Dijon a permis de quantifier certains composés organiques volatiles (COV), dont les aldéhydes, par chromatographie (GCMS et HPLC). Celle-ci révèle principalement que la présence de formaldéhyde, dans des lieux non accessibles au public, se trouve à un taux supérieur aux valeurs limites d’exposition admissibles proposées par l’Agence française de Sécurité sanitaire de l’Environnement et du Travail (AFSSET) 10. Aussi, des mesures de sécurité simples ont été préconisées en vue de limiter l’exposition du personnel à ces polluants. Il s’agit par exemple de réduire ou diviser le temps de travail dans les locaux concernés, d’effectuer des aérations, d’utiliser des équipements de protection collectifs et individuels adaptés (aspiration/filtration, gants, masques…). Toutefois, pour des données et des directives plus précises, une évaluation des risques sanitaires doit encore être effectuée en fonction des différents scénarii d’exposition du personnel du muséum-jardin des Sciences de Dijon aux biocides et autres composés toxiques.

Dépôt blanc poudreux sur la patte d’un chat

© Muséum de Dijon

Zones de prélèvement de poussières sur un faisan et son socle

© Muséum de Dijon

Conclusion

25Les biocides qui ont pu servir à lutter contre les nuisibles dans les collections d’Histoire naturelle sont extrêmement nombreux et variés : on trouve dans la littérature plus d’une centaine de composés, qui correspondent aux principales familles chimiques mentionnées dans cette étude. Il convient également de relever la particularité d’emploi des pesticides au sein des naturalia. En effet, certains de ces produits interviennent dans les processus de fabrication des spécimens comme fixatif et/ou préservatif, les autres proviennent d’actes de conservation postérieurs à leur fabrication.

26Les premières étapes d’investigation méthodologiques de mise en évidence et d’identification des biocides dans les collections naturalia sont facilement réalisables. En effet, des recherches en archives, la réalisation d’enquêtes, des observations dans les collections et la mise en œuvre de tests microchimiques ne nécessitent que peu de matériel, mais une grande rigueur, une bonne connaissance de ce que l’on cherche (attention aux appellations commerciales diverses d’un pays à l’autre) et de la patience ! Ces différentes méthodes, bien que souvent non suffisantes, permettent déjà d’apporter bon nombre de données qualitatives.

27En revanche, la mise en place d’analyses instrumentales implique des moyens financiers plus conséquents, ainsi que la participation de différents spécialistes (analystes, chimistes…). Aussi, il est important d’établir un projet de travail détaillé dans lequel chacun est impliqué afin de collaborer au mieux.

28La sensibilité de certaines méthodes analytiques doit encore être améliorée et plus particulièrement les tests microchimiques qui sont des moyens d’investigation simples et peu coûteux. De même, les méthodes de prélèvements doivent être standardisées afin de pouvoir comparer les résultats d’une étude à l’autre et d’un musée à l’autre.

29Enfin, pour connaître les risques auxquels sont exposées les personnes en contact avec des biocides, une évaluation des risques sanitaires doit être réalisée. Il s’agit d’une tâche complexe impliquant la collaboration entre différents spécialistes, plus particulièrement du domaine de la santé. La participation d’épidémiologistes, de toxicologues et de médecins du travail a permis de poser les bases d’une ERS au muséum-jardin des Sciences de Dijon. Cette étude a permis l’identification de composés toxiques dans les collections, indiquant la présence d’un danger et la nécessité d’appliquer différentes règles de sécurité.

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Bibliography

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Notes

1 Cet article reprend des éléments du travail d’un diplôme réalisé dans le cadre de la Haute École d’Arts appliqués Arc de La Chaux-de-Fonds, Suisse.

2 Pour plus de détails, les dates d’utilisation des biocides dans les musées et leurs différents noms commerciaux, on se référera, entre autres, aux listes établies par Odegaard et Sadongei (2005) et Pereira et Hammond (2001).

3 Une évaluation des risques sanitaires ou ERS consiste à ap­précier ou quantifier les risques encourus par des personnes face à la présence de dangers. Le risque correspond à la probabilité de survenue du danger pour un individu dans une situation précise (Host, Camard et al, 2006). Ce type d’évaluation nécessite la collaboration de différents professionnels rassemblant des représentants du musée concerné, des médecins du travail, toxicologues, épidémiologistes et si possible un hygiéniste spécialisé en métrologie ou un ingénieur en sécurité.

4 La distinction des taches de moisissures de celles dues à la présence de mercure est visible sous microscope.

5 À noter également, qu’il n’y a aucune relation entre toxicité et odeur.

6 Cette étude démontre par exemple que le test de Weber-Gutzeit pour l’identification de l’arsenic est fiable à 87 % par comparaison à des ana­lyses SEM-EDS.

7 Les abréviations correspondent à la terminologie anglophone qui est plus couramment utilisée dans ce domaine.

8 Spectrométrie d’absorption atomique et spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif.

9 Chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) et chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS).

10 Les valeurs limites d’exposition proposées par l’institut national français de Recherche et de Sécurité (INRS) sont actuellement en cours de révision pour ce composé. Voir : INRS. Valeurs limites d’exposition professionnelle aux agents chimiques en France. Aide-mémoire technique ED 984. Paris : INRS, 2006.

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List of illustrations

Caption La manipulation des spécimens naturalisés doit s’effectuer avec précaution.
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Caption Extrait de liste des dépenses du muséum d’Histoire naturelle de Dijon mentionnant l’achat de savon de Bécœur, de camphre et de liqueur de Smith (Cabinet et muséum d’Histoire naturelle – dépenses diverses, quittances d’achat et demandes de financement à la mairie, 1837, Archives Municipales de Dijon. 4R2).
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References

Bibliographical reference

Aude-Laurence Pfister, “Mise en évidence et identification de biocides résiduels dans les naturalia”La Lettre de l’OCIM, 123 | 2009, 24-30.

Electronic reference

Aude-Laurence Pfister, “Mise en évidence et identification de biocides résiduels dans les naturalia”La Lettre de l’OCIM [Online], 123 | 2009, Online since 01 May 2011, connection on 19 April 2024. URL: http://journals.openedition.org/ocim/236; DOI: https://doi.org/10.4000/ocim.236

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About the author

Aude-Laurence Pfister

Aude-Laurence Pfister est étudiante en conservation - restauration d’objets archéologiques et ethnographiques à la Haute École d’Arts appliqués Arc de La Chaux-de-Fonds, Suisse. Contact : alpfister@gmail.com

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