Les sols longtemps vus comme un matériau inerte, utilisés entre autre comme support de la production végétale, sont maintenant reconnus comme un habitat fragile qui héberge une multitude d’organismes vivants (microfaune, microorganismes,…), et dont la biodiversité reste encore largement inexplorée. Ils constituent des écosystèmes complexes où siègent de nombreuses fonctions supportant des services écosystémiques qui représentent un patrimoine inestimable pour l’humanité. Pourtant malgré cette valeur patrimoniale, les sols sont menacés par des pratiques agricoles faisant appel de manière quasi-généralisée à des intrants chimiques (engrais et pesticides) qui conduisent à leur contamination mais également à celle des compartiments adjacents (aquatique et aérien). Dans ce contexte, l’estimation du risque environnemental des pratiques agricoles et, notamment, de l’impact écotoxicologique des intrants chimiques sur la qualité de la composante biologique des sols et sur ses fonctions écosystémiques, constitue un enjeu de premier ordre. Au-delà de l’effet délétère des intrants chimiques sur ces fonctions, l’exposition répétée à un contaminant peut conduire à l’adaptation génétique de populations microbiennes capables de le biodégrader rapidement en composés simples utilisés comme source de nutriments et d’énergie pour leur croissance. L’émergence de ces populations dégradantes, qui contribuent à la fonction d’épuration des sols et sont le support de la biofiltration de l’eau, représente un enjeu environnemental important car elle permet d’envisager la résilience de la contamination des sols par différents composés xénobiotiques. Les derniers développements de l’écologie microbienne moléculaire reposant sur l’extraction des acides nucléiques (ADN/ARN) des sols et leur analyse par des techniques de « omic’s » (transcriptomique, génomique) offrent de nouvelles perspectives permettant d’appréhender l’impact écotoxicologique des intrants chimiques sur différentes fonctions microbiennes. Ainsi pour ce qui concerne la fonction d’épuration, des avancées significatives ont été réalisées dans la description et la compréhension (i) des processus impliqués dans l’adaptation des communautés microbiennes à la biodégradation des pesticides mais également (ii) du fonctionnement de ces communautés sous l’influence de différents paramètres de l’environnement. Au-delà de ces éléments de compréhension, ces données permettent d’envisager de modéliser à l’échelle de la parcelle agricole la variabilité spatiale de la fonction de biodégradation microbienne, et également de développer des indicateurs moléculaires permettant d’estimer la capacité d’atténuation naturelle de différents compartiments environnementaux (parcelle agricole, bande enherbée, sédiments). La connaissance des processus qui contrôlent l’adaptation et le fonctionnement des communautés microbiennes dégradant les pesticides a permis d’accompagner le développement de procédés d’ingénierie écologique. On a pu par exemple développer des modes de traitement à la ferme d’effluents liquides contaminés par des pesticides dans des dispositifs rustiques de décontamination (du type lit biologique) ou encore envisager l’aménagement de zone tampon de deuxième génération (‘in-field bioreactor’) permettant d’intercepter et de biodégrader le flux d’intrants chimiques provenant des parcelles agricoles.
