Le rôle du butoxyde de pipéronyle dans les insecticides à base de pyrèthre – Deep Green Permaculture

De nombreuses formulations d’insecticide naturel à base de pyrèthre (dérivé des fleurs de la marguerite du pyrèthre) Tanacetum cinerariifolium) contiennent également butoxyde de pipéronyle. Les jardiniers se demandent souvent ce qu’est ce produit chimique, ce qu’il fait, s’il est respectueux de l’environnement et s’il est approuvé pour une utilisation dans les jardins biologiques.

Le butoxyde de pipéronyle (PBO) est un composé organique synthétique (contenant du carbone) qui joue un rôle crucial dans l’amélioration de l’efficacité de nombreux insecticides, en particulier ceux dérivés de sources naturelles telles que le pyrèthre. Cet article explore la nature chimique du PBO, son mode d’action et son importance dans la formulation d’insecticides naturels.

Composition chimique et propriétés

Le butoxyde de pipéronyle est un dérivé semi-synthétique du safrole, un composé naturel de phénylpropène extrait de l’huile de sassafras. Il s’agit d’un liquide huileux jaune pâle à brun clair avec une légère odeur et un léger goût amer. Sa structure chimique est caractérisée par un fragment méthylènedioxyphényle (MDP) connecté à une chaîne latérale butoxyéthyle. La formule moléculaire du PBO est C₁₉H₃0O₅.

Pourquoi le butoxyde de pipéronyle (PBO) est-il ajouté aux insecticides naturels ?

La fonction principale du PBO dans les formulations insecticides est d’agir comme un synergiste. Il ne possède aucune propriété insecticide propre, mais augmente la puissance d’autres insecticides tels que les carbamates, les pyréthrines, les pyréthrinoïdes (pyréthrines synthétiques) et la roténone. Puisqu’il améliore l’efficacité des pesticides, il est également appelé potentiateur.

Bien que les pyréthrines naturelles soient de puissants insecticides, leur effet est souvent de courte durée car elles sont rapidement dégradées par des enzymes appelées monooxygénases du cytochrome P450 (P450) dans le corps de l’insecte. Les enzymes jouent un rôle essentiel dans le métabolisme et la détoxification de nombreuses substances, notamment les pesticides.

Le PBO améliore l’efficacité des pesticides tels que les pyréthrines en inhibant les enzymes P450, ce qui empêche la dégradation de l’insecticide. Cela permet à l’insecticide de rester actif beaucoup plus longtemps dans le système de l’insecte, augmentant ainsi son efficacité. Le DPB pourrait également avoir une incidence estérasesun autre ensemble d’enzymes détoxifiantes que les insectes utilisent pour dégrader les pesticides dans leur corps.

Cette activité prolongée signifie également que de plus petites quantités de pyréthrines peuvent être utilisées pour lutter efficacement contre les ravageurs. De plus, le PBO aide à empêcher les insectes de développer une résistance aux pyréthrines en perturbant leurs voies métaboliques, renforçant ainsi l’efficacité de l’insecticide.

Toxicité et impact environnemental du butoxyde de pipéronyle

Le butoxyde de pipéronyle (PBO) est un synergiste important dans les formulations insecticides mais, comme tous les composés chimiques, il n’est pas sans inquiétude et a des impacts spécifiques sur l’environnement et la santé. La toxicité du PBO pour divers organismes, sa persistance dans l’environnement, sa mobilité dans le sol et son potentiel de bioaccumulation sont des facteurs critiques pour évaluer son empreinte environnementale globale. Voici un aperçu détaillé de ces aspects :

Toxicité du PBO pour divers organismes

1. Humains: Le PBO est considéré comme étant d’une toxicité modérée pour l’homme. Une exposition aiguë peut provoquer une irritation de la peau et des yeux, et l’inhalation peut entraîner une gêne respiratoire. Les préoccupations liées à l’exposition chronique concernent principalement les effets potentiels sur le foie.
2. Les organismes aquatiques: Le PBO est hautement toxique pour les organismes aquatiques. Il a été démontré qu’il présente des concentrations létales aiguës (CL50) allant de 0,008 mg/L à 0,136 mg/L pour diverses espèces de poissons et d’invertébrés aquatiques. Par exemple, la CL50 pour la truite arc-en-ciel est d’environ 0,015 mg/L sur 96 heures.
3. Abeilles et autres insectes utiles: Le PBO est peu toxique pour les abeilles. Cependant, lorsqu’il est combiné avec des pyréthrines (qui sont toxiques pour les abeilles), le mélange peut être plus nocif en raison de sa puissance accrue.
4. Des oiseaux: Il est généralement peu toxique pour les oiseaux ; par exemple, la DL50 orale aiguë pour le colin de Virginie est supérieure à 2 150 mg/kg.

Le pipéronyl butoxyde (PBO) est classé par l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis comme un cancérogène possible pour l’homme du groupe C. Cette classification signifie qu’il existe certaines preuves issues d’études animales suggérant que le PBO pourrait potentiellement provoquer le cancer chez l’homme, mais les preuves ne sont pas concluantes. Le groupe C est utilisé lorsqu’il existe des preuves animales limitées d’effets cancérigènes et des données insuffisantes ou inexistantes provenant d’études épidémiologiques chez l’homme. Curieusement, l’Agence interne de recherche sur le cancer (CIRC) a évalué le PBO et a signalé qu’il « n’est pas classifiable quant à sa cancérogénicité pour l’homme ».

Persistance du PBO dans l’environnement

La persistance du butoxyde de pipéronyle (PBO) dans l’environnement peut être évaluée à travers sa demi-vie dans divers milieux tels que l’air, le sol et l’eau. Le demi-vie d’un produit chimique fait référence au temps nécessaire pour qu’il soit réduit de moitié par rapport à sa quantité initiale et constitue un indicateur significatif de la durée pendant laquelle il reste actif et potentiellement impactant sur l’environnement.

Vous trouverez ci-dessous des détails sur la demi-vie du PBO dans différentes conditions, ainsi que des explications sur la manière dont les facteurs environnementaux influencent ces chiffres.

1. Demi-vie dans l’air

Le PBO dans l’atmosphère est principalement sujet à la photodégradation (dégradation due à la lumière du soleil). La demi-vie du PBO dans l’air est relativement courte, allant généralement de quelques heures à un jour, en fonction de l’intensité de la lumière solaire et de la présence d’autres conditions atmosphériques susceptibles d’accélérer la dégradation, comme l’ozone et d’autres gaz réactifs. La photodégradation conduit à la décomposition du PBO en composés plus petits et généralement moins nocifs.

2. Demi-vie dans le sol

La persistance du PBO dans le sol peut varier considérablement en fonction de plusieurs facteurs :

• Conditions aérobies: En conditions aérobies (présence d’oxygène), le PBO a tendance à se dégrader plus rapidement. Sa demi-vie dans le sol en conditions aérobies varie généralement de 10 à 14 jours. Cela est dû à l’action des micro-organismes du sol qui utilisent l’oxygène dans leurs processus métaboliques pour décomposer les composés organiques comme le PBO.
• Conditions anaérobies: Dans des conditions anaérobies (manque d’oxygène), comme dans les sols gorgés d’eau, la demi-vie du PBO peut être considérablement plus longue. Dans ces conditions, les processus de dégradation sont plus lents et le PBO peut persister plusieurs semaines, voire plusieurs mois.
• Le type de sol: Le type de sol affecte également la persistance du PBO. Les sols riches en matière organique ont tendance à avoir des demi-vies de PBO plus courtes en raison d’une activité microbienne plus élevée, tandis que les sols sableux à faible teneur en matières organiques pourraient connaître une persistance plus longue en raison d’une dégradation microbienne réduite et d’un potentiel de lessivage accru.

3. Demi-vie dans l’eau

En milieu aquatique, la demi-vie du PBO peut varier :

• Conditions de température et de luminosité: Des températures plus chaudes et des niveaux plus élevés de lumière UV peuvent réduire la demi-vie du PBO dans l’eau, allant généralement de quelques jours à quelques semaines.
• Niveaux d’oxygène: Semblable au sol, la présence d’oxygène peut améliorer la dégradation du PBO. Dans les eaux bien oxygénées, le PBO se dégrade plus rapidement que dans des conditions pauvres en oxygène (anaérobies).

4. Conditions environnementales générales ayant une incidence sur la demi-vie du PBO

• Température: Des températures plus élevées augmentent généralement le taux d’activité microbienne et les réactions chimiques, diminuant ainsi la persistance du PBO.
• Niveaux de pH: L’acidité ou l’alcalinité de l’environnement peuvent également affecter la stabilité du PBO, des conditions de pH extrêmes renforçant potentiellement sa dégradation.
• Présence d’autres produits chimiques: La présence de divers polluants organiques et de métaux lourds présents dans l’environnement peut inhiber la dégradation du PBO, augmentant ainsi sa persistance, entraînant des temps résiduels plus longs et un impact environnemental potentiellement plus important. Par exemple, certains types de polluants pourraient réagir avec le PBO, modifiant ainsi son taux de dégradation.
  • Les polluants organiques comme les hydrocarbures et les composés chlorés peuvent rivaliser avec le PBO pour les mêmes voies métaboliques chez les micro-organismes, ralentissant potentiellement sa dégradation.
  • La présence de métaux lourds tels que le cuivre et le zinc peut inhiber l’activité microbienne cruciale pour la biodégradation des composés organiques comme le PBO. Ces métaux peuvent interférer avec les systèmes enzymatiques des micro-organismes, réduisant ainsi leur efficacité à décomposer le PBO.

Comprendre ces dynamiques est crucial pour évaluer l’impact environnemental du PBO et pour concevoir des stratégies visant à atténuer sa persistance dans les habitats sensibles.

Mobilité du sol du PBO

Le PBO a une mobilité du sol modérée à élevée en fonction de la teneur en matière organique du sol et de la solubilité dans l’eau du composé. Il a une solubilité dans l’eau relativement faible (environ 2 mg/L à 20 °C), ce qui suggère qu’il peut se lier aux particules du sol, en particulier dans les sols riches en matières organiques.

En revanche, la mobilité du PBO peut augmenter dans les sols sableux ou ceux à faible teneur en matières organiques, ce qui suscite des inquiétudes quant au potentiel de contamination des eaux souterraines. Compte tenu de sa mobilité modérée à élevée dans les sols moins organiques, le PBO peut s’infiltrer dans les eaux souterraines ou s’écouler dans les eaux de surface, provoquant une plus grande dispersion environnementale et une possible contamination des sources d’eau. Cela présente non seulement des risques pour la vie aquatique, mais également pour d’autres espèces sauvages et potentiellement pour la santé humaine si ces sources d’eau sont utilisées pour l’eau potable ou l’irrigation.

Potentiel de bioaccumulation du PBO

Le PBO a un faible potentiel de bioaccumulation dans les organismes aquatiques et terrestres. Le facteur de bioconcentration (FBC) chez le poisson est relativement faible, ce qui donne à penser qu’il ne s’accumule pas de manière significative dans le biote aquatique. Des études indiquent que les valeurs du FBC sont généralement inférieures à 500, ce qui est considéré comme faible en termes de persistance dans l’environnement.

Malgré un faible facteur de bioaccumulation (FBC) dans les organismes individuels, la persistance modérée du PBO dans l’environnement et son potentiel d’exposition chronique suscitent des inquiétudes quant à ses effets cumulatifs dans les chaînes alimentaires. Sa présence dans les systèmes aquatiques et dans le sol peut entraîner une exposition répétée des organismes aquatiques et terrestres, pouvant entraîner des effets écologiques imprévus à long terme.

Implications environnementales

Bien que le PBO soit un synergiste insecticide efficace, il présente certains risques environnementaux, notamment pour la vie aquatique en raison de sa toxicité et de sa mobilité modérée des sols. Cependant, sa faible persistance dans le sol et son faible potentiel de bioaccumulation atténuent certains de ces problèmes.

Pour minimiser les risques environnementaux liés au butoxyde de pipéronyle (PBO), il est important d’utiliser des méthodes d’application précises pour éviter la dérive due au vent lors de la pulvérisation, et d’évaluer la nature du site où il est utilisé, afin de minimiser les impacts hors cible, en particulier dans les environnements aquatiques.

Les insecticides au pyrèthre contenant du PBO peuvent-ils être certifiés biologiques ?

Les certifications biologiques en général n’approuvez pas l’utilisation du pipéronyl butoxyde (PBO) dans les produits étiquetés comme biologiques. Le PBO est un produit chimique synthétique et la plupart des normes biologiques limitent ou interdisent strictement l’utilisation de substances synthétiques.

Pour être certifiés biologiques, les insecticides naturels à base de pyrèthre doivent être exempts d’additifs synthétiques tels que le PBO. Ils ne peuvent contenir que des ingrédients répondant aux critères biologiques. Par conséquent, les insecticides contenant du PBO ne sont généralement pas éligibles à la certification biologique selon la plupart des normes établies, qui donnent la priorité aux ingrédients naturels et respectueux de l’environnement.

Les références

• Croix, A. ; Liaison, C. ; Buhl, K. ; Jenkins, J. 2017 Fiche d’information générale sur le butoxyde de pipéronyle (PBO); Centre national d’information sur les pesticides, services de vulgarisation de l’Université de l’État de l’Oregon. npic.orst.edu/factsheets/pbogen.html.
• Centre national d’information sur la biotechnologie. Résumé du composé PubChem pour le CID 5794, butoxyde de pipéronyle. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Piperonyl-butoxyde.

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