Le Bacillus thuringiensis en Agriculture Biologique : Un Allié Naturel Contre les Ravageurs

Le jardinage biologique gagne en popularité, et avec lui, l'intérêt pour des solutions respectueuses de l'environnement pour protéger les cultures. Parmi ces solutions, la bactérie Bacillus thuringiensis, souvent abrégée en Bt, occupe une place prépondérante en tant qu'insecticide biologique. Cette bactérie ubiquiste, présente naturellement dans le sol, l'eau, l'air et sur le feuillage des plantes, est reconnue pour son activité insecticide ciblée.

Qu'est-ce que le Bacillus thuringiensis ?

Le Bacillus thuringiensis est une bactérie en forme de bâtonnet, aérobie (se développant en présence d'oxygène), qui appartient au "groupe Bacillus cereus", regroupant six bacilles dont le Bt. Sa découverte remonte au début du XXe siècle. En 1901, le bactériologiste japonais S. Ishiwata a identifié une bactérie infectant et tuant les vers à soie (Bombyx mori). Dix ans plus tard, en 1911, le scientifique allemand Ernst Berliner a formellement isolé cette bactérie à partir de chrysalides infectées de la teigne de la farine (Ephestia kuehniella) provenant d'un moulin situé dans la province de Thuringe. C'est en référence à cette région que la bactérie fut nommée Bacillus thuringiensis.

Depuis sa commercialisation en 1938, le Bt est devenu un agent de lutte biologique important, utilisé depuis plus de soixante ans pour éliminer les parasites et protéger les plantes des dommages. Il est particulièrement apprécié car il ne cause pas les mêmes dommages à l’environnement que de nombreux pesticides chimiques.

Les techniques de culture du Bacillus thuringiensis ont été considérablement optimisées ces dernières décennies. Il est cultivé dans des réservoirs stérilisés, où des facteurs importants comme la température, les niveaux d'oxygène et le type de nutriments sont contrôlés. Pour les formulations destinées à être pulvérisées, le Bt est combiné avec de l'eau ou de l'huile minérale et d'autres additifs qui aident à tuer les parasites.

Comment le Bacillus thuringiensis tue-t-il les nuisibles ?

L'activité insecticide du Bacillus thuringiensis réside dans la production, au cours de sa phase de sporulation, de petits cristaux protéiques appelés δ-endotoxines (ou protéines Cry). Ces cristaux, qui peuvent représenter jusqu'à 25 % du poids sec de la bactérie, sont responsables de son activité larvicide.

Le mode d'action est le suivant : lorsqu'un ravageur, et plus spécifiquement sa larve, ingère le Bacillus thuringiensis, les cristaux et les spores pénètrent dans son intestin. Dans le milieu alcalin de l'appareil digestif de ces insectes sensibles, les cristaux se dissolvent et se transforment en molécules protéiques toxiques. Ces toxines, après avoir traversé la membrane péritrophique, vont se fixer sur des récepteurs spécifiques présents à la surface des cellules épithéliales de l'intestin. La liaison de la toxine Cry à ces récepteurs, notamment les récepteurs de cadhérine, est cruciale et dépend de la séquence d'acides aminés de la toxine.

Une fois fixée, la toxine induit la formation de pores dans la membrane des cellules épithéliales, ce qui entraîne une destruction rapide et quasi totale de l'épithélium intestinal. Physiologiquement, cette intoxication se manifeste par une paralysie quasi immédiate du tube digestif, provoquant l'arrêt de la prise de nourriture. La larve cesse de se nourrir, s'affaiblit rapidement et finit par mourir en 24 à 48 heures après le traitement. La baisse du pH intestinal, consécutive à la lyse cellulaire, crée des conditions favorables à la germination des spores ingérées simultanément, et les bactéries issues de cette germination se multiplient dans l'insecte, provoquant une septicémie. Les tissus sont ensuite peu à peu consommés par la bactérie.

Quels ravageurs le Bacillus thuringiensis peut-il contrôler ?

Le Bacillus thuringiensis est important pour lutter contre une grande variété de ravageurs et agit spécifiquement pendant la phase larvaire des insectes. Il existe de nombreuses variétés ou sous-espèces de Bacillus thuringiensis, chacune ciblant un groupe d’insectes particulier. Par exemple, les insecticides biologiques « Btk » utilisent la sous-espèce kurstaki.

Parmi les ravageurs pour lesquels le Bacillus thuringiensis est particulièrement efficace, on trouve :

• Lépidoptères (vers et chenilles) : C'est le groupe principal ciblé par la sous-espèce kurstaki (Bt kurstaki ou Btk), comme le Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki souche ABTS-351. Cette sous-espèce est active contre les larves d'insectes de la famille des Lépidoptères, qui incluent de nombreuses chenilles nuisibles aux cultures.
  • Tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana) : Ces papillons sont particulièrement problématiques dans les forêts, où leurs larves causent des dommages importants aux feuilles des épinettes et des sapins baumiers.
  • La spongieuse (Lymantria dispar) : Les larves de la spongieuse sont responsables de dégâts considérables dans les forêts, provoquant une défoliation importante de divers types d'arbres.
  • Pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) : Ce papillon cause des dégâts importants aux cultures de maïs, les larves attaquant la culture après l'éclosion des œufs.
  • Arpenteuse du chou (Trichoplusie ni) : Les larves de ces papillons attaquent le chou et les cultures similaires, se déplaçant avec un mouvement en boucle caractéristique.
  • Pyrale du buis (Cydalima perspectalis) : Cette espèce envahissante cause des dégâts considérables sur les haies de buis.
  • Processionnaire du pin (Thaumetopoea pityocampa) et chenille processionnaire du chêne (Thaumetopoea processionea) : Ravageurs forestiers importants.
  • Vers de la grappe (Eudémis (Lobesia botrana) et Cochylis (Eupoecilia ambiguella)) dans les vignobles.
  • Teigne de l’olivier (Prays oleae) et carpocapse du pommier et du poirier (Cydia pomonella) en arboriculture.
  • Piérides du chou (Pieris brassicae) et de la rave (Pieris rapae), noctuelle du chou (Mamestra brassicae) et teigne des crucifères (Plutella xylostella) en cultures maraîchères.
  • Noctuelle ipsilon (Agrotis ipsilon) et Noctuelle des moissons (Agrotis segetum) qui s'attaquent à de nombreuses cultures légumières.
  • Noctuelle de la tomate (Helicoverpa armigera) et mineuse de la tomate (Tuta absoluta).

• Diptères (moustiques et mouches noires) : Une autre sous-espèce, Bacillus thuringiensis variété israelensis (Bti), est spécifiquement toxique pour les larves de moustiques et de mouches noires. Le Bti est pulvérisé directement sur l'eau où se trouvent ces larves. Dans le milieu alcalin de leur appareil digestif, les cristaux se dissolvent et se transforment en molécules protéiques toxiques qui détruisent les parois de l'estomac. Au Canada, presque tous les produits renfermant du Bti sont des produits à usage « restreint » pour les applications à grande échelle.

Il est crucial de noter que le Bacillus thuringiensis est très sélectif et ciblé. Par exemple, les tenthrèdes, des insectes de la famille des hyménoptères, dont les larves ressemblent à des chenilles mais ne sont pas des lépidoptères, ne sont pas affectées par le Bt. C'est pourquoi il est très important de savoir dissocier une chenille d'une larve de tenthrède pour assurer l'efficacité du traitement. Dans le cas des tenthrèdes, des méthodes de lutte comme le ramassage manuel sont plus appropriées, et l'utilisation d'insecticides à base de pyrèthres est déconseillée car ils élimineraient leurs prédateurs naturels.

Avantages et inconvénients de l'utilisation du Bacillus thuringiensis

Avantages

Le Bacillus thuringiensis est devenu l'un des biopesticides les plus utilisés au monde, et ce, pour de bonnes raisons :

• Lutte antiparasitaire ciblée : Le Bt offre une lutte ciblée contre les ravageurs d'une variété d'espèces nuisibles, tout en étant relativement inoffensif pour les humains, les animaux et les insectes non nuisibles. Cette spécificité est due à son mode d'action qui repose sur la production de la toxine Cry, qui ne s'active que dans le milieu alcalin de l'intestin de certains insectes. Cela signifie qu'il préserve la faune entomologique non cible (abeilles, coccinelles et autres auxiliaires de lutte biologique).
• Écologique : Le Bacillus thuringiensis est un microbe naturellement présent dans le sol et l'eau. Il est entièrement biodégradable et ne cause pas les dommages à l'environnement associés aux pesticides chimiques. Son approche ciblée n'entraîne pas de perte de biodiversité, un effet néfaste courant des pesticides chimiques. Son efficacité dans la lutte contre les ravageurs lui a permis de remplacer les pesticides chimiques dans de nombreux cas, augmentant ainsi son impact positif sur l'environnement.
• Plusieurs souches : La disponibilité de différentes souches de Bacillus thuringiensis (par exemple, Bt kurstaki, Bt israelensis) élargit sa capacité à cibler une diversité de ravageurs. Chaque protéine Cry possède généralement un spectre d'activité restreint et limité aux stades larvaires d'un petit nombre d'espèces. Les multiples combinaisons possibles de ∂-endotoxines déterminent le spectre d’activité insecticide d’une souche donnée.
• Utilisation en agriculture biologique : Le Bt est autorisé en forêt, vigne, arboriculture, maraîchage, arbres et arbustes d'ornement et en grandes cultures. Les produits à base de Bt n'ont pas de contraintes liées à un délai avant récolte (DAR).
• Faible risque pour la santé humaine : L'activation des toxines du Bt n'est possible qu'en présence des conditions d'alcalinité que l'on retrouve dans l'appareil digestif de certains insectes. L'acidité de l'estomac des humains et des animaux n'active pas les toxines du Bt. Aucun cas humain ou animal d'intoxication ou de dérèglement des fonctions endocrines n'a été signalé au cours des nombreuses années d'utilisation du Bt.

Inconvénients

Malgré ses nombreux avantages, l'utilisation du Bacillus thuringiensis présente quelques inconvénients et défis :

• Coût : Les produits à base de Bacillus thuringiensis peuvent parfois être plus coûteux que les pesticides chimiques. Cependant, leur utilisation dans le cadre d'un système intégré de lutte antiparasitaire peut s'avérer plus rentable.
• Résistance : L'utilisation à long terme du Bacillus thuringiensis contre certains ravageurs a conduit ces derniers à développer une résistance aux toxines Cry. Les solutions à la résistance des ravageurs incluent le remplacement par d'autres types de Bacillus thuringiensis utilisant différentes toxines Cry, ou par d'autres biopesticides avec différents modes d'action.
• Rémanence faible : La toxine produite par la bactérie a une rémanence faible ; les rayons ultraviolets la détruisent en quelques heures ou quelques jours. Le Bt ne peut donc pas être utilisé en traitement préventif et il convient de renouveler le traitement curatif tous les 3 à 7 jours en cas de forte infestation. C'est un produit curatif et non préventif, il est inutile de traiter des plantes qui ne présentent aucun signe de présence de chenilles.
• Conservation limitée : Les préparations commerciales de Bt ne se conservent pas très longtemps (1 an maximum). Il est donc inutile d'en stocker d'avance.
• Précautions d'emploi : Il est recommandé de se protéger avec des gants, bottes, masque, lunettes, voire combinaison, lors de la pulvérisation, et de choisir une fin de journée sans vent et lorsque la température est redescendue (inférieure à 15°C) pour pulvériser de façon circonscrite au feuillage et aux tiges touchés par les chenilles. Il ne doit pas être mélangé avec d'autres produits (cuivre, soufre, pyrèthre…).
• OGM et persistance environnementale : L'industrie agrochimique a développé des plantes transgéniques "Bt", c'est-à-dire des OGM avec des gènes codant la toxine insecticide de Bacillus thuringiensis. Dans ce cas, une persistance du gène en question issu du maïs Bt a été observée dans les milieux aquatiques ou aux alentours des champs ensemencés avec ce maïs OGM.

Utilisation et recommandations

Le Bacillus thuringiensis est proposé sous forme de poudre à diluer dans l'eau et est disponible en jardinerie, magasins spécialisés et sur les sites internet dédiés au jardin et aux végétaux. Il est essentiel de respecter scrupuleusement la dose indiquée par le fabricant, car surdoser n'augmente pas l'efficacité et peut déséquilibrer l'écosystème.

Pour des périodes optimales de traitement, il est conseillé d'utiliser des pièges à phéromones et des phéromones contre le ravageur ciblé (pyrale du buis, processionnaire du pin, carpocapses des pommes ou des prunes, tordeuses orientales du pêcher…). Ceci permet de cibler le moment précis où les larves sont présentes et se nourrissent.

En France, les produits à base de Bt sont autorisés dans divers secteurs, offrant une alternative prometteuse pour une protection phytosanitaire performante, tout en minimisant l’impact sur la santé humaine et l’environnement. Le poids de la preuve montre que le Bti est non infectieux et non toxique pour l'homme et les autres mammifères et qu'il ne présente qu'un faible risque aux doses permises pour les programmes de lutte contre les insectes. L'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire (ARLA) au Canada, par exemple, s'assure que tout produit antiparasitaire n'offre aucun danger pour la santé humaine ou l'environnement avant son homologation.

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