Le Bacillus thuringiensis (souvent abrégé en Bt) est une bactérie à Gram positif qui a révolutionné le monde de l'agriculture biologique. Découverte pour la première fois en 1901 par un entomologiste japonais, cette bactérie est reconnue pour ses propriétés insecticides naturelles, ce qui en fait un allié précieux dans la lutte contre les ravageurs des plantes. Le Bt est un micro-organisme qui vit à l'état naturel dans les sols, l'eau, l'air et sur le feuillage.
Origine et Découverte du Bacillus Thuringiensis
L'histoire du Bacillus thuringiensis remonte à 1901, lorsqu'un bactériologiste japonais, Shigetane Ishiwata, isola une bactérie qui infectait et tuait des vers à soie (Bombyx mori) malades. Dix ans plus tard, en 1911, le scientifique allemand Ernst Berliner se pencha sur une farine contaminée par la pyrale de la farine (Ephestia kuehniella). L'agent pathogène s'avéra être l'espèce de bacille qu'il nomma Bacillus thuringiensis, en référence au Land allemand de Thuringe, où le papillon gris de la farine avait été découvert. De prédateur du ver à soie, le bacille de Thuringe s'est transformé en insecticide biologique, dont la commercialisation a débuté en 1938.
Le Mode d'Action Spécifique du Bt
Le Bacillus thuringiensis est une bactérie qui produit des protéines cristallines (endotoxines) qui sont toxiques pour de nombreuses larves d'insectes. Au cours de son cycle vital, cette bactérie produit des spores et des cristaux protéiques, notamment les toxines Cry I, Cry II et Cry III. Quand la larve de lépidoptères ingère ces substrats, les cristaux se solubilisent dans le milieu alcalin du tractus digestif. Ce processus libère de longues chaînes de protéines, appelées protoxines ou delta-endotoxines. Ces protoxines sont ensuite sectionnées par des enzymes (protéases) pour produire les segments toxiques (les toxines).
Le mode d'action n'est pas pleinement élucidé, mais c'est le résultat combiné de l'action de chacune de ces toxines qui a l'effet toxique sur la larve. Ces toxines se fixent sur des récepteurs situés sur la membrane des cellules de la paroi médiane du tractus digestif et induisent un déséquilibre biochimique. Les cellules affectées se gonflent et éclatent, causant la perforation de la paroi du tube digestif et l'épanchement des sucs digestifs dans le corps de l'insecte. Cela favorise la germination des spores ingérées ainsi que la multiplication des cellules végétatives, provoquant une septicémie qui contribue à la mort de la larve. L'organisme comporte des inclusions protéiniques qui sont libérées dans l'intestin de l'organisme visé, avec pour effet la paralysie de l'intestin et une interruption de l'alimentation. Les chenilles cessent immédiatement de s'alimenter, se déshydratent progressivement et meurent en 24 à 48 heures.
Cette action par ingestion garantit une sélectivité parfaite : les insectes prédateurs (coccinelles, chrysopes), les pollinisateurs (abeilles, bourdons) et tous les insectes non-phytophages restent totalement épargnés. Le Bt ne détruit pas les autres insectes qui peuvent être des auxiliaires bienvenus au jardin (coccinelle, etc.), mais il est important de noter qu'il s'attaque à toutes les chenilles, y compris les jolis papillons pollinisateurs.
Les Différentes Variétés de Bacillus Thuringiensis et Leurs Cibles
La famille des protéines Cry est actuellement constituée de 70 classes, et chaque protéine Cry possède généralement un spectre d'activité restreint, limité aux stades larvaires d'un petit nombre d'espèces. La plupart des souches de Bt contiennent généralement plusieurs ∂-endotoxines différentes, et ce sont les multiples combinaisons possibles qui déterminent le spectre d'activité insecticide d'une souche donnée.
Le Bt est particulièrement efficace contre les larves de Lépidoptères (tels que les papillons et les mites), de Coléoptères (tels que les doryphores) et de Diptères (tels que les moustiques). Différents produits de Bacillus thuringiensis ciblant différents ordres d'insectes peuvent être utilisés ensemble sans compromettre la gestion de la résistance de ceux-ci.
Le Bacillus thuringiensis variété israelensis (Bti), par exemple, est une bactérie qui vit naturellement dans les sols. Durant l'étape de sporulation de son cycle de vie, le Bti produit une protéine cristallisée qui est toxique uniquement pour les larves de moustiques et de mouches noires. Ces cristaux microscopiques sont ingérés par les larves des insectes lorsqu'elles se nourrissent. Dans le milieu alcalin de l'appareil digestif de ces insectes sensibles, les cristaux se dissolvent et se transforment en molécules protéiques toxiques qui détruisent les parois de l'estomac.
Il est crucial de noter que le Bacillus thuringiensis n'a aucune efficacité sur les tenthrèdes, qui sont des insectes de la famille des hyménoptères. Le meilleur moyen de lutte contre les tenthrèdes reste le ramassage manuel. Il est donc très important de savoir dissocier une chenille d'une larve de tenthrède.
Utilisation des sciences nucléaires pour lutter contre les ravageurs
Applications du Bacillus Thuringiensis dans Divers Secteurs
Aujourd'hui, le Bt occupe 50 % du marché mondial des bio-insecticides microbiens, ce qui représente 3 à 4 % du marché total des insecticides. En France, les produits à base de Bt sont autorisés en forêt, vigne, arboriculture, maraîchage, arbres et arbustes d'ornement et en grandes cultures.
Protection des Forêts
En forêts, le Bt est utilisé pour contrôler la processionnaire du pin (Thaumetopoea pityocampa), la tordeuse grise du mélèze (Zeiraphera diniana), la chenille processionnaire du chêne (Thaumetopoea processionea) ou le Bombyx cul brun (Euproctis chrysorrhoea), un ravageur des forêts de chênes.
Viticulture
En vignoble, les préparations de Bt sont homologuées pour lutter contre les vers de la grappe : Eudémis (Lobesia botrana) et Cochylis (Eupoecilia ambiguella).
Arboriculture
En arboriculture, le Bt est utilisé contre la teigne de l'olivier (Prays oleae) et contre le carpocapse du pommier et du poirier (Cydia pomonella).
Cultures Maraîchères
En cultures maraîchères, le Bt permet de contrôler plusieurs ravageurs du chou : les piérides du chou (Pieris brassicae) et de la rave (Pieris rapae) ainsi que la noctuelle du chou (Mamestra brassicae) et la teigne des crucifères (Plutella xylostella). Le Bt est également utilisé contre la Noctuelle ipsilon (Agrotis ipsilon) et la Noctuelle des moissons (Agrotis segetum) qui s'attaquent à un grand nombre de cultures légumières, dont la carotte, le céleri, la laitue, l'oignon, la tomate, le poivron, l'aubergine, les choux et autres espèces de crucifères. Le Bt est également efficace contre la Noctuelle de la tomate (Helicoverpa armigera) et contre la mineuse de la tomate (Tuta absoluta), un lépidoptère nouvellement introduit en France. Pour les fraises, les légumes et autres produits végétaux, le Bt doit être appliqué après la récolte des produits matures, en attendant 3 jours avant une nouvelle récolte.
Plantes Ornementales
Les plantes ornementales, telles que les fleurs et les arbustes décoratifs, sont souvent attaquées par des ravageurs qui réduisent leur beauté et leur vitalité. Plus récemment, le Bt a été utilisé pour lutter contre la pyrale du buis (Cydalima perspectalis), une espèce envahissante arrivée récemment en France, et qui provoque des dégâts considérables sur les haies.
Lutte Anti-Moustiques et Anti-Simulies
Enfin, le Bt est également largement employé dans la lutte contre les espèces de moustiques des genres Aedes et Culex, notamment le long du littoral méditerranéen. Au Canada, presque tous les produits renfermant du Bti sont des produits de la catégorie à usage « restreint », utilisés contre les larves de simulies et de moustiques dans des milieux aquatiques où l'écoulement de l'eau n'est pas confiné à une petite zone. Il existe aussi des produits à base de Bti à usage commercial, mais qui ne peuvent être utilisés que contre les larves de simulies et de moustiques dans les étangs privés et les étangs artificiels de fermes, où il n'y a pas d'écoulement au-delà des limites de la propriété. Le Bti est pulvérisé directement sur l'eau où se trouvent des larves de moustiques et de simulies. Les bactéries en suspension dans l'eau sont alors ingérées par les larves.
Plantes Transgéniques "Bt"
Des risques existent puisque l'industrie agrochimique a développé des plantes transgéniques dites "Bt", c'est-à-dire des OGM avec des gènes codant la toxine insecticide de Bacillus thuringiensis. Dans ce cas, on remarque une persistance du gène en question issu du maïs Bt dans les milieux aquatiques, ou aux alentours des champs ensemencés avec ce maïs OGM.
Toxicologie et Sécurité d'Utilisation du Bacillus Thuringiensis
Le Bacillus thuringiensis est un micro-organisme que l'on trouve à l'état naturel dans les sols. Toute personne qui entre en contact avec le sol risque donc d'y être exposée. Une des principales avantages du Bt est sa composition biologique sans produits chimiques, le rendant sûr à utiliser en présence de jeunes enfants et d'animaux domestiques.
Les études de toxicité aiguë ont démontré que les souches de B. thuringiensis présentent un risque négligeable pour la santé humaine. L'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) a conclu que les risques pour la santé sont considérés négligeables, que l'exposition se fasse par voie orale, cutanée ou respiratoire. Les delta-endotoxines du B. thuringiensis doivent leurs effets sur les insectes à un mécanisme bien connu s'amorçant avec leur fixation sur des sites récepteurs particuliers de la membrane cellulaire de l'intestin. Chez les espèces de mammifères, il n'existe pas de site équivalent qui pourrait conduire à de tels effets, et ce, peu importe l'âge des sujets exposés.
De plus, la gamme d'essais de toxicité et de pathogénicité aiguës est suffisante pour réaliser une évaluation adéquate du risque posé par les agents antiparasitaires microbiens. En conséquence, l'EPA a conclu qu'il était raisonnable de penser que l'exposition par voie alimentaire à des résidus de B. thuringiensis ne pose pas de risque. L'activation des toxines du Bti 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 Bti.
Au cours des nombreuses années d'utilisation du Bti, aucun cas humain ou animal d'intoxication ou de dérèglement des fonctions endocrines n'a été signalé ni au Canada, ni à l'étranger. Le Bti n'a donc aucun effet sur les autres insectes comme l'abeille domestique, ni sur les poissons, les oiseaux ou les mammifères. L'Environmental Protection Agency des États-Unis estime que les risques présentés par les souches de Bti pour les organismes non visés sont négligeables à nuls.
L'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire (ARLA) au Canada s'assure qu'un produit ne présente aucun danger pour la santé humaine ou l'environnement avant d'en autoriser l'utilisation. Les fabricants sont tenus de fournir les données analytiques complètes de la formulation du produit, ainsi que l'information complète sur la santé et l'environnement. L'ARLA a classé presque tous les produits à base de Bti, utilisés contre les larves de moustiques et de simulies, dans la catégorie à usage « restreint ». Les provinces ont établi des critères pour la certification des applicateurs, et la plupart d'entre elles exigent que les applicateurs qui utilisent des produits à usage restreint soient certifiés. En cas d'exposition fortuite au Bti, le citoyen moyen ne devrait ressentir aucun symptôme, et aucune précaution particulière n'est justifiée ni requise. Les personnes qui éprouvent des craintes peuvent réduire le risque d'exposition en demeurant à l'intérieur et en fermant bien leurs portes et fenêtres lorsque des pulvérisations sont effectuées à proximité de leur habitation.
Les toxines produites par Bacillus thuringiensis peuvent persister dans les sols pour plusieurs mois. Par contre, les demi-vies typiques des produits de Bacillus thuringiensis sont de 1 à 4 jours sur le feuillage. Les spores produites par ce micro-organisme peuvent persister dans l'environnement, mais elles ne sont pas toxiques.
Conseils d'Utilisation et Précautions
Pour obtenir le maximum d'avantages du Bt, il est important de préparer la solution seulement au moment de l'utilisation, évitant ainsi le gaspillage et les résidus. Le traitement doit être soigneusement planifié, en considérant la zone ou le nombre de plantes à traiter et en suivant strictement les instructions pour la préparation du mélange.
Préparation de la Solution
Pour préparer la solution, remplissez le pulvérisateur avec la quantité d'eau indiquée dans la notice d'utilisation du produit. Ajoutez soigneusement le contenu du sachet unidose à l'eau, en évitant la formation de poussière. Mélangez ou agitez bien jusqu'à l'obtention d'une suspension homogène. Les formulations commerciales de Bt sont constituées de préparations de spores et de cristaux obtenues à partir de cultures réalisées en fermenteurs. Ces produits n'ont pas de contraintes liées à un délai avant récolte (DAR) et se présentent généralement sous forme de poudres mouillables ou de concentrés liquides utilisables en pulvérisation.
Timing d'Application
L'efficacité du Bt dépend considérablement du timing d'application. Traitez dès l'apparition des jeunes chenilles, bien plus sensibles que les chenilles âgées. Les stades larvaires avancés résistent davantage et nécessitent des doses plus importantes. Pour détecter précisément le bon moment d'intervention, il est recommandé de coupler les traitements Bt avec des solutions de détection et piégeage. Les pièges à phéromones installés préventivement capturent les papillons adultes et révèlent les périodes de ponte. Cette stratégie combinée optimise l'efficacité tout en réduisant les traitements. Les pièges installés en continu capturent massivement les adultes (réduction de la pression), détectent les vols (anticipation des éclosions), et guident les interventions Bt au moment optimal. Plutôt que des traitements préventifs répétés "au cas où", il est préférable d'intervenir précisément quand c'est nécessaire, avec un produit qui agit au stade le plus vulnérable du ravageur.
Conditions d'Application
Il est conseillé d'éviter l'utilisation dans des conditions venteuses et de ne pas le mélanger avec d'autres produits phytosanitaires (cuivre, soufre, pyrèthre…). Protégez-vous avec des gants, bottes, masque, lunettes, voire combinaison, et choisissez une fin de journée sans vent, lorsque la température est redescendue (< à 15°C) pour pulvériser de façon circonscrite au feuillage et aux tiges touchés par les chenilles, en réglant le pulvérisateur sur des gouttelettes très fines. Cependant, lorsqu'elles sont exposées à la lumière du soleil et aux micro-organismes de l'environnement, les toxines Cry se dégradent rapidement et leur durée d'action est limitée à 3 ou 4 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.
Stockage
Les préparations à pulvériser ont une date de péremption qu'il faut vérifier avant l'achat car ils ne se conservent pas très longtemps (1 an maximum). Il est donc inutile d'en stocker d'avance par précaution.
L'Avenir du Bacillus Thuringiensis dans la Lutte Biologique
Le Bacillus thuringiensis représente une solution écologique et sûre pour protéger les cultures contre divers ravageurs. Grâce à son efficacité contre les larves de nombreux insectes et à sa sécurité environnementale, le Bt est un choix idéal pour les agriculteurs et les jardiniers qui souhaitent réduire l'utilisation de pesticides chimiques. La lutte biologique, qui consiste à utiliser des organismes vivants ou leurs produits pour contrôler d'autres organismes nuisibles, offre une alternative pour assurer une protection phytosanitaire performante. Parmi les bactéries entomopathogènes, Bacillus thuringiensis est à la fois l'espèce la plus utilisée et celle qui offre les potentialités insecticides les plus intéressantes dans la protection des végétaux. Sa spécificité d'action et ses coûts de production compétitifs en font un atout majeur pour lutter contre les insectes nuisibles, et il représente une alternative très prometteuse pour lutter contre les insectes devenus résistants à certaines classes insecticides chimiques.