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We are grateful to A. Lushchik and E. Shablonin for numerous and valuable discussions. This work has been carried out within the framework of the EUROfusion Consortium and has received funding from the Euratom research and training programme 2014-2018 and 2019-2020 under grant agreement No 633053. The views and opinions expressed herein do not necessarily reflect those of the European Commission. The raw/processed data required to reproduce these findings cannot be shared at this time as the data also forms part of an ongoing study., Theory is developed for kinetics of the diffusion-controlled radiation defect accumulation in crystalline solids under high fluencies taking into account recently observed correlation between the defect diffusion energy and pre-exponential (known as the Meyer-Neldel rule in chemical kinetics) and their dependence on the radiation fluence (Kotomin et al., J Phys Chem A 122 (2018) 28). The predicted accumulation kinetics could be applied to all kinds of solids. It considerably differs from the commonly used, in particular, suggesting that concentration growth at high fluencies could be nonmonotonous and the saturation defect concentrations independent on the temperature., EUROfusion Consortium Euratom research and training programme 2014-2018 and 2019-2020 under grant agreement No 633053; Institute of Solid State Physics, University of Latvia as the Center of Excellence has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Framework Programme H2020-WIDESPREAD-01-2016-2017-TeamingPhase2 under grant agreement No. 739508, project CAMART²

The present work aims to provide insight into interactions between trace metals and higher plants, focusing on nickel uptake and its effects in seagrasses at environmentally relevant concentrations. Total and intracellular nickel accumulation kinetics, nickel effects on structural cell components, oxidative stress marker and cellular viability, and the accumulation kinetics-toxic effects relationship were investigated in leaves of Halophila stipulacea plants incubated in seawater under laboratory conditions containing nickel ions at 0.01–10 mg L−1 for 14 days. Nickel accumulation kinetics in H. stipulacea young and older apical leaves followed a Michaelis-Menten-type equation, allowing the calculation of uptake parameters; uptake rate (Vc) and equilibrium concentration (Ceq) tended to increase with the increase of nickel concentration in the medium. A dose- and uptake parameter-dependent actin filament (AF) and endoplasmic reticulum (ER) impairment was observed, whereas no effects occurred on microtubules and cell ultrastructure. AF disturbance and ER aggregation were firstly observed in differentiated cells at the lowest concentration on the 12th and 14th day, respectively, while AF disruption in meristematic cells firstly occurred at 0.05 mg L−1; the effects appeared earlier and were more acute at higher concentrations. Increased H2O2 levels were detected, while, at the highest exposures, a significant reduction in epidermal cell viability in older leaves occurred. The lowest total nickel concentrations in young leaves associated with AF disturbance onset at nickel exposure concentrations of 0.01–1 mg L−1 varied between 18.98 and 63.93 μg g−1 dry wt; importantly, they were comparable to nickel concentrations detected in seagrass leaves from various locations. The relationships between exposure concentration, uptake kinetic parameters and toxic effect onset were satisfactorily described by regression models. Our findings suggest that (a) nickel may pose a threat to seagrass meadows, (b) H. stipulacea can be regarded as an efficient biomonitor of nickel, (c) AF and ER impairment in seagrass leaves can be considered as early biomarkers of nickel-induced stress, and (d) the regression models obtained can be used as a tool to evaluate ambient nickel levels and to detect ecotoxicologically significant nickel contamination. The data presented can be utilized in the management and conservation of the coastal environment.

International audience; Trace metal contamination in the European sardine and anchovy food web was investigated in the Gulf of Lions, NW Mediterranean Sea, including seawater and size fractions of plankton. The results highlighted: i) higher and more variable concentrations in the smaller plankton size classes for all metals except cadmium; ii) higher concentrations in anchovy versus sardine for all elements except lead; iii) different patterns of metal bioaccumulation through the food web: cobalt, nickel, copper, silver, lead and zinc displayed continuously decreasing concentrations (with the exception of increased zinc in fish only), while mercury concentrations dropped considerably in larger plankton size classes and rose significantly in fish. Lastly, cadmium concentrations were found to be highest in intermediate plankton size classes, with very low levels in fish. The need to efficiently characterize the biological composition of plankton in order to fully identify its role in the mobilization and transfer of metals was highlighted.

Background Seagrass species have been recommended as biomonitors of environmental condition and as tools for phytoremediation, due to their ability to concentrate anthropogenic chemicals. This study aims to provide novel information on metal accumulation in seagrasses under laboratory conditions to support their use as a tool in the evaluation and abatement of contamination in the field. We investigated the kinetics of cadmium uptake into adult leaf blades, leaf sheaths, rhizomes and roots of Cymodocea nodosa in exposure concentrations within the range of cadmium levels in industrial wastewater (0.5–40 mg L−1). Results A Michaelis–Menten-type equation satisfactorily described cadmium accumulation kinetics in seagrass parts, particularly at 0.5–5 or 10 mg L−1. However, an S equation best described the uptake kinetics in rhizomes at 5 mg L−1 and roots at 10 and 20 mg L−1. Equilibrium concentration and uptake rate tended to increase with the exposure concentration, indicating that seagrass displays a remarkable accumulation capacity of cadmium and reflect high cadmium levels in the surrounding medium. Concerning leaf blades and rhizomes, the bioconcentration factor at equilibrium (range 73.3–404.3 and 14.3–86.3, respectively) was generally lower at higher exposure concentrations, indicating a gradual reduction of available binding sites. Leaf blades and roots accumulated more cadmium with higher rate than sheaths and rhizomes. Uptake kinetics in leaf blades displayed a better fit to the Michaelis–Menten-type equation than those in the remaining plant parts, particularly at 0.5–10 mg L−1. A marked variation in tissue concentrations mainly after the steady state was observed at 20 and 40 mg L−1, indicative of the stress induced on seagrass cells. The maximum concentrations observed in seagrass parts at 5 and 10 mg L−1 were comparatively higher than those previously reported for other seagrasses incubated to similar exposure concentrations. Conclusions Cymodocea nodosa displays a remarkable cadmium accumulation capacity and reflects high cadmium levels in the surrounding medium. Kinetic models satisfactorily describe cadmium uptake in seagrass parts, primarily in adult leaf blades, at high exposure concentrations, permitting to predict cadmium accumulation in field situations. Cymodocea nodosa appeared to be a valuable tool in the evaluation and abatement of cadmium contamination in coastal areas.

The oyster Crassostrea gigas is one of the most commercialized molluscs in the world. It is a very cosmopolitan species that has been disseminated by humans and is susceptible to various agents such as pathogens (bacteria, viruses), parasites, xenobiotics and/or toxic micro-algae. As a filter-feeder, it may accumulate phyco- toxins while feeding on harmful algal blooms (HAB), including paralytic shellfish toxins (PST). To protect human health shellfisheries harvesting are closed dur- ing HAB, impacting the aquaculture industry. This PhD work aims to develop a Dynamic Energy Budget (DEB) based model to describe kinetics of PST accumulation and detoxification in C. gigas. Interest of coupling bio-accumulation to DEB model lies in the inclusion of physiological (e.g. body size, tissue composition) and environmental (food quantity and quality) variables to simulate accurately the dynamics of contaminants in marine organisms. Two experiments consisting in exposing C. gigas to the toxic dinoflagellate Alexandrium minutum were performed. Toxin intake was calibrated in a first short-term experiment where clearance rates and assimilation efficiency were individually measured during an exposure to toxic and non-toxic micro-algae. Metabolic rates (respiration, cardiac activity) were also assessed. This study brings new insights concerning the important inter-individual variability of PST accumulation reported in C. gigas by identifying three phenotypes characterized by different clearance rates. Then a long-term exposure to a mixture of toxic and non-toxic micro-algae was carried out to calibrate (1) toxin elimination process, (2) PST effects on oyster bioenergetic and (3) validate a mathematical representation of particles selection. A DEB model simulating the evolution of toxin concentration via two compartments (unassimilated and assimilated toxins) is proposed which was validated using a laboratory dataset and field surveys. In a last part, the numerical model is then used to investigate the differences in toxification and depuration dynamics between diploid and triploid oysters. Results allowed to confirm hypothesis stating that triploids accumulate generally more than diploids but also showed that spawning could inverse this trend., L’huître creuse Crassostrea gigas est l’un des mollusques les plus commercialisé au monde. Cette espèce cosmopolite doit faire face à de nombreux agents pathogènes (bactéries, virus), parasites, xénobiotiques, et/ou micro-algues toxiques. En tant que bivalve filtreur, elle peut accumuler de fortes charges de phycotoxines, dont les toxines paralysantes (PST), lorsqu’elle est exposée à des blooms de micro-algues toxiques (HAB). Pour protéger la santé humaine, des interdictions de vente de coquillages sont déclarées lorsque ceux-ci sont contaminés en PST, impactant ainsi le secteur ostréicole. Ce travail de thèse a pour but de développer un modèle basé sur la théorie des Budgets d’Energie Dynamiques (DEB) décrivant la cinétique d’intoxication et de détoxication des PST chez C. gigas. Le couplage d’un modèle de bioaccumulation avec un modèle DEB permet de prendre en compte certaines variables physiologiques de l’huître et les conditions environnementales pour simuler avec précision la dynamique d’accumulation des PST. Deux expériences consistant à exposer C. gigas au dinoflagellé toxique Alexandrium minutum ont été réalisées. La consommation de toxines a été calibrée dans une première expérience à court terme où le taux de filtration et l’efficacité d’assimilation ont été mesurés individuellement durant une phase d’exposition à des micro-algues non-toxiques puis toxiques. Les taux de respiration et le rythme cardiaque ont également été mesurés. En identifiant trois phénotypes distincts ayant des potentiels d’accumulation différents, cette étude amène de nouvelles connaissances concernant l’importante variabilité inter-individuelle dans l’accumulation de PST observée chez C. gigas. Ensuite, une expérience à moyen terme a été menée où des naissains ont été exposés à un mélange de micro-algues toxiques et non-toxiques. Différentes conditions ont été mises en place pour calibrer (1) le processus d’élimination de toxines, (2) les effets des PST sur la bioénergétique de l’huître, et (3) valider une fonction permettant de traiter de la sélection alimentaire. Un modèle DEB simulant l’évolution de la concentration en PST basé sur deux compartiments (toxines non assimilées et assimilées) a ainsi été proposé et validé en utilisant des jeux de données obtenus en laboratoire et sur le terrain. Dans une dernière partie, le modèle a été utilisé pour étudier les différences d’accumulation entre les huîtres diploïdes et triploïdes selon leur masse, leur âge et leur stade de gamétogenèse. Les résultats obtenus tendent à montrer que les triploïdes accumulent plus que les diploïdes, excepté après la ponte de ces dernières.

The oyster Crassostrea gigas is one of the most commercialized molluscs in the world. It is a very cosmopolitan species that has been disseminated by humans and is susceptible to various agents such as pathogens (bacteria, viruses), parasites,xenobiotics and/or toxic micro-algae. As a filter-feeder, it may accumulate phycotoxinswhile feeding on harmful algal blooms (HAB), including paralytic shellfishtoxins (PST). To protect human health shellfisheries harvesting are closed duringHAB, impacting the aquaculture industry. This PhD work aims to develop a Dynamic Energy Budget (DEB) based model to describe kinetics of PST accumulationand detoxification in C. gigas. Interest of coupling bio-accumulation to DEBmodel lies in the inclusion of physiological (e.g. body size, tissue composition)and environmental (food quantity and quality) variables to simulate accurately the dynamics of contaminants in marine organisms. Two experiments consisting in exposing C. gigas to the toxic dinoflagellate Alexandrium minutum were performed.Toxin intake was calibrated in a first short-term experiment where clearance rates and assimilation efficiency were individually measured during an exposure to toxic and non-toxic micro-algae. Metabolic rates (respiration, cardiac activity) were also assessed. This study brings new insights concerning the important inter-individualvariability of PST accumulation reported in C. gigas by identifying three phenotypes characterized by different clearance rates. Then a long-term exposure to a mixture of toxic and non-toxic micro-algae was carried out to calibrate (1)toxin elimination process, (2) PST effects on oyster bioenergetic and (3) validatea mathematical representation of particles selection. A DEB model simulating the evolution of toxin concentration via two compartments (unassimilated and assimilatedtoxins) is proposed which was validated using a laboratory dataset and field surveys. In a last part, the numerical model is then used to investigate the differences in toxification and depuration dynamics between diploid and triploid oysters. Results allowed to confirm hypothesis stating that triploids accumulate generally more than diploids but also showed that spawning could inverse this trend., L’huître creuse Crassostrea gigas est l’un des mollusques les plus commercialisé au monde. Cette espèce cosmopolite doit faire face à de nombreux agents pathogènes (bactéries, virus), parasites, xénobiotiques, et/ou micro-algues toxiques. En tant que bivalve filtreur, elle peut accumuler de fortes charges de phycotoxines, dont les toxines paralysantes (PST), lorsqu’elle est exposée à des blooms de microalgues toxiques (HAB). Pour protéger la santé humaine, des interdictions de vente de coquillages sont déclarées lorsque ceux-ci sont contaminés en PST, impactant ainsi le secteur ostréicole. Ce travail de thèse a pour but de développer un modèle basé sur la théorie des Budgets d’Energie Dynamiques (DEB) décrivant la cinétique d’intoxication et de détoxication des PST chez C. gigas. Le couplage d’un modèle de bioaccumulation avec un modèle DEB permet de prendre en compte certaines variables physiologiques de l’huître et les conditions environnementales pour simuler avec précision la dynamique d’accumulation des PST. Deux expériences consistant à exposer C. gigas au dinoflagellé toxique Alexandrium minutum ont été réalisées. La consommation de toxines a été calibrée dans une première expérience à court terme où le taux de filtration et l’efficacité d’assimilation ont été mesurés individuellement durant une phase d’exposition à des micro-algues non-toxiques puis toxiques. Les taux de respiration et le rythme cardiaque ont également été mesurés. En identifiant trois phénotypes distincts ayant des potentiels d’accumulation différents, cette étude amène de nouvelles connaissances concernant l’importante variabilité inter-individuelle dans l’accumulation de PST observée chez C. gigas. Ensuite, une expérience à moyen terme a été menée où des naissains ont été exposés à un mélange de micro-algues toxiques et non-toxiques. Différentes conditions ont été mises en place pour calibrer (1) le processus d’élimination de toxines, (2) les effets des PST sur la bioénergétique de l’huître, et (3) valider une fonction permettant de traiter de la sélection alimentaire. Un modèle DEB simulant l’évolution de la concentration en PST basé sur deux compartiments (toxines non assimilées et assimilées) a ainsi été proposé et validé en utilisant des jeux de données obtenus en laboratoire et sur le terrain. Dans une dernière partie, le modèle a été utilisé pour étudier les différences d’accumulation entre les huîtres diploïdes et triploïdes selon leur masse, leur âge et leur stade de gamétogenèse. Les résultats obtenus tendent à montrer que les triploïdes accumulent plus que les diploïdes, excepté après la ponte de ces dernières.

The Canary Current Large Marine Ecosystem in West Africa is one of the most productive upwelling ecosystems. It is subjected to anthropogenic inputs leading to metal accumulation by marine fish species, which show a great variability in terms of metal concentrations. This PhD work aims to characterize the major parameters determining metal accumulation by marine fish, based on the case study of the Canary current. Two main approaches were developed concerning physiological and ecological features. At a first integration level, physiological characteristics such as assimilation efficiency, metallothionein concentrations and subcellular metal partitioning influence bioaccumulation. At a second level, prey composition plays a key role due to the dominance of metal accumulation through dietary intakes in marine fish. Finally, habitat drives metal exposure to fish due to the biogeochemical cycle of the metal elements.This study proposed an innovating approach, combining analyses from the cellular level to the ecosystem one, including the individual level, and aiming for a thorough comprehension of a mechanism implying consequences on marine resource conservation and human safety., Le Grand Ecosystème Marin du Courant des Canaries est un des principaux systèmes mondiaux d’upwelling et assure une des plus importantes productions de pêche parmi les grands écosystèmes marins d’Afrique. Cet écosystème est soumis à des apports en éléments métalliques entraînant leur accumulation par les organismes marins et notamment les poissons. En termes de bioaccumulation, une forte variabilité est observée entre les espèces exploitées mais également entre individus d’une même espèce. Ce travail de thèse se propose de caractériser les paramètres majeurs qui déterminent l’accumulation des métaux par les poissons marins, en prenant pour cas d’étude l’écosystème du courant des Canaries. Deux approches ont été adoptées, l’une portant sur les particularités physiologiques et l’autre sur les mécanismes écologiques régissant la bioaccumulation. A un premier niveau d’intégration, les caractéristiques physiologiques spécifiques telles que l’efficacité d’assimilation, les concentrations en métallothionéines et le mode de séquestration des métaux agissent sur la bioaccumulation. Ensuite, à un second niveau, la nature des proies joue un rôle crucial sur l’exposition aux métaux du fait de la dominance de la voie de transfert trophique chez les poissons marins. A un dernier niveau d’intégration, l’habitat représente un paramètre déterminant, principalement en influant sur les niveaux de contamination des proies soumis au cycle des métaux dans l’environnement marin. Cette thèse a présenté une approche innovante, en proposant une étude intégrée de la cellule à l’écosystème en passant par l’individu, dédiée à la compréhension d’un mécanisme impliquant des répercutions tant sur la préservation des ressources marines que sur la santé des consommateurs.

The data-base analyses of the French biomonitoring program (RNO/ROCCH, IFREMER, 2003-2014) in terms of silver (Ag) and copper (Cu) concentrations accumulation in oysters from 13 sites along the French Atlantic Coast showed spatial and time-dependent variations reflecting local pressures. The high Ag and Cu relations seems to be partly due to physiological processes involved in their bioaccumulation by oysters. The Cu/Ag elementary ratios showed an interesting potential for Ag and Cu sources detection, which were invisible through the use of only absolute concentrations characterized by a high individual variability. Chemical measurements and histological observations performed in wild oysters from Gironde Estuary showed a preferential Ag and Cu accumulation in the digestive gland with important cellular damages. The innovative isotope spiking method is highly sensitive and precise to observe rapid in vivo Ag and Cu accumulation kinetics through direct pathway using close-to-real exposure concentrations. The isotopic signals allowed to quantify the rapid MTE accumulation in the different organs and to observe the Ag and Cu co-regulation. Furthermore, it represents a real step forward in ecotoxicological experiments allowing to obtain the initial and final contamination state inside the same organism. The study of the trophic pathway suggested a higher Ag accumulation in algae than for Cu. The Ag and Cu potentially bioavailable fraction in estuarine particles was estimated respectively at 60% and 82%. The results showed that this estimation depends on the exposure time and sediment concentration, which can lead to important under-estimations., L’analyse des données de biosurveillance (RNO/ROCCH, IFREMER, 2003-2014) des concentrations en argent (Ag) et cuivre (Cu) dans les huîtres sauvages de 13 sites de la côte atlantique française a montré des variations spatio-temporelles reflétant les pressions locales. De fortes relations entre Ag et Cu semblent en partie dues à des facteurs physiologiques impliqués dans leur bioaccumulation chez les huîtres. Le rapport élémentaire Cu/Ag a montré un potentiel intéressant pour détecter des sources de Ag et Cu, invisibles à travers les concentrations absolues qui sont caractérisées par une très forte variabilité inter-individuelle. Les mesures chimiques et les observations histologiques dans les huîtres sauvages de la Gironde, ont montré une accumulation préférentielle de Ag et Cu dans la glande digestive, accompagnée d’importantes dégradations cellulaires. La méthode innovante du dopage isotopique est très sensible et précise pour observer les cinétiques rapides d’accumulation in vivo de Ag et Cu par voie directe à des niveaux d’exposition réalistes. Les signaux isotopiques ont permis de quantifier l’accumulation rapide des ETM dans les différents organes et d’observer des phénomènes de co-régulation entre Ag et Cu. De plus, elle représente une réelle avancée pour des expérimentations écotoxicologiques permettant d’analyser l’état de contamination initial et après exposition dans le même individu. L’étude de la voie trophique suggère une accumulation de Ag supérieure à celle de Cu chez les algues. La fraction de Ag et Cu particulaire potentiellement biodisponible des particules estuariennes a été estimée à 60% et 82%, respectivement. Les résultats ont montré que cette estimation dépend du temps d’exposition et de la concentration en sédiment, pouvant entraîner d’importantes sous-estimations.

Mining and smelting activities have contaminated the environment with trace metals (TMs) at a worldwide scale for at least two millennia. A combination of chemical approaches and active biomonitoring was performed to analyse the environmental availability and bioavailability of TM palaeo-pollution in a former Pb-Ag mining district in the Vosges Mountains, France. Along a soil TM contamination gradient that covered eight stations, including two archaeological mining sites, the toxicokinetics of six TMs (Pb, Cd, As, Ag, Co, Sb) in the snail Cantareus aspersus revealed that palaeo-pollution from the studied sites remains bioavailable. This study provides the first data on the accumulation kinetics of Ag and Co for C. aspersus. The environmental availability of the TMs was estimated with three chemical extraction methods (aqua regia, EDTA 50 mM, CaCl2 10 mM). Univariate regression analyses showed that EDTA extraction is the best method for estimating the bioavailability of Pb, As, Ag, Co and Sb to snails. None of the three extractants was efficient for Cd. A multivariate analysis of bioaccumulation data revealed that TM bioavailability and transfer were modulated by exposure sources (soil, humus and vegetation) rather than by soil physico-chemical characteristics. Hence, although the deposition of mining wastes dates back several centuries, these wastes still represent a source of contamination that must be considered to develop relevant site management and environmental risk assessment. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Crude oil poses a risk to marine ecosystems due to its toxicity and tendency to accumulate in biota. The present study evaluated the applicability of the OMEGA model for estimating oil accumulation in aquatic species by comparing model predictions of kinetic rates (absorption and elimination) and bioconcentration factors (BCF) with measured values. The model was a better predictor than the means of the measurements for absorption and elimination rate constants, but did not outperform the mean measured BCF. Model estimates and measurements differed less than one order of magnitude for 91%, 80% and 61% of the absorption and elimination rates and BCFs of all oil constituents, respectively. Of the "potentially modifying" factors: exposure duration, biotransformation, molecular mass, and water temperature, the last two tended to influence the performance of the model. Inclusion of more explanatory variables in the bioaccumulation model, like the molecular mass, is expected to improve model performance. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Current environmental risk assessment (ERA) related to the soil contamination by metal consider neither the physico-chemical properties of soil nor the biological mechanisms that modulate metal bioavailability. The aim of this thesis is to study the mechanisms that modulate metal bioavailability for the garden snail Cantareus aspersus (= Helix aspersa) a soil invertebrate living at the interface soil-plant-air (saprophagous and phytophagous intermediate link in the food chain). Bioavailability is assessed by the metal accumulation (internal concentration of metals after 28 days of exposure) and assimilation fluxes. The influence of soil characteristics on availability and bioavailability of metal in soil and contribution of the contamination sources (soils/plants) of snails are the studied variables in two exposure protocols: In situ, on the twelve sites of the ADEME bioindicator 2 program, multivariate equations have identified organic carbon (Corg), oxides (iron and aluminium) and CEC as modulating parameters of accumulation of Cd, Pb, Cr and Zn and assimilation of Cd and Pb. However, soil properties do not influence neither As assimilation and accumulation nor Sb accumulation. These studies highlight the low bioavailability of As and Sb in soil. Total metal concentration and characteristics of soil allow the explanation of 40 to 67% of accumulated metal in snails. The addition of other variable like plant contribution on snails contamination may improve the understanding of metal bioavailability modulation for snails. These results have led to the establishment of internal concentration of reference (CIRef) of snails exposed on uncontaminated site. Determined for As, Cd, Cr, Cu, Pb and Zn, these CIRef, compared to the internal concentration of snails exposed on various contaminated sites have permit the characterization of the variable bioavailability of metals. The proposed methodology of interpretation (SET: Sum of Excess of Transfer) may define environmental management priorities not based on total metal concentration in soil but on a biological risk assessment intregrating the soil properties influence on metal bioavailability to snails.In laboratory, by using an agricultural field soil manually modified (contamination, pH and organic matter content) we have determined that the main assimilation source of Pb is the soil (90%) whereas the one of Cd is the lettuce (80%). For both meals, a decrease of two-pH-unit increases the lettuce contribution since an increase of organic matter content increases the soil contribution. By using 17 other soil coming from a contaminated site we identified pH, CEC and oxides (iron and aluminium) as modulating parameter of Cd, Pb and Zn bioavailability for snails. For these soils, total soil metal concentration and EDTA extractable fraction are usable to assess respectively Pb and Cd bioavailability for snails. It signifying that metals strongly bound on the solid phase of soil are bioavailable for snails. For Zn, none chemical method alone allows its bioavailability assessment, its assessment can be only done by using total metal concentration and properties of soil (pH and Al and Fe oxides).These data underline the necessity to take into account the factors and mechanisms that modulate the metal bioavailability for snails to better model accumulation and assimilation of metal by snails. As no unique chemical method to assess metal bioavailability was determined, we recommend the use of biological measures that identify the real metal bioavailability rather than the use of chemical measures.; Les procédures réglementaires actuelles d'évaluation des risques environnementaux (ERE) des sols contaminés par les métaux ne considèrent ni les propriétés physico-chimiques des sols ni les mécanismes biologiques qui conditionnent pourtant la biodisponibilité des contaminants. L’objectif de cette thèse est l’étude des mécanismes modulant la biodisponibilité des métaux pour l’escargot Cantareus aspersus (syn. Helix aspersa), invertébré vivant à l’interface sol-plante-air (maillon intermédiaire, saprophage, phytophage, de chaînes alimentaires). La biodisponibilité est principalement évaluée ici en mesurant l’accumulation (concentrations internes en métaux après 28 jours d’exposition) et les flux d’assimilation. L’influence de paramètres édaphiques sur la disponibilité et la biodisponibilité des métaux des sols et la contribution des sources de contamination (sols/plantes) des escargots constituent les variables étudiées dans deux conditions d'exposition : In situ, sur les douze sites du programme ADEME Bioindicateurs 2, nous avons identifié grâce aux régressions multivariées que le carbone organique (Corg), les oxydes (de fer et d’aluminium) et la CEC modulent l’accumulation du Cd, du Pb, du Cr et du Zn ainsi que l’assimilation du Cd, du Pb. Par contre, les paramètres des sols n’affectent ni l’accumulation et l’assimilation de l’As, ni l’accumulation du Sb. Ces études révèlent la faible biodisponibilité de l’As et du Sb dans les sols des sites étudiés. La concentration totale et les caractéristiques des sols permettent d’expliquer 40 à 67% de l’accumulation de métaux dans les escargots. L’intégration d’autres compartiments, notamment la végétation, pourrait améliorer la compréhension des variations de biodisponibilité pour les escargots. Ces résultats ont permis de proposer des concentrations internes de références (CIREF) d’escargots exposés sur les sites non contaminés. Déterminées pour As, Cd, Cr, Cu, Pb et Zn, ces CIREF, confrontées aux concentrations internes d’escargots exposés sur des sites diversement contaminés en métaux, ont permis de caractériser la biodisponibilité variable des métaux. La méthode d’interprétation proposée (SET : Somme des Excès de Transfert) peut ainsi aider à définir les priorités de gestion environnementale non plus seulement sur la base des concentrations totales en métal dans le sol mais sur une évaluation biologique des risques intégrant l'influence des propriétés du sol sur la biodisponibilité des métaux pour les escargots. En laboratoire, à partir d’un sol agricole artificiellement modifié (contamination, pH et taux de matière organique) nous avons déterminé que la source principale d'assimilation du Pb est le sol (90%) tandis que celle du Cd est la laitue (80%). Pour ces 2 métaux, une diminution de deux unités de pH du sol augmente la contribution de la laitue, tandis qu’une augmentation du taux de matière organique du sol augmente la contribution du sol. A l’aide de 17 autres sols issus d’un site contaminé, nous avons observé que le pH, la CEC et les oxydes (Fe et Al) modulent la biodisponibilité du Cd, du Pb et du Zn pour les escargots. Pour ces sols, la concentration totale en métal du sol et la fraction extractible à l’EDTA sont utilisables pour évaluer respectivement la biodisponibilité du Pb et Cd. Les résultats obtenus suggèrent que les escargots ont accès à la fraction des métaux fortement liés à la phase solide du sol. Pour le Zn, aucune méthode chimique seule ne permet d’estimer sa biodisponibilité, cette dernière étant prédite seulement en associant la concentration totale et les caractéristiques du sol (pH et oxydes d’Al et de Fe). L’ensemble des résultats souligne la nécessité de prendre en compte les facteurs et les mécanismes qui modulent la biodisponibilité des métaux pour modéliser au mieux leur accumulation et leur assimilation par les escargots. Aucune méthode chimique unique d’estimation de la biodisponibilité des métaux n’ayant pu être déterminée, nous préconisons l’utilisation de mesures biologiques qui reflètent mieux la réelle biodisponibilité.