Le métolachlore ( en anglais) est un composé organochloré dérivé de l'aniline de la famille des chloroacétanilides utilisé comme herbicide selectif. Son mélange racémique (50 % de (R)-métalachlore et 50 % de (S)-métalachlore) appelé métolachlore est interdit en France depuis 2003Date limite d'utilisation : 30/12/2003 ; Texte référent : avis JORF du 18/08/2002 p13961.. Il est à nouveau autorisé en 2005 sous forme purifiée appelée S-métolachlore contenant au moins 80 % de l'énantiomère actif (S)-métolachlore..
Le métolachlore a été très utilisé en Amérique du Nord et en Europe et il l'est à nouveau. Il était l'un des plus utilisés avec le glyphosate, l'atrazine, et l'acétochlore. Il a été le désherbant le plus populaire pour le maïs aux États-Unis jusqu'au début des années 2000 Kiely, T., D. Donaldson, and A. Grube (2004) Pesticide industry sales and usage: 2000 and 2001 market estimates (Ventes de l'industrie des pesticides et l'utilisation: 2000 et prévisions 2001 du marché) ; Programmes de l'Agence américaine de protection de l'environnement, Office des pesticides, Washington, DC. et approuvée par l'Union européenne jusqu'au (date à la quelle il devait être interdit ou ré-homologué). À la différence du glyphosate, il n'est normalement pas utilisé en jardinage urbain ou dans les parcs et espaces publics, ou pour l'entretien des bords de routes, néanmoins, il peut y être apporté par l'air, les pluies ou la brume. Avec les trois autres produits déjà cités et la métribuzine, il fait partie des pesticides le plus souvent trouvés dans la nappe phréatique aux États-UnisEndocrine Disrupting Compounds ; A Report to the Minnesota Legislature ; Minnesota Pollution Control Agency; 2008/01/15 - Voir p56/181. et dans l'eau du robinet en France : Ministère français de l'environnement ; service statistiques : La pollution chimique des cours d'eau et des plans d'eau en France de 2000 à 2020 – voir encadré ; pdf, 92 pages .). Il est considéré par l'USGS comme un perturbateur endocrinien potentiel, pour la faune sauvage ou domestique dans le milieu naturel, pour l'homme, via l'eau potable ou l'inhalation, ou l'ingestion en tant que résidu de pesticides.
Peu à peu depuis 1986, puis là où il a été interdit, il a été théoriquement remplacé par le S-métolachlore qui est son énantiomère actif. C'est la substance active de produits phytosanitaires (ou produit phytopharmaceutique, ou pesticide ; herbicide sélectif), de la famille des chloroacétamides (tout comme l'acétochlore, l'alachlore ou le diméthénamide).
Le métolachlore, bien qu'interdit en 2003 en France était encore largement trouvé dans l'eau et l'air en 2016 sous la forme de ses produits de dégradation Rapport de l'Agence régionale de santé des Pays de la Loire sur la qualité de l'eau distribuée par l'unité de distribution de Saint-Georges-sur-Loire en 2016.. Au Canada, c'est avec l'atrazine, à l'embouchure de la rivière Yamaska, le premier polluant pesticide (en fréquence et quantité) trouvé dans l'eau, à cause des cultures de maïs et soja du bassin versant ( de pesticides y seraient appliquésPoissant, L., C. Beauvais, P. Lafrance et C. Deblois. 2008. « Pesticides in fluvial wetlands catchments under intensive agricultural activities ». Science of the Total Environment, 404 (1) : . ; cités par Des pesticides voyagent jusqu'au fleuve Saint-Laurent par ses tributaire (Environnement Canada, consulté 2010/0/12).Pham, T.T., B. Rondeau, H. Sabik, S. Proulx et D. Cossa. 2000. « Lake Ontario: The predominant source of triazine herbicides in the St. Lawrence River ». Journal canadien des sciences halieutiques et aquatiques, , .).
Depuis l'interdiction de l'atrazine, le S-métolachlore est devenu l'un des produits les plus vendus pour le désherbage chimique du maïs (ceci implique que l'analyse de ces produits passe par une quantification des proportions de différents isomères).
Caractéristiques chimiques Le métolachlore possède un atome de carbone asymétrique et se présente donc sous la forme de deux énantiomères (R)- et (S)-métolachlore, la forme (S) étant la plus active comme herbicide. Ainsi, pendant un certain temps, les méthodes de fabrication ont été améliorées pour augmenter la proportion de l'isomère (S). Finalement, le produit vendu comme (S)-métolachlore contient plus de 80 % de l'énantiomère S.
Une particularité du métolachlore est que ces deux épimères sont en outre atropisomères, du fait du blocage de la rotation autour de la liaison C-N, C aryle à cause de l'encombrement stérique des substituants en ortho sur le cycle aromatique et de ceux sur l'atome d'azote. Il y a donc 4 stéréoisomères du métolachlore : deux atropoisomères du (S)-métolachlore, les isomères (Ra,S) et (Sa,S) qui ont le même effet herbicide H.-U. Blaser, The chiral switch of (S)-metolachlor: A personal account of an industrial odyssey in Asymmetric Catalysis, Advanced Synthesis and Catalysis, 2002, , . d'une part. D'autre part, les deux atropoisomères du (R)-métolachlore, (Ra,R) et (Sa,R) qui sont inactifs comme herbicide Hans-Ulrich Blaser, Industrielle asymmetrische Hydrierung „Made in Switzerland“, Nachrichten aus der Chemie, 2010, , ..
Par ailleurs : C'est un produit considéré comme assez dégradableBraverman, M.P., T.L. Lavy, and C.J. Barnes. 1986. The degradation and bioactivity of metolachlor in soil. Weed Sci. 34:479–484., mais très utilisé, très soluble dans l'eau (solubilité : à ) et assez mobile voire très mobile dans les milieux basiques. Ceci en fait un polluant potentiellement important pour les cours d'eau et la nappe phréatique. Sa pression de vapeur est de (à )Agriculture Canada. Guide to the chemicals used in crop protection. . Publication d'Agriculture Canada no 1093 (1982), pour une Constante de Henry de ; il migre donc également facilement dans l'air, où les pluies peuvent à nouveau le solubiliser et le transporter. DJA (dose journalière acceptable) : de poids corporel/jour pour le métolachlore. de poids corporel/jour pour le S-métolachlore.
Histoire Ce désherbant a été mis sur le marché par la multinationale Ciba-Geigy, notamment sous la marque Dual Magnum comme désherbant du maïs. Il est maintenant interdit dans certains pays, mais largement remplacé par le S-métolachlore, qui fait lui-même en 2023 l'objet d'un processus de renouvellement d'autorisation pour une utilisation sur le maïs et le tournesol dans l'Union européenne, avec un avis très mitigé de l'Agence européenne de sécurité des aliments (Efsa) en raison « de préoccupations critiques » liées au fait que la molécule mère et/ou certains de ses métabolites sont trop souvent retrouvés à des seuils dépassant les normes dans l'eau potable..
Mode d'action C'est un inhibiteur des élongases et des géranyl-pyrophosphate (GGPP) cyclases, enzymes participant à la biosynthèse des gibbérellines (famille de phytohormones dont le composé actif est l'acide gibbérellique).
Le métolachlore tel qu'originellement formulé (mélange racémique) est de moins en moins commun. L'énantiomère R étant inactif en tant que désherbant, les méthodes de production (catalyse asymétrique) permettent désormais de produire du (S)-métolachlore plus pur.
Toxicologie, écotoxicologie Du métolachlore a été détecté dans les eaux souterraines et de surface à des concentrations allant de 0,08 à 4,5 parties par million (ppm) un peu partout aux États-Unis Pothuluri, J.V., Evans, F.E., Doerge, D.R., Churchwell, M.I., Cerniglia, C.E. (1997). Metabolism of metolachlor by the fungus Cunninghamella elegans. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 32,117-125.. Il est aussi détecté dans l'eau potable en France, près de la Loire en 2017 Rapport d'analyse de l'eau potable de l'année 2017 consultable en mairie d'Erdre-en-Anjou.. On a montré qu'il était bioaccumulable chez plusieurs espèces comestibles de poissons et ses effets préjudiciables sur la croissance et le développement des animaux qui y sont exposés soulèvent des préoccupations quant à d'éventuels effets sur la santé humaine.
Il est classé comme un pesticide de catégorie C par l'EPA, ce qui indique des indices de cancérogénicité USEPA, 1987. Metolachlor Pesticide Registeration Standard. Springfield, IL: Natl. Tech. Info. Serv..
Aux États-Unis, il n'y a pas encore de niveau maximal de contamination ( ou MCL) pour le métolachlore dont la présence est donc autorisée dans l'eau potable. L'EPA a toutefois établi un niveau préoccupant pour la santé (HAL health advisory level (HAL) ; niveau préoccupant pour la santé, pour l'EPA, aux USA) de .
Aux échelles cellulaires, on a montré que le métolachlore a - in vitro - des effets cytotoxiques et génotoxiques chez les lymphocytes humains Rollof, B., Belluck, D., Meiser, L. (1992). Cytogenic effects of cyanazine and metolachlor on human lymphocytes exposed in vitro. Mut. Res. Lett. 281: 295-298.. Ces effets génotoxiques ont également été observés chez des têtards de la grenouille Rana catesbeiana Clements, C., Ralph, S., Petras, M. (1997). Genotoxicity of select herbicides on Rana catesbeiana tadpoles using alkaline single-cell gel DNA electrophoresis (Comet) assay. Env. Mol. Mut. 29: 277-288.. In vitro, sans avoir un réel effet fongicide, le métolachlore altère également la croissance cellulaire et réduit la division cellulaire chez la levure Saccharomyces cerevisiae Echeverrigaray, S., Gomes, L.H., Taveres, F.C.A.(1999). Isolation and characterization of metolachlor resistant mutants of Saccharomyces cerevisiae. World Journal of Micro and Biotech. 15: 679-681.. Des embryons de poulet exposés au métolachlore présentaient une diminution significative de la masse corporelle moyenne par rapport aux témoins Varnargy, L., Budai, P., Fejes, S., Susan, M., Francsi, T., Keseru, M., Szabo, R.(2003). Toxicity and degradation of metolachlor (Dual 960EC)in chicken embryos. Commun. Agric. Appl. Biol. Sci., 68, ..
Devenir dans l'environnement Les métabolites du métolachlore ont été trouvés dans différents niveaux des plantes traitées. Les plantes conservent toutefois leurs métabolites métolachlore même si les animaux qui consomment ces plantes sont capables de décomposer et d'éliminer le produit chimique rapidement. Certaines parties de plantes, comme les feuilles de coton peuvent conserver des niveaux élevés de résidus de métolachlore par rapport à d'autres parties des plantes telles que les graines.
La répartition de métolachlore dans le sol est affectée par un certain nombre de facteurs comme l'humidité, la température, l'activité microbienne, le type de sol, la concentration de l'oxygène et de la nitrification et est mobile et facilement lessivé dans le sol. L'effet des changements de la teneur en humidité et de température liées à l'activité microbienne affecte également sa ventilation.
Contamination des aliments Au Canada, la limite maximale de résidusSource : Direction des aliments du ministère de la Santé nationale et du Bien-être social. (ou apport alimentaire maximal de métolachlore) est de 0,026 mg/jour. Lors d'essais (avec taux d'épandage non noté), selon l'OMS, dans les années 1980, le taux résiduel moyen dans divers végétaux destinés à la vente était de (environ deux fois la limite canadienne), avec une teneur maximale, de dans des pommes de terre (environ 3 fois la limite max ministérielle)Organisation mondiale de la santé. Document de travail sur le métolachlore. Deuxième consultation sur les herbicides dans l'eau potable, Rome, du 13 au 18 juillet (1987).
Contamination de l'eau, cinétique dans l'environnement