Le méthoprèneMerck Index, , 5906. ou (E, E)-(RS)-11-méthoxy-3,7,11-triméthyldodéca-2,4-diénoate d'isopropyle (C19H34O3) est la substance active de produits phytosanitaires (ou produits phytopharmaceutiques, ou pesticides), qui présentent un effet insecticide. Il appartient à la famille chimique des esters carboxyliques et à celle des « régulateur de croissance » (« hormone juvénile factice »mddep.gouv.qc.ca : Fiche "Méthoprène (MPR)"). C'est un produit très utilisé : En 2012, aux États-Unis, il était présent dans environ 500 insecticides différents, soit comme matière active de base, soit en complément à d'autres pesticides pour les rendre plus actifs ou limiter le risque d'apparition de résistances.
En raison d'une solubilité dans l'eau et le gras et d'une certaine rémanence il semble pouvoir poser des problèmes écotoxiques notamment dans l'eau, dans les zones humides, voire en mer où via le lessivage des sols une partie des pesticides dispersés dans l'environnement aboutissent. Ce produit est aussi actif qu'une hormone, c'est-à-dire qu'il est efficace à très faible dose ; le risque de contamination de l'eau est donc élevé en cas d'accident lors de la préparation des bouillies, de l'application ou en cas de méthode inadéquate de nettoyage des équipements ou de mauvaise gestion des .
Histoire Cette molécule a été découverte par hasard en essayant de comprendre pourquoi avec un certain papier filtre, des reproductions d'insecte cessaient lors d'une expérience de laboratoire.
Aux États-Unis il a été enregistré par l'EPA comme pesticide chimique et mis sur le marché sous deux formes ; le R-méthoprène homologué en 1975 et le S-méthoprène (plus proche de l'hormone juvénile naturelle des insectes) homologué en 1985Fiche méthoprène du National Pesticide Information Center mis à jour 2012, consulté 27 oct 2013. Entretemps, l'EPA avait publié une nouvelle norme d'enregistrement pour le méthoprène (en ) puis l'a reclassé parmi les pesticides biochimiques et publié un document d'admissibilité à sa réhomologation (RED) en 1991, lequel a permis un réenregistrement de la matière active et de tous les produits d'utilisation finale (formulations) ; travail qui fut achevé en 1997. L'EPA a accordé un certain nombre de tolérances (40 CFR 180,359) puis une exonération de tolérances (40 CFR 180,1033 et 185,4150) pour l'usage du méthoprène dans ou sur certaines denrées alimentaires. Elle a admis son usage comme additif alimentaire chez les bovins (pour le contrôle de mouches des cornes (40 CFR 186,4150; antérieurement 21 CFR 561,282)CABQ.gov Mise à jour 2001 du document de mars 1991 Methoprene R.E.D. ; PESTICIDE FACT SHEET, Environmental Protection Agency, PDF, 9 pages
Au Canada, ce produit a été homologué comme pesticide en 1977, et depuis classé comme par l'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire,(l'utilisateur doit disposer d'une certification pour pouvoir l'utiliser)Fiche Méthoprène de l'ARA (archive, consultée 2013-10-27)
Caractéristiques générales C'est un liquide ambré d'odeur fruitée. Il est chimiquement stable en phase aqueuse (acide ou basique) et dans plusieurs solvants organiques, tant qu'il n'est pas exposé aux rayons ultraviolets qui le dégradent. Il est combustible (combustible de classe IIIB du NIOSH) mais .
Formulation : Il est mis sur le marché sous diverses formes : .
Pour le biochimiste, il se comporte comme l'hormone juvénile des insectes (on dit qu'il en est l'« analogue chimique »), ce qui en fait un perturbateur endocrinien, très actif chez de nombreux invertébrés ; et à très faibles dosesRoss, D. H., Judy, D., Jacobson, B., & Howell, R. (1994) Methoprene concentrations in freshwater microcosms treated with sustained-release Altosid® formulations. Journal of the American Mosquito Control Association, 10(2), 202-210 (résumé avec Inist-CNRS) ( 213 ml/hectare en mangroves, ce qui n'est pas un record ; le téméphos étant appliqué avec un dosage de 37 ml/ha)Lawler, S. P., Jensen, T., Dritz, D. A., & Wichterman, G. (1999) Field efficacy and nontarget effects of the mosquito larvicides temephos, methoprene, and Bacillus thuringiensis var. israelensis in Florida mangrove swamps. Journal of the American Mosquito Control Association, 15(4), 446-452 (résumé)
En raison de ses propriétés, il est utilisé comme larvicide, car il empêche le déroulement complet du cycle de croissance des larves (de moustiques par exemple). Celles-ci ne pouvant plus se transformer en adulte, elles ne donneront jamais d'individus capables de se reproduire.
D'abord réputée non toxique si ingérée ou inhalé par l'Homme, il est néanmoins source de préoccupations toxicologiques car il se montre capable d'activer certains gènes chez des vertébrés (animal de laboratoire).
Il est aussi (et par définition écotoxique). Il affecte potentiellement de nombreuses « espèces non-ciblées », dont (en laboratoire) des invertébrés marins (copépodes par exemple).
Il a généré (ou rencontré) des phénomènes de résistance aux pesticidesDame, D. A., Wichterman, G. J., & Hornby, J. A. (1998). Mosquito (Aedes taeniorhynchus) resistance to methoprene in an isolated habitat. Journal of the American Mosquito Control Association, 14(2), 200-203 (résumé avec Inist/CNRS) qui peuvent conduire certains utilisateurs à augmenter les doses au-delà des limites légales et recommandées par le fabricant, ce qui risque d'exacerber ce phénomène de résistance.
Activité insecticide Ce produit est un « leurre hormonal » ; il mime chimiquement une hormone naturelle produite par les invertébrés pour contrôler leurs facteurs de croissance. Cette hormone n'est naturellement produite qu'au stade juvénile (c'est-à-dire chez les invertébrés durant toute la phase de croissance de la larve). L'hormone juvénile doit disparaitre au moment de la transformation de la pupe en adulte, pour que la métamorphose finale puisse s'opérer et donner un adulte capable de se reproduire.
Sa présence dans l'organisme de la larve au moment de la pupaison (à la suite d'un traitement insecticide) empêche cette métamorphose et rompt le cycle de vie biologique de l'espèce. Cet effet était réputé pouvoir bloquer puis prévenir les infestations récurrentes, au moins provisoirement et localement, mais on sait maintenant que les « réinfestations » sont faciles et que des phénomènes de résistances à cet insecticide (et à de nombreux autres) sont apparus.
Le Méthoprène était réputé inactif sur l'insecte adulte, mais O'Donnel et al. ont en 1997 montréO'Donnel, PP., & Klowden, MJ. (1997) Methoprene affects the rotation of the male terminalia of Aedes aegypti mosquitoes. Journal of the American Mosquito Control Association, 13(1), 1-4. que chez les mâles du moustique Aedes aegypti, issus d'une larve exposée à certains stades de son développement à ce produit naissent avec des malformations musculaires qui empêchent notamment le bon fonctionnement de leurs organes génitaux et par suite la réussite de la fécondation.
Efficacité Selon les données disponibles, elle varie selon les cibles, en fonction d'au moins deux facteurs : apparition de souches résistantes chez certaines "cibles" appétence/répulsion : les larves de moustiques sont obligatoirement en contact quand l'eau dans laquelle ils vivent est traitée par du méthoprène, mais ce n'est pas le cas en milieu terrestre pour d'autres espèces. Là l'insecte doit venir consommer l'appât. Ce dernier ne doit donc pas perdre de son appétence à cause du produit. L'efficacité du produit a été testée contre les fourmis de plusieurs espèces : il s'est montré très efficaces contre la fourmi pharaon (Monomorium pharaonis) mais moins ou pas du tout pour d'autres espèces (à cause d'un effet répulsif pour l'appât dans ces cas)Lee, C. Y., Lee, L. C., Na, J. P. S., Loke, P. Y., Lim, K. T., & Teo, E. H. H. (2003) . Sociobiology, 41(3), 717-723 (résumé).. Dans ce type de contexte, éliminer une espèce de fourmis peut en favoriser d'autres qui n'iront pas consommer les appâts (ex : Pheidole megacephala, Tapinoma melanocephalum ou Paratrechina longicornis, dans le cas de cette expérimentation), qui peuvent éventuellement aussi se montrer indésirables.
Utilisations Le méthoprène étant une hormone juvénile synthétique à large spectre, c'est-à-dire active chez de nombreuses espèces, il a été utilisé par des biologistes pour - dans certaines expériences - remplacer la véritable hormone qu'on ne sait pas produire. À titre d'exemple, on a ainsi pu étudier les effets qu'une perturbation de l'hormone juvénile pouvait induire chez des espèces sociales comme l'abeille domestiqueSasagawa, H., Sasaki, M., & Okada, I. (1982). Hormonal Control of the Division of Labor in Adult Honeybees (Apis mellifera L.) I. Eifect of Methoprene on Corpora Allata and Hypopharyngeal Gland, and Its a-Glucosidase Activity. Measurement, 1981(1982) PDF, 12 pages. ou la guêpe sociale Polybia occidentalisO'DONNELL, S. E. A. N., & Jeanne, R. L. (1993). http://www.pages.drexel.edu/~so356/pdfmethoprene.pdf ]. Physiological Entomology, 18(2), 189-194 (PDF, 6 pages)., montrant aussi que le méthoprène se montre mortel en application topique dès 25 µg chez la guêpe sociale Polybia occidentalis). Dans les deux cas des effets comportementaux importants ont été constatés, avec une perturbation des rôles dans la colonie, rôle qui chez ces espèces changent avec l'âge de l'individu.
Les usages peuvent varier selon les pays et l’évolution de la réglementation, mais voici une liste (non exhaustive) des usages que l'industrie chimique a trouvé et fait homologuer pour cette molécule (sous forme liquide ou solide (plaquette, granulés à libération lenteKline, D. L. (1993). . Journal of the American Mosquito Control Association, 9(2), 155-157 (http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=4832710 résumé])., additif alimentaire zootechnique...) :
contrôle d'animaux jugés indésirables (mouches, moustiques et autres insectes, arthropodes, puces du chat ou du chien, poux de l'HommeRepère : Site intranet du répertoire des pesticides du ministère de l’Environnement du Québec (MENV)...) à grande échelle () contrôle d'insectes indésirables (mouches notamment) dans l'industrie de la transformation de la viande, du lait, ou des champignons ; contrôles d'insectes devenant ravageurs dans les stocks alimentaires d'arachides, riz, céréales, farine, par exemple contre le ténébrion Tribolium castaneumKonopova, B., & Jindra, M. (2007) Juvenile hormone resistance gene Methoprene-tolerant controls entry into metamorphosis in the beetle Tribolium castaneum. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(25), 10488-10493.(résumé) ou d'autres espècesMcgregor, H. E., & Kramer, K. J. (1975) Activity of insect growth regulators, hydroprene and methoprene, on wheat and corn against several stored-grain insects. Journal of Economic Entomology, 68(5), 668-670 (résumé).) ; intégration dans certains médicaments vétérinaires ou humains (ex : altopou contre les poux) traitement des plantes d'intérieur ; Produits de reformulation ; traitement du tabac entreposé ou des entrepôts ; lutte contre certains parasites de divers animaux d'élevage ou de compagnie (pour le contrôle des puces notamment). démoustication de certains réservoirs d'eau ou citernes de stockage d'eau potable afin que les moustiques ne s'y reproduisent pas (avec l'inconvénient de contribuer à l'accumulation de cadavres de larves qui vont se décomposer dans le réservoir). Ceci concerne surtout, depuis plusieurs décennies, des régions ou sévissent des maladies véhiculées par les moustiques (dengue, malaria ou fièvre du Nil occidental surtout) ;