Cette démarche d’évaluation/surveillance, s’appuyant sur les tests de biodégradabilité, les batteries de tests d’écotoxicité normalisés, et des outils de biosurveillance in situ, permet de fournir une évaluation de l’impact des substances cosmétiques sur le vivant. Cet enjeu est d’autant plus critique que les produits de soin personnels, en raison de leur usage massif et de leur élimination incomplète dans les stations de traitement, sont désormais omniprésents dans les stations de traitement des eaux usées, écosystèmes aquatiques, induisant des risques écotoxicologiques à long terme pour la faune ^[1].

Partie 1 : L’évaluation de la dangerosité des composés cosmétiques en conditions contrôlées de laboratoire

L’évaluation de la dangerosité intrinsèque de produits cosmétiques et plus particulièrement des ingrédients qui le composent est un prérequis obligatoire à sa mise sur le marché. Elle repose sur un cadre réglementaire strict et l’utilisation de méthodes d’essai standardisées (ISO, OCDE) visant à identifier les potentiels de biodégradation et de bioconcentration ainsi que les effets écotoxicologiques potentiels sur des organismes aquatiques représentatifs de chaque niveau trophique (plantes, invertébrés, poissons) avant même qu’ils ne soient commercialisés. Comme le soulignent Wang et al. (2021)^[1], la compréhension du devenir environnemental et des risques écotoxicologiques des produits de soin personnels est cruciale, car leur structure chimique contrôle directement leur biodisponibilité et leurs effets écotoxiques sur les organismes aquatiques (microorganismes, plantes, invertébrés, poissons). 

Les tests d’écotoxicité ont un avantage sur l’analyse chimique : ils permettent de mesurer les effets écotoxiques. Un produit cosmétique est un mélange complexe. Ses composés peuvent interagir (additivité, synergie ou antagonisme) ou se transformer en sous-produits, appelés métabolites, pouvant être plus toxiques. Ces méthodes biologiques (1) intègrent l’effet cocktail : l’organisme d’essai réagit au mélange total tel qu’il est exposé et (2) renseigne sur la biodisponibilité : seule la fraction de la substance qui peut être absorbée par l’organisme (fraction biodisponible) induit une toxicité. 

Un test d’écotoxicité reflète donc mieux la toxicité réelle dans l’environnement que la concentration totale mesurée chimiquement.

1.1 Cadre réglementaire et méthodologique 

En Europe, le Règlement (CE) n° 1223/2009 relatif aux produits cosmétiques est le texte fondateur^[2]. Il encadre la sécurité des produits pour la santé humaine, mais son application est intrinsèquement liée aux exigences environnementales, notamment via la gestion des ingrédients. Il impose la constitution d’un dossier d’information produit pour chaque composé entrant dans la composition d’un produit, incluant une évaluation de la dangerosité. Bien que l’accent soit mis sur la sécurité humaine, les données écotoxicologiques, notamment la biodégradabilité et l’écotoxicité des composés, sont essentielles pour l’évaluation du risque environnemental.

La constitution du dossier d’information produit s’appuie sur les données d’évaluation des composés qui relève du Règlement REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des substances Chimiques, Règlement (CE) n° 1907/2006)^[3]. C’est ce dernier, qui impose formellement la production de données de danger pour l’environnement autour de 3 critères PBT (Persistance, Bioaccumulation, Toxicité), inclus :

1. Tests de biodégradabilité

Il est crucial de déterminer si une substance se dégrade rapidement. Les méthodes classiques (OCDE 301 B, C, F – tests de DBO/DCO) permettent de classifier une substance comme “facilement biodégradable”. Une dégradation rapide minimise sa persistance dans l’environnement et donc l’exposition à long terme des organismes dans les milieux aquatiques.

2. Tests de solubilité et de bioconcentration

Le coefficient de partage octanol/eau (Kow) est la méthode classiquement utilisée pour prédire le potentiel d’une substance à s’accumuler dans les graisses des organismes. Si la valeur est élevée (log Kow > 4,5), des tests de bioconcentration plus poussés sont requis sur des organismes aquatiques. C’est le cas pour l’essai de bioaccumulation OCDE 305 réalisé à partir d’espèces de poissons. Une alternative est également disponible à partir d’invertébrés pour mesurer la bioaccumulation à partir de crustacés amphipodes (OCDE 321, Test HYBIT ;^[4]).

3. Tests d’écotoxicité aigus et chroniques

Des essais sont obligatoires sur au moins trois niveaux trophiques : algues (producteurs primaires, OCDE 201), daphnies (consommateurs primaires/invertébrés, OCDE 202 et OCDE 211) et poissons (vertébrés/consommateurs secondaires, OCDE 203, OCDE 210 et OCDE 236). L’objectif est d’en définir la PNEC, c’est-à-dire la concentration prédite sans effet pour l’environnement.

1.2 Focus sur les tests d’écotoxicité en laboratoire

Les analyses chimiques seules, bien qu’indispensables pour quantifier la présence d’une substance, ne peuvent prédire leur biodisponibilité (capacité à s’accumuler dans les organismes vivants) et l’effet toxique réel d’un mélange complexe. C’est là que les méthodes biologiques, ou tests d’écotoxicité, présentent un intérêt fort.

1.2.1 Toxicité non spécifique (aiguë et chronique)

Les tests d’écotoxicité standardisés évaluent l’effet d’un produit ou d’un rejet sur des organismes sentinelles, mesurant des réponses générales non spécifiques :

• Respiration des Boues Activées (OCDE 209) : évalue la toxicité d’une substance sur l’activité biologique des microorganismes d’une station d’épuration.
• Mortalité/Immobilisation : Mesure de la toxicité aiguë (ex. : CL50 ou CE50 sur 48 heures pour les daphnies, OCDE 202).
• Inhibition de Croissance/Reproduction : Mesure de la toxicité chronique (ex. : croissance des algues, reproduction des daphnies, OCDE 201 et OCDE 211, reproduction des poissons, OCDE 240). 

1.2.2 Modes d’action spécifiques 

Au-delà de la toxicité générale, les produits cosmétiques contiennent des ingrédients (conservateurs, filtres UV, parfums, agents de surface…) qui peuvent agir via des modes d’action toxique spécifiques, souvent à de faibles concentrations.

Perturbation Endocrinienne (PE) : De nombreux filtres UV organiques (ex. : l’oxybenzone ou parabènes) sont suspectés d’interférer avec le système hormonal des organismes (poissons, mollusques)¹. Plusieurs essais sont disponibles pour évaluer l’exposition à des composés mimétiques aux hormones naturelles des vertébrés (œstrogène, thyroïde, androgène, stéroïdogenèse)^[5]. Bien qu’ils représentent environ de 95% des espèces animales connues, il existe très peu d’essais sur la perturbation endocrinienne des invertébrés aquatiques pour lesquels les voies de signalisation hormonales sont régies par des hormones différentes des vertébrés (ecdystéroïdes, terpénoïdes, etc.)^[6]. De nouvelles méthodes émergent chez les crustacés comme l’essai de dépistage de l’activité de l’hormone juvénile chez la daphnie (OCDE 253) ou encore la désynchronisation du cycle de mue chez le gammare^[7]. 

Génotoxicité : Certains composés peuvent créer des dommages sur le matériel génétique (ADN). Des tests comme le test micronoyau chez les poissons (OCDE 474 ; ISO 21427-1:2006) ou les amphibiens (ISO 21427-2:2006) peuvent être employés pour évaluer ce potentiel. D’autres supports comme les crustacés sont en cours de normalisation (PR NF T90 821) et viennent compléter la batterie de tests avec un modèle invertébré.

Neurotoxicité : Certains ingrédients peuvent affecter le système nerveux. Des tests comportementaux ou des essais spécifiques sur des organismes comme les hydres (Hydra Regeneration Assay^[8]), le poisson zèbre (OCDE 236) ou encore les crustacés peuvent être utilisés sur daphnie (OCDE 202 / ISO 6341) ou sur amphipode via la mesure de l’activité enzymatique acétylcholinestérase chez le gammare (AFNOR XP T90 722-1).

1.2.3 Émergence des modèles cnidaires (coraux et anémones)

Face au constat du blanchiment des coraux liés aux filtres UV (ex. : oxybenzone, octocrylène), l’industrie et la recherche développent de nouveaux modèles d’essais sur les cnidaires^[9,10]. Les coraux sont des organismes complexes vivant en symbiose avec des micro-algues (zooxanthelles). Les essais actuels mesurent le taux de blanchiment, la rétraction des polypes ou encore la viabilité des larves. Des modèles comme Exaiptasia diaphana (anémone de mer) suscitent également un intérêt croissant. Plus faciles à élever en laboratoire que les coraux bâtisseurs de récifs, elles partagent des mécanismes de symbiose similaires, ce qui en font d’excellents organismes tests pour étudier les produits solaires. Bien que prometteurs, ces essais sur cnidaires souffrent encore d’hétérogénéité méthodologique et appelle donc à une normalisation internationale (ISO) et à l’élaboration de lignes directrices de l’OCDE afin de reposer sur des protocoles robustes, reproductibles et comparables au niveau mondial. La Directive (UE) 2024/825^[11] incite à cette standardisation méthodologique en visant les produits cosmétiques labellisés avec des allégations environnementales génériques (ex : “Respectueux de l’environnement”) et en encadrant davantage ces labels de durabilité sur la base d’un système de certification officiel ou établis par des autorités publiques. 

Partie 2 : L’évaluation de l’impact des mélanges de substances chimiques sur le milieu naturel

L’évaluation post-rejet concerne l’impact réel des produits cosmétiques et de leurs métabolites après leur passage dans les réseaux d’assainissement et leur rejet final dans le milieu récepteur, notamment en aval des sites industriels ou des stations de traitement des eaux usées urbaines.

2.2 L’utilisation des méthodes in situ

Les méthodes biologiques appliquées in situ permettent de surmonter les limitations des approches passives. Elles fournissent une mesure (1) directe de l’exposition et de l’impact biologique qui intègre la complexité du milieu et sa variabilité, et (2) comparable entre campagnes de biosurveillance avec des organismes calibrés provenant d’un élevage.

La biosurveillance active est une méthodologie qui consiste à introduire des organismes sentinelles (invertébrés, poissons, etc.) provenant d’une production contrôlée et de référence dans des dispositifs d’encagement pour une période définie (ex : 21 jours), directement dans le milieu naturel. Les organismes encagés sont soumis aux fluctuations réelles du milieu (concentration, température, pH) sur la durée de l’encagement, ce qui permet, au-delà de l’intégration de la qualité au cours du temps, de mesurer la bioaccumulation qui représente la fraction biodisponible des composés chimiques présents dans le milieu pour l’organisme vivant. Cette fraction est importante car c’est ce qui est potentiellement toxique pour le vivant. En plaçant des cages en amont et en aval d’un point de rejet d’usine, il est possible d’isoler et de quantifier l’impact spécifique de ce rejet sur l’écosystème, tout en intégrant la qualité du milieu récepteur en amont du rejet.

2.3 L’encagement de gammares 

Le laboratoire Biomae, essaimage du laboratoire d’écotoxicologie d’INRAE, faisant partie du Groupe CARSO, est le premier laboratoire en France et en Europe entièrement dédié à la réalisation de biosurveillance active. Il propose des biotests directement mis en place et réalisés dans les milieux, permettant d’évaluer leur niveau de contamination (test de bioaccumulation) et leur toxicité à partir de gammares (crustacé amphipode européen).

2.3.1 Mesure de la bioaccumulation de substances chimiques.

Le test de bioaccumulation in situ répond directement à l’obligation réglementaire de la Directive Cadre Eau de 2013^[13] qui impose le suivi d’une quinzaine de paramètres prioritaires (ex. Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), métaux lourds, pesticides, composés chlorés, bromés et perfluorés) à rapporter dans une matrice biologique (biote : poissons et/ou invertébrés). Ce test permet de mesurer la bioaccumulation de substances chimiques dans des gammares calibrés et exposés pendant 21 jours dans le milieu d’étude (AFNOR NF T90 721 ; voir figure ci-dessous). Cette méthode d’encagement est en cours de publication au niveau international et a été étendue à d’autres espèces d’amphipodes, notamment l’amphipode nord-américain Hyalella azteca (ISO TS 21738, Octobre 2026). Depuis 2018, ce test est appliqué en routine par les six Agences de l’eau en France, ce qui représente plusieurs milliers d’expérimentations^[16]. Les organismes encagés accumulent les polluants, permettant de quantifier l’exposition réelle du milieu aux micropolluants persistants et bioaccumulables. Parmi les substances recherchées aujourd’hui dans les gammares, on peut retrouver des composés cosmétiques tels que la benzophénone ou encore l’octocrylène (filtres UV).

2.3.2 Evaluation des effets écotoxicologiques.

L’encagement de gammares permet également de réaliser des mesures de toxicité, également normalisées AFNOR (AFNOR XP T90 722), afin de suivre l’impact biologique de la contamination chimique des milieux^[17]. 

Il existe plusieurs types de biotests. Certains sont des biotests dits non spécifiques, c’est-à-dire qu’ils répondent à une large gamme de composés chimiques, ce sont les tests d’alimentation et de reproduction. Le test d’alimentation, très sensible à la présence de contaminants, est un excellent indicateur du niveau de contamination des milieux. Le test de reproduction, moins discriminant, permet en revanche d’évaluer l’impact du milieu sur une réponse clé du maintien des populations, indiquant un risque fort pour les populations présentes dans les milieux.  

D’autres réponses plus spécifiques et basées sur des modes d’action toxiques (neurotoxicité, génotoxicité et perturbation endocrinienne) permettent d‘approfondir le diagnostic. 

Bien que ces biotests de toxicité in situ ne soient pas encore complètement intégrés dans les obligations réglementaires (comme l’est la bioaccumulation), ils offrent aux acteurs de l’eau (collectivités, industriels) un nouvel outil de mesure pour cibler la présence et l’impact des mélanges de composés chimiques directement dans le milieu récepteur. Ils permettent de réaliser des études amont/aval d’un rejet industriel pour mieux évaluer l’efficacité de traitement des eaux usées et l’impact réel sur le milieu récepteur. Ces biotests in situ permettent d’objectiver si un rejet constitue un apport de contamination, et le cas échéant, de mettre en évidence l’impact de celui-ci sur le milieu, ainsi que de cibler les grands modes d’actions pouvant être impliqués. 

Conclusion et perspectives

L’évaluation de la toxicité des produits cosmétiques et de leur impact environnemental nécessite une double approche complémentaire. 

1. L’évaluation en laboratoire des composés avant leur mise sur le marché permet d’évaluer le potentiel toxique des produits grâce à des tests d’écotoxicologie standardisés.

2. En complément, l’évaluation sur le terrain (in situ) permet de contrôler les rejets dans les milieux via la mesure de la bioaccumulation des composés mis sur le marché dans les organismes, mais également leur absence d’effet et enfin d’évaluer qu’en condition de mélanges, ils ne constituent pas de risque pour la qualité des milieux. La biosurveillance active, notamment par le test de bioaccumulation (NF T90 721 / ISO TS 21738), est devenue un outil réglementaire pour le suivi des micropolluants dans le biote, essentiel pour répondre à la DCE.

Les mesures écotoxicologiques sont en pleine réflexion au niveau national et européen pour une intégration dans la surveillance des masses d’eaux et l’évaluation de l’impact de rejets urbains et industriels^[15].

En complément des approches in situ en milieu naturel, de nouvelles solutions technologiques émergent comme par exemple le dispositif DICE en cours de développement par le laboratoire d’écotoxicologie d’INRAE. Il s’agit d’un laboratoire embarqué sur site industriel, permettant de déplacer l’écotoxicologie de laboratoire directement sur le site industriel. Cette approche innovante repose sur l’instrumentation de biotests standardisés (plantes, larves d’insectes, œufs de poissons, ou encore coraux) exposés en continu aux effluents industriels directement sur le site et avant leur rejet dans le milieu récepteur. Conformément à la nouvelle Directive (UE) 2024/1785 (IED) ^[18]et aux conclusions sur les Meilleures Techniques Disponibles^[19], le pilotage de la toxicité des effluents devient un pilier de la performance environnementale industrielle. À l’instar de l’encagement de gammares en milieu récepteur, le dispositif DICE transpose la précision des essais de laboratoire sur le terrain, au cœur de l’infrastructure industrielle. 

Glossaire

• AFNOR Association Française de Normalisation.
• BREF Best Available Techniques Reference Document (Document de référence sur les Meilleures Techniques Disponibles – MTD).
• CE50 / CL50 Concentration Efficace (ou Létale) médiane ; concentration provoquant un effet (ou la mort) chez 50 % des organismes testés.
• DBO / DCO Demande Biochimique en Oxygène / Demande Chimique en Oxygène.
• DICE Dispositif d’Indication Chimio-Écotoxicologique (Laboratoire embarqué d’INRAE).
• IED Directive sur les Émissions Industrielles (Industrial Emissions Directive).
• INRAE Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement.
• In situ Tests réalisés en milieu naturel
• ISO Organisation Internationale de Normalisation (International Organization for Standardization).
• OCDE Organisation de Coopération et de Développement Économiques.
• REACH Règlement sur l’Enregistrement, l’Évaluation, l’Autorisation et la Restriction des substances Chimiques.

Références

• 1. Wang, H., Xi, H., Xu, L., Jin, M., Zhao, W., & Liu, H. (2021). Ecotoxicological effects, environmental fate and risks of pharmaceutical and personal care products in the water environment: A review. Science of the Total Environment, 788, 147a819. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147819
• 2. Règlement (CE) n° 1223/2009 du Parlement européen et du Conseil du 30 novembre 2009 relatif aux produits cosmétiques.
• 3. Règlement (CE) n° 1907/2006 (REACH) concernant l’enregistrement, l’évaluation et l’autorisation des substances chimiques, ainsi que les restrictions applicables à ces substances.
• 4. Mathiron, A. G. E., Brosselin, Delorme, Jubeaux, G., Geffard, O., Coquerelle, M., Catroux, A., Nicolas, M., Pandard, P., Cottin, G., Bensetra, A., Le Cocq, C., & Sweetlove, C. (2024). HYBIT protocol application in European freshwater amphipods Gammarus fossarum: Case studies with terbutryn and 2,4,5-trichlorophenol. SETAC Europe 34th Annual Meeting.
• 5. OCDE. (2025). Report on the State of the Science to Address Endocrine Disrupters. OECD Series on Testing and Assessment, No. 427. OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/12345678-en 
• 6. Lagadic, L., & Caquet, T. (1998). Invertebrates in testing of environmental chemicals: are they alternatives? Environmental Health Perspectives, 106(Suppl 2), 593–611. https://doi.org/10.1289/ehp.98106s2593
• 7. Jubeaux, G. (2012). Développement de la mesure de la vitellogénine chez les invertébrés & utilisation de marqueurs de la perturbation endocrinienne chez le crustacé amphipode Gammarus fossarum. Thèse de doctorat, Université de Lyon / Irstea.
• 8. Wilby, O. K., Tesh, J. M., & Shore, P. R. (1988). Development of a new short-term in vitro assay for teratogenicity. Toxicology in Vitro, 2(3), 145-152.
• 9. Pawlowski, S., Brennan, N. J., & Williams, M. (2021). Coral Ecotoxicological Data Evaluation for the Environmental Safety Assessment of Ultraviolet Filters. Environmental Toxicology and Chemistry, 40(12), 3441-3464. https://doi.org/10.1002/etc.5199
• 10. Brefeld, D., Di Mauro, V., Kellermann, M. Y., Nietzer, S., Moeller, M., Lütjens, L. H., Pawlowski, S., Petersen-Thiery, M., & Schupp, P. J. (2023). Acute Toxicity Assays with Adult Coral Fragments: A Method for Standardization. Toxics, 12(1), 1. https://doi.org/10.3390/toxics12010001 
• 11. Directive (UE) 2024/825 du Parlement européen et du Conseil du 28 février 2024 modifiant les directives 2005/29/CE et 2011/83/UE en ce qui concerne l’autonomisation des consommateurs pour la transition verte. Journal officiel de l’Union européenne. 6 mars 2024; L 2024/825. Disponible sur : http://data.europa.eu/eli/dir/2024/825/oj 
• 12. Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l’eau (DCE).
• 13. Directive 2013/39/UE du Parlement européen et du Conseil du 12 août 2013 modifiant les directives 2000/60/CE et 2008/105/CE en ce qui concerne les substances prioritaires dans le domaine de la politique de l’eau.
• 14. Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement durable et de l’Aménagement du territoire (2009). Circulaire du 05/01/09 relative à la mise en oeuvre de la deuxième phase de l’action nationale de recherche et de réduction des substances dangereuses pour le milieu aquatique présentes dans les rejets des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) soumises à autorisation
• 15. Manier, N., Aït-Aïssa, S., & Pandard, P. (2021). Inventaire et évaluation des méthodes biologiques issues de l’écotoxicologie en vue de leur utilisation dans le cadre de la DCE. Rapport AQUAREF, 66 p.
• 16.  Arcanjo, C., Geffard, O., Bolzan, D., Vlandas, A., Pergeline, B., Pereira-Ramos, L., Casterot, Nicola, M., B., Barnier, M., Jolly, S., Rebillard, J.P., Canal, J., Laigle, Y., Dubois-Coli, C., Fontaine, O., Bourrain, X., Perceval, O., Mathiron, A. G. E, & Jubeaux, G. (2025). Chemical monitoring in biota for the Water Framework Directive: Large-scale implementation in France with in situ caging of Gammarus sp.(crustacea). SETAC Europe 35th Annual Meeting. 
• 17. Jubeaux, G., Canal, J., Rebillard, J.-P., Julian, N., Arcanjo, C., Chaumot, A., & Geffard, O. (2024). Encagement de gammares sur le bassin Adour-Garonne pour évaluer la qualité écotoxicologique des milieux aquatiques. TSM (Techniques Sciences Méthodes), (7/8), 69-82. https://doi.org/10.36904/202407069
• 18. Union européenne. Directive (UE) 2024/1785 du Parlement européen et du Conseil du 24 avril 2024 modifiant la directive 2010/75/UE relative aux émissions industrielles (prévention et réduction intégrées de la pollution) et la directive 1999/31/CE concernant la mise en décharge des déchets. Journal officiel de l’Union européenne, L, 2024/1785, 15.07.2024. ELI: http://data.europa.eu/eli/dir/2024/1785/oj 
• 19. Commission européenne. Common Waste Water and Waste Gas Treatment/Management Systems in the Chemical Sector. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Chemical Sector. Joint Research Centre (JRC), Science for Policy Report, EUR 28112 EN, 2016. doi:10.2791/37535