1Les collections et structures patrimoniales ont de tout temps subi des déprédations par divers agents biologi­ques et les insectes prennent une place importante dans ce processus. L’homme a toujours essayé de faire face à ces nuisibles pour sauvegarder son patrimoine afin de le trans­mettre aux générations futures. Mais, face à la multitude et à la diversité des espèces d’insectes, il est souvent bien difficile d’appréhender ce monde à part que représentent les hexapodes et d’en évaluer le potentiel de nuisance.

2Toutefois, de très nombreuses espèces sont fortes utiles à l’homme et lui assurent divers bienfaits (pollinisation, bio­dégradation, prédation…) alors que celles qui causent d'importantes dégradations sont généralement peu repré­sen­tées en nombre. Parmi les différents domaines que comprend l’entomologie (entomologie médicale, agronomique et forestière), l’entomologie urbaine est au croisement de ces différentes spécialités. En effet, tous les lieux habités par l’homme peuvent être un refuge ou un lieu de passage pour de nombreuses espèces qu’il est important de recon­naitre afin d’évaluer leur nuisibilité.

4Face à cette profusion d’espèces, il était important de créer des outils qui permettent aux acteurs de la conservation des biens culturels de pouvoir être plus à même de reconnaitre ces nuisibles afin d’élaborer des stratégies de lutte et de prévention adaptées dans le but de conserver au mieux notre patrimoine. Pour ce faire, une base de données "Insectes du patrimoine culturel", issue de la collaboration entre le CICRP (Centre Interdisciplinaire de Conservation et Restauration du Patrimoine) et le laboratoire du Centre de Biologie pour la Gestion des Populations et le laboratoire Biologie et Génétique des Interactions Plantes Parasites de l’Inra (Institut national de la Recherche agronomique) a été créée.

5Cette base de données a pour vocation de recenser et de permettre la reconnaissance des différentes espèces nui­sibles que l’on serait amené à rencontrer dans les diverses institutions patrimoniales (monuments historiques, musées, archives, bibliothèques…).

Les différents insectes nuisibles

6La grande majorité des espèces nuisibles appartiennent à l’ordre des coléoptères. Seules, quelques familles de cet ordre sont préjudiciables aux œuvres patrimoniales, l’essentielle des autres familles ne se trouvent présentes que dans le milieu naturel. Elles sont principalement re­présentées par les familles des Ptinidae (anciennement les Anobiidae ou vrillettes), insectes xylo­phages et les Dermestidae, insectes nécrophages. D’autres familles telles que les Lyctidae (Lyctus), Curculionidae (charançon), Cerambycidae (capricorne) et Bostrichidae, représentées par quelques espèces nocives uniquement xylophages, sont également mentionnées dans la base de données. Des espèces dangereuses se rencontrent également dans d’autres ordres d’insectes, mais leur nombre reste très limité (voir tableau ci-dessous).

7Dans quelques cas bien particulier, il peut y avoir une certaine nuisibilité d’espèces appartenant à d’autres ordres, tels que les Hyménoptères. En effet, plusieurs es­pèces de fourmis et l’abeille charpentière Xylocopa violacea (Linnaeus, 1758), recherchent dans les locaux un lieu pour nidifier et notamment dans les structures des bâtiments (charpentes et plinthes).

9La plupart de ces insectes néfastes, très discrets et de petite taille (souvent inférieure à 5 mm), passe souvent inaperçu à notre regard et notre vigilance. Sur les œuvres, ce sont les larves qui commettent les dégradations, dont le développement varie suivant les espèces de 2 mois à 3 ans, les adultes ne s’alimentent pas ou alors se nourrissent de pollen (cas de plusieurs espèces de la famille des Dermestidae). Ces insectes sont, en général, de bons voiliers et peuvent rentrer aisément dans les salles d’exposition et les réserves, si une mauvaise étanchéité ou des ouvertures sont présentes. L’ensemble des insectes cités ci-dessus, nuisibles ou non, ainsi que les caractéristi­ques biologiques de chaque espèce seront développés dans la base de données.

Les outils actuels pour réaliser l’identification des insectes

Les clés d’identification

11Lorsque l’on observe ces caractères, il faut procéder par élimination et choisir une, deux ou plusieurs possibilités à chaque "bifurcation" en répondant par "oui" ou par "non" ou bien "possède" et "ne possède pas" ou "présence de" et "absence de". À l'issue de la dernière étape, l’insecte est identifié.

12Cette identification demande bien souvent l’intervention de spécialistes ou d’amateurs éclairés et cette base de données permet un peu de s’affranchir des difficultés que représente le langage entomologique en simplifiant au maximum (tout en restant juste) l’ensemble des termes qui décrivent ces insectes. En effet, ces clés illustrées permettent d'identifier de façon simple et visuelle, les ordres, les familles (parfois les sous-familles), les genres et les espèces d'insectes rencontrés dans les lieux patrimoniaux.

13Cette démarche d’identification sera largement simplifiée si l’on a en notre possession une boîte de collection d’in­sectes de référence. En effet, le fait de "posséder physiquement et visuellement" la plupart des espèces dangereuses (20 espèces les plus courantes), permettra de ga­gner un temps précieux lors de l’identification en com­parant directement l’insecte que l’on a prélevé à celui de référence. Ce travail de comparaison (ressemblance-différence) est appuyé avec les clés d’identification présentes dans la base de données. Ce travail n’est réellement possible que si l’on dispose d’un équipement optique suffisam­ment puissant pour visualiser les caractères anatomiques demandés. Une loupe bi­no­cu­­laire (grossissement minimum de 35 fois) ou une mini-caméra port USB permettrait de pouvoir identifier la plu­part des espèces qui auraient une taille minimale de 2-3 mm.

14Suite à l’identification de l’espèce observée, de nombreuses informations sont alors accessibles sur la base de données et notamment à partir d’un document récapitulatif : la fiche insectes.

15Après la détermination de l’insecte, il est important de collecter le maximum d’informations sur celui-ci. En effet, la connaissance de l’espèce incriminée dans les dégradations permettra, de par son régime alimentaire (xylophage, nécrophage…), de remonter jusqu’au type de matériau qu’il infeste (bois, papier, cuir, plume…) et ainsi d’effectuer une recherche plus active sur le type d’œuvre pouvant être infesté, pour permettre de remonter jusqu'à la ou les sources d’infestations.

16Pour chaque espèce, une fiche descriptive comporte des éléments d’informations sur la re­connaissance, la biologie, la fréquence et la répartition de chacune des espèces mentionnées.

17Ces fiches sont largement documentées par de nombreuses photographies et vidéos qui permettent à l’internaute d’avoir une idée très concrète de l’insecte qu’il pourrait avoir à reconnaître. La recherche d’une espèce peut également se réaliser à partir des dégâts observés sur les matériaux des œuvres. En effet, il est possible de ne sélectionner que les espèces ayant un régime alimentaire spécifique. Par exemple, pour une œuvre en papier, on ne sélectionne que les espèces qui détériorent ce matériau, ce qui permet de faire une recherche et d’obtenir un résultat sur un nombre bien plus limité d’espèces. Afin de permettre une meilleure compréhension des textes et descriptions, la base de données est dotée d’un glossaire qui recense le vocabulaire entomologique.

Une assistance pour l’identification des insectes : une formation sur mesure

19À la demande des institutions patrimoniales, le CICRP propose une formation pratique à la reconnaissance des insectes dangereux pour le patrimoine afin de rendre plus autonomes et plus réactives, vis-à-vis des infestations, les équipes en charge de la conservation des collections.

20Préalablement à celle-ci, des conseils en matière d’achat de matériel d’observation adapté (loupe munie d’une caméra numérique à environ 1 000 euros) et de matériel de préparation des insectes (environ 50 euros) seront proposés.

21Durant cette formation, la création d’une boîte d’insectes de références est également élaborée avec l’apport par le CICRP d’environ 10 espèces d’insectes de référence par­mi les plus communément rencontrées.

22Les équipes de la conservation des musées de Rodez, du grand commun de Versailles et du musée-muséum départemental de Gap ont pu bénéficier de cette formation étalée sur deux jours.

Le futur de l’identification : les outils moléculaires et le principe du barcoding

Qu’apporte la biologie moléculaire pour l’identification des insectes ?

23Actuellement, la reconnaissance des insectes se réalise par une identification morphologique.

Qu’est-ce que L’ADN ?

25L’ADN a été une découverte majeure pour la biologie mo­léculaire qui connaît depuis d'importants développements pour devenir un outil incontournable de la biologie moderne. L’ADN est une molécule très longue, composée d’une succession de nucléotides accrochés les uns aux autres par des liaisons phosphodiester. Il existe quatre nucléotides différents : l’adénosine (A), la cytidine (C) cytosine, la guanosine (G) et la thymidine (T). L'ordre dans lequel se succèdent les nucléotides le long d'un brin d'ADN est très précis et constitue la séquence de ce brin et est spécifique à chaque être vivant, c’est ce qui forme l’information génétique d’un individu. L’ensemble du matériel génétique d’un individu est appelé le génome, c’est ce génome qui permet le développement, le fonctionnement et la reproduction des êtres vivants. L’ADN est apparu comme un nouvel outil pour l’identification des espèces : chaque nucléotide est considéré comme un caractère, les séquences de plusieurs individus sont compa­rées et leur ressemblance est quantifiée. Cette comparaison de séquences permet de calculer la distance génétique entre les individus et l'étude de ces relations de parenté entre êtres vivants s’appelle la phylogénie.

L’ADN et le barcoding

26En 2003, Paul Hebert, de l’université de Guelph (Ontario, Canada), propose sous le nom de barcoding moléculaire une méthode d’identification des espèces à l’instar des codes-barres (Code universel des produits, UPC) des supermarchés qui distinguent les produits. Le barcode moléculaire est basé sur l’utilisation d’une courte séquence d’ADN identique, quasiment, chez des individus appartenant à la même espèce et différente entre espèce. Il permet donc d’assigner un individu à une espèce ne con­­nais­­sant que la séquence de ce fragment d’ADN. Le barcoding a deux objectifs principaux : premièrement l’amélioration des con­naissances taxonomiques sur le vivant (découverte rapide de nouvelles espèces et inventaire de toute espèce avant sa disparition) et deuxiè­mement l’assignation la plus fiable pos­sible de tout individu à une espèce (quels que soient son sexe et son stade de développement).

Le marqueur de l’espèce : un fragment d’ADN

27Afin de réaliser ces objectifs, le barcoding doit construire une base de données regroupant tous les barcodes d’ADN de toutes les espèces existantes. C’est un projet immense, la biodiversité connue est d’environ 1,7 millions d’espèces de plantes et d’animaux alors que son estimation est de 10 millions à 100 millions d’espèces.

28La première étape de ce projet était de trouver un marqueur moléculaire adapté à l’assignation taxonomique des espèces. En effet, il fallait trouver un marqueur avec un pouvoir discriminant au niveau des espèces c'est-à-dire ayant une variabilité faible entre individu d’une même espèce (intraspécifique) pour les regrouper et, à l’opposé, une variabilité élevée entre espèce (interspécifique) pour séparer les individus d’espèces différentes. La facilité d’acquisition des données était aussi un élément essentiel par rapport à l’ampleur du projet et donc la pro­duction des séquences devait être automatisable. Pour cela, le marqueur devait s’amplifier de façon universelle sur une large gamme de taxons, avoir une taille optimum (comprise entre 600-800 paires de base pour s’amplifier et se séquencer facilement), la correction des séquences devait être simple, rapide et robuste et l’analyse phylogénétique devait être aisée.

29Le fragment ayant réuni l’essentiel de ces critères est un gène du génome mitochondrial codant pour la première sous-unité du cytochrome oxydase (COI), une protéine qui intervient dans la chaîne respiratoire de la mitochondrie. Les mitochondries sont des organites ayant leur propre génome et sont présentes dans la plupart des cellules d'eucaryotes, elles sont les centrales énergétiques de ces cellules.

Les domaines d’utilisation du barcoding

31Les utilisations du barcoding sont nombreuses et diversifiées, elles peuvent être scientifiques, commerciales, doua­nières, policières… Dans notre cas, relier les divers stades de développement (œuf, larve, adulte…) peut être un chalenge quasi impossible morphologiquement chez certaines espèces alors que le barcoding le rend très aisé ; il en est de même pour les dimorphismes sexuels et les divers morphes au sein d’une espèce.

33Les applications non scientifiques sont aussi très importantes : identification d’espèces vendues sur les marchés, contenus de produits alimentaires, provenance de matériau animal... Dans le but de répondre à toutes ces utilisations, des bases de données d’identification d’espèces, associant données moléculaires et critères anatomo-morphologiques, se sont développées et sont continuellement enrichies de nouvelles espèces.

Une base de données dédiée au barcoding

35Afin de répondre à ces critères et être en mesure de produire des barcodes les plus fiables, l’acquisition des données de barcoding se répartit entre taxonomiste et biologiste moléculaire. Les taxonomistes vont collecter les spé­cimens, récolter les données de collectes (coordonnées GPS, date de récolte…), prendre des photographies des spécimens, garder des spécimens en références (spécimen Voucher) qui sont, dans la mesure du possible, les mêmes individus qui vont servir à l’acquisition des données moléculaires. Puis, il va faire une rapide identification des spécimens.

36Les biologistes moléculaires vont extraire l’ADN sur le spécimen de références de préférence, mais ceci dépend de la taille et de la "fragilité" de l’insecte. Pour les insectes de taille importante, le plus souvent, seule une patte va être prélevée pour les analyses moléculaires. Pour des individus plus petits, des méthodes non destructives vont être préconisées c'est-à-dire que l’individu entier est utilisé lors de l’extraction d’ADN et dans la plupart des cas, l’individu peut être redonné au taxonomiste.

37Une fois l’ADN extrait, la région du barcode va être amplifiée par la technique de PCR (Polymerase Chain Reac­tion ou réaction de polymérase en chaîne). Cette technique permet d’obtenir un très grand nombre de copies d’une séquence d’ADN choisie, dans notre cas les 658 paires de bases du gène COI. Une fois l’amplification réalisée l’ordre d’enchaînement des nucléotides (Adenine, Thymine, Guanine et Cytosine) c'est-à-dire la séquence va être déterminée par la technique de sé­quençage Sanger.

38La séquence obtenue est nettoyée, vérifiée puis analysée et comparée aux autres séquences de la base de données BOLD Systems. Si la séquence est similaire à d’autres séquences alors l’individu appartient à l’espèce ayant le même barcode. Si la séquence ne "matche" aucune séquence connue dans cette base, alors l’individu appartient à une espèce n’ayant pas encore de barcode. Dans ce dernier cas, il faut impérativement que le taxonomiste revienne au spécimen de référence afin de réaliser une identification morphologiquement précise.

39C’est ainsi que le barcoding permet de concentrer les efforts des taxonomistes uniquement sur les spécimens problématiques. Ces études taxonomiques peuvent amener à deux résultats, soit la détermination morphologique est claire et c’est un nouveau barcode qui va pouvoir intégrer les bases de données, soit la détermination est ambiguë, l’individu ressemble à une espèce déjà barcodée, et dans ce cas il faut utiliser un autre gène (un gène nucléaire, le plus souvent l’ITS : Internal Transcribed Spacer) pour confirmer ou infirmer l’appartenance à l’espèce morphologique déterminée.

40Si la séquence du gène nucléaire est identique aux autres individus de l’espèce cela veut dire qu’il existe deux lignées mitochondriales appartenant à la même espèce et que le barcode utilisant le fragment COI n’est pas pertinent dans ce cas. En revanche, si la séquence du gène nucléaire est différente il existe deux espèces distinctes, le taxonomiste étudiera plus précisément ces espèces cryptiques dans le but de trouver des caractères morpho­logiques qui les distinguent.

41La base "Insectes du patrimoine culturel, insectes dangereux pour les œuvres patrimoniales" aide à identifier les spécimens de façon morphologique et la base BOLD systems de façon moléculaire.

42Tout le monde n’ayant pas un laboratoire de biologie moléculaire, deux entreprises proposent un service de barcoding moléculaire permettant l’identification d’espèces (GenoScreen, www.genoscreen.fr, et le Canadian Centre for DNA Barcoding CCDB, http://ccdb.ca/​speciesid.php). Ces analyses sont réalisées à partir d'échantillons qui doivent être fraîchement collectés et préservés dans de l’alcool à au moins 90 %. Ces services de séquençage utilisent les mêmes techniques qui ont été citées précédemment ainsi que la base de données BOLD systems.

43Les résultats seront donc toujours dépendants de la base, l’échantillon peut être identifié jusqu’à l’espèce s’il appartient à une espèce déjà séquencée sinon l’identification peut être uniquement au genre, à la famille ou à l’ordre.

44Ainsi, le barcoding moléculaire rend possible l’identifica­tion d’insectes pour tout professionnel chargé de la con­servation du patrimoine sans avoir besoin au préalable de connaissances en entomologie ou en biologie moléculaire.

Conclusion

45Les causes de la présence des insectes dans les lieux mu­séo­graphiques peuvent être multiples et variées et dépen­dent bien souvent de quelques facteurs, le niveau d’entre­tien des collections étant un facteur clé pour leur implantation et leur pullulation. Ces causes ne peuvent être pleinement analysées que par l’indentification des espèces d’insecte rencontrées dans ces lieux. Leur détection précoce suivie d’une identification fiable permet bien souvent d’entreprendre rapidement des actions qui limitent leur développement et leur propagation. D’une bonne identification de ces insectes, découlera les différentes actions spécifiques à mener pour permettre de maintenir les œu­vres dans des conditions de conservation optimale.

46Le contenu présenté dans la base de données "Insectes du patrimoine culturel", loin d’être exhaustif, permet dans un premier temps d’aborder plus sereinement les questions d’infestations et de propa­gations des insectes. Riche d’informations sur la biologie et le développement de ces nuisibles, elle permet d’analyser les diverses situations que l’on rencontre quasi quotidiennement dans ces institutions muséographiques et ainsi de palier plus rapidement les désordres ou défauts observés. Cette base de données ne peut prendre toute son importance, qu’avec en parallèle, la mise en place de formations plus spécifiques des équipes chargées de la conservation des collections.

47Enfin, de par leur qualité d’identification, leur rapidité d’ana­lyse et leur protocole simplifié, les outils moléculaires présentent une alternative intéressante à l'identification classique des insectes, sans pour autant la supplanter. Ces nouveaux outils analytiques doivent être perçus comme complémentaires aux moyens traditionnellement utilisés et peuvent être d’une aide précieuse à toute personne qui s’intéresse de près ou de loin à la conservation de notre patrimoine.