Les projets BEERAD et BEECONECT

Dates de réalisation : BEERAD 2022-2026, BEECONECT 2023-2024

Financement : 522 645,90 € (programme financé par l’ANR ainsi que par d’autres programmes (ECCOREV, ERAN), 80 k euros (MITI-ASNR/CNRS), 2000 euros (ERAN)

Coordonnateurs : BEERAD : Béatrice Gagnaire, ASNR LECO // BEECONECT : Olivier Armant, ASNR/LECO

Partenaires : Université de Fukushima au Japon (« Institute of Environmental Radioactivity (IER) »), INRAE Avignon, Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA-CBI)

Les effets des rayonnements ionisants sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes restent encore mal élucidés. Dans ce contexte, les projets BEECONECT et BEERAD se consacrent à l’étude des effets post-accidentels de l’accident nucléaire de Fukushima sur les abeilles domestiques et les pollinisateurs sauvages. L’objectif principal est d’approfondir la compréhension des effets et des mécanismes d’action des rayonnements ionisants sur la physiologie et les populations de ces insectes, dans un cadre d’exposition chronique. Pour ce faire, une approche multi-échelle est adoptée, combinant l’évaluation de paramètres moléculaires, individuels et comportementaux. Ces études sont menées à la fois sur le terrain, dans la préfecture de Fukushima, où les conditions réelles d’exposition offrent un cadre représentatif, et en laboratoire, où les facteurs environnementaux potentiellement confondants (parasitisme, stress multiples, diversité des paysages, etc.) peuvent être isolés des effets des rayonnements ionisants.

Plus spécifiquement, le projet ANR BEERAD vise à caractériser les effets des rayonnements ionisants sur les paramètres reproducteurs des reines, ainsi que leurs répercussions sur la taille et la santé des colonies. Pour cela, des ruches « connectées » d’abeilles domestiques ont été installées le long d’un gradient de débit de dose dans la préfecture de Fukushima, permettant de suivre à distance l’évolution temporelle de la taille des colonies, la production de miel, ainsi que les données météorologiques. Le projet évalue également, en conditions de laboratoire, les mêmes paramètres individuels, incluant les effets moléculaires, la survie des individus, ainsi que les effets sur le potentiel reproducteur des reines et les impacts lors du développement embryonnaire et larvaire, des stades reconnus comme sensibles aux stresseurs.

Le projet BEECONECT se concentre lui, sur l’étude des impacts cognitifs chez les insectes pollinisateurs post-Fukushima. Pour ce faire, un test standardisé appelé « fleurs connectées » est déployé sur le terrain afin d’évaluer la santé cognitive des insectes pollinisateurs sauvages et domestiques (i.e. les abeilles). L’hypothèse testée est que les pollutions radioactives peuvent altérer le fonctionnement neuronal des insectes exposés, même à de faibles débits de dose. Le dispositif des « fleurs connectées » prend la forme d’un labyrinthe en Y, permettant d’étudier l’apprentissage des insectes en associant des signaux lumineux à une récompense (de l’eau sucrée). Plusieurs paramètres quantitatifs sont mesurés, tels que la latence pour trouver la nourriture en fonction du nombre d’essais, le nombre d’essais requis, etc. Cette approche permet de quantifier précisément les effets des rayonnements ionisants sur les capacités cognitives des pollinisateurs, contribuant ainsi à une meilleure compréhension des impacts à long terme de la contamination radioactive sur ces espèces.

Sur le terrain, les données recueillies dans la préfecture de Fukushima sur le comportement des insectes pollinisateurs révèlent une diminution des capacités d’apprentissage et de mémorisation, corrélée négativement avec la dose reçue (C. Monchanin et al., soumis). Ces observations indiquent que des altérations cognitives et comportementales peuvent perdurer à long terme, plus de dix ans après l’accident de Fukushima. En affectant la cognition des insectes, les rayonnements ionisants pourraient compromettre leur capacité à assurer un service de pollinisation optimal. Par ailleurs, un travail d’évaluation de l’exposition radiologique externe des individus a été réalisé, en considérant l’hétérogénéité spatiale de la contamination et les aires d’exploration des abeilles. De nombreuses analyses complémentaires sont encore en cours de valorisation, incluant la mesure du césium dans le miel et les abeilles (pour l’évaluation de l’exposition interne), l’évaluation de marqueurs physiologiques chez les abeilles, ainsi que des observations sur le poids des ruches et le nombre d’entrées/sorties des abeilles. 

Les expérimentations menées en laboratoire ont permis de caractériser les effets des rayonnements ionisants sur les abeilles en combinant des traits d’histoire de vie (survie, reproduction, développement) et des fonctions physiologiques comme le métabolisme énergétique, les défenses antioxydantes et immunitaires, la détoxication, ainsi que l’activité neurale. L’exposition chronique (durant 14 jours) de reines aux rayonnements ionisants à faible et fort débit de dose (respectivement 13 µGy/h (valeur proche des débits de dose retrouvés autour des ruches sur les sites rouges (15-17 µGy/h) et 3500 µGy/h), a montré une réduction significative du potentiel reproducteur aux deux débits de dose testés, sans affecter la survie des reines (Crevet et al., 2025, https://doi.org/10.3390/toxics13121057). Par ailleurs, les effets physiologiques sont globalement peu marqués. Les résultats sur le développement embryo-larvaire révèlent une accélération du développement des nymphes aux deux débits de dose testés, ainsi qu’une augmentation de la mortalité lors de la transition larve-nymphe à fort débit de dose. Des effets différés persistent à l’âge adulte après l’irradiation des abeilles lors de leur développement, avec, à faible débit de dose, une réduction durable de leurs capacités de défense contre le stress oxydant et à fort débit de dose une perturbation prolongée du fonctionnement neural (activité acétylcholinestérase), suggérant des perturbations durables. Enfin, l’hypothèse selon laquelle les rayonnements ionisants modifient la réponse de l’organisme face à un stress pathogène a également été testé chez les abeilles ouvrières (et donc adulte). Cette évaluation a été réalisée en analysant l’interaction entre une irradiation gamma chronique et une infection par Vairimorpha ceranae, un parasite commun chez l’abeille. Les résultats montrent des impacts significatifs sur les processus de détoxication du stress oxydant et sur la production d’énergie dans les cellules qui suggèrent l’activation d’un mécanisme de compensation énergétique (Crevet et al., 2026, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0339853). 

(site internet ANR : https://anr.fr/Projet-ANR-21-CE34-0002)

Publications scientifiques

• Crevet M., Gagnaire B., Bonzom J.-M., Dubourg N., Pélissier M., Daian F., Bon G., Quevarec L., Belzunces L.P., Brunet J.-L. (2026). Interactions between ionizing radiation and Vairimorpha (Nosema) ceranae on the honeybee, Apis mellifera L. PLoS One 21(1):e0339853. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0339853
• Crevet, M., Gagnaire, B., Belzunces, L.P. Dubourg, N., Kairo, G., Marcuccini, G., Pélissier, M., Brunet, J.-L. (2025). Effects of Ionizing Radiation on Apis mellifera L. Queens. Toxics 13, 1057. https://doi.org/10.3390/toxics13121057

Conférences nationales

SEFA (Société d'Ecotoxicologie Fondamentale et Appliquée), Le Havre, 5-6 juillet 2023

• Crevet M., Gagnaire B., Brunet J.-L., Bonzom J.-M., Dubourg N., Pélissier M., Daian F., Belzunces L. BEERAD : évaluation des effets des rayonnements ionisants sur Apis mellifera : premiers résultats. Poster.
• Gagnaire B., Lihoreau M., Bonzom J.-M., Nanba K, Brunet J.-L., Cauchoix M., Crevet M., Dubourg N., Elger A., Ishiniwa H., Nagata H., Pélissier M., Belzunces L. Evaluation des effets de la contamination radioactive sur les abeilles : projets BEERAD et BEECONECT. Poster corner. https://hal.science/hal-04163146/ 

SFRP (Société Française de RadioProtection) : 15^ème édition, La Baule, 17-19 juin 2025

• Gagnaire B., Nanba K., Crevet M., Dubourg N., Bonzom J.-M., Ishiniwa H., Nagata H., Wada T., Pélissier M., Belzunces L., Brunet J.-L. Evaluation des effets des rayonnements ionisants sur les abeilles – BEERAD.

SIG Le Géoévènement, Paris, 8-10 octobre 2025

• Métivier J.-M., Dubourg N., Nanba K., Wada T., Nagata H., Ishiniwa H., Brunet J.-L., Belzunces L., Pélissier M., Crevet M., Bonzom J.-M., Gagnaire B. L’abeille encore au service de l’Homme. 

Conférences internationales

ICRER (International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity), Marseille, 25-29 novembre 2024

• Gagnaire B., Bonzom J.-M., Dubourg N., Crevet M., Brunet J.-L., Pélissier M., Nanba K., Ishiniwa H., Nagata H., Wada T., Belzunces L. BEERAD – Assessment of the effects of ionizing radiation in bees. Oral.
• Crevet M., Gagnaire B., Bonzom J.-M., Dubourg N., Daian F., Bon G., Quevarec L., Belzunces L., Brunet J.-L. Physiological effects of gamma irradiation combined to Nosema ceranae infection in the honeybee, Apis mellifera – BEERAD. Poster

ERPW (European Radiation Protection Week), Dublin, Irlande, 9-13 octobre 2023

• Bonzom J.-M., Abenis K., Goulefert L., Mahot-Castaing B., Madirolas G., Armant O., Nanba K., Mizusawa L., Lubat C., Gagnaire B., Crevet M., Dubourg N., Brunet J.-L., Belzunces L., Lihoreau M. BEECONECT: a connected “flower” to measure the effects of radioactive contamination on the cognitive health of insect pollinators. (https://hal.inrae.fr/hal-04682685v1)

IER Annual Symposium, Fukushima, Japon

• Gagnaire B., Bonzom J.-M., Dubourg N., Crevet M., Brunet J.-L., Pélissier M., Nanba K., Ishiniwa H., Nagata H., Wada T., Belzunces L. BEERAD – Assessment of the effects of ionizing radiation in bees. 2023 (https://hal.inrae.fr/hal-04699611v1/document), 2024, 2025, 2026.

Rapports de stage

• Margot Crevet – Evaluation des interactions toxicopathologiques des rayonnements ionisants chez les abeilles – INRAE Avignon - Juin 2022
• Antoine Houssais - Effets des rayonnements ionisants sur l’abeille domestique Apis mellifera via une approche multimarque d’exposition – INRAE Avignon – Juin 2024
• Gianni Macuccini - Evaluation des effets des rayonnements ionisants sur les reines chez l’abeille domestique – INRAE Avignon - Septembre 2024 (https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-04945922)
• Lucie Guérin - Evaluation des effets physiologiques chez Apis mellifera exposées à un gradient de contamination radioactive à Fukushima – INRAE Avignon - Septembre 2025
• Zoé Schaeffer - Évaluation des effets physiologiques des rayonnements ionisants sur le développement de l’abeille domestique (Apis mellifera) : étude entre le terrain et le laboratoire – ASNR Cadarache - Septembre 2025

Rapport de thèse

• Margot Crevet - Evaluation des effets des rayonnements ionisants sur l’abeille domestique, Apis mellifera L. Université Aix-Marseille, ASNR Cadarache. Co-directeurs : Béatrice Gagnaire, Luc Belzunces. Financement : ANR. Soutenance le 26 mars 2026.

Revue Repères de l’ASNR
https://reperes.asnr.fr/reportage/etudier-limpact-des-rayonnements-sur-les-insectes-pollinisateurs

Le journal du CNRS
https://lejournal.cnrs.fr/articles/a-fukushima-des-tests-de-cognition-pour-les-insectes

Yomiuri
https://www.yomiuri.co.jp/science/20230429-OYT1T50118/

Un projet ANR PRCE (Projet de recherche collaborative – Entreprise : BEEGUARD) a été déposé en 2026 avec le CNRS sur le thème : « Un capteur cognitif pour mesurer la santé des insectes pollinisateurs et le service de pollinisation ». L’objectif est de déployer le capteur cognitif utilisé dans BEECONECT sur d’autres espèces d’insectes pollinisateurs, et, grâce à l’IA, de quantifier le service écosystémique de pollinisation.

Le porteur du projet est Mathieu Lihoreau, Univ Toulouse, CNRS, Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA-CBI).

Une Thèse financée par l’ASNR est prévue dans ce cadre à partir de l’automne 2026 :
Direction : Béatrice Gagnaire, Mathieu Lihoreau, Kenji Nanba (IER Fukushima), Olivier Armant
Sujet : Etude des effets des rayonnements ionisants sur les insectes pollinisateurs : cognition et service de pollinisation 
 

• ASNR (BEERAD + BEECONECT)
• Université de Toulouse, CNRS, Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA-CBI), France (BEECONECT)
• INRAE PACA - A&E Institut National pour la Recherche, l'Agriculture et l'Environnement - Centre de recherche PACA - Abeilles et Environnement (BEERAD)
• CRCA - Centre de Recherches sur la Cognition Animale - UMR5169 (BEECONECT)
• IER Institute of Environmental Radioactivity (BEERAD + BEECONECT)
• BEEGUARD Toulouse (BEERAD + BEECONECT)

Laboratoire impliqué : le LECO

• En laboratoire : plateformes d’irradiation Micado-Lab et MIRE
• Sur le terrain : ruches installées sur le terrain dans la préfecture de Fukushima

Les projets BEERAD et BEECONECT sont rattachés au GTR Santé environnementale.

Béatrice Gagnaire, Olivier Armant