Dans des conditions écologiques optimales, les lichens vivent et se reproduisent avec un état d’équilibre et de nombreuses espèces constituent une communauté lichénique. Les pollutions atmosphériques provoquent une sélection des espèces, les plus sensibles disparaissent au profit des plus résistantes qui se stabilisent ou prolifèrent.
La communauté se modifie selon la sensibilité de chaque espèce, ce qui autorise la recherche d’un gradient de pollution par la bio-accumulation.
Il est alors possible de spatialiser la qualité de l’air et l’importance de ses modifications. Des zones sensibles ou protégées sont mises en évidence.
• Ces études à hauteur d’homme sont la base des études dites "études de flore" ( bio-accumulation ) . Elles sont optimisées grâce à des campagnes de terrain en utilisant des biocapteurs naturels : les lichens, essentiellement ceux croissant sur les écorces.
• Les coordonnées géographiques permettent de modéliser (SIG) les résultats de cette bio-accumulation.
• Les modifications de la qualité de l’air sont visualisées et la mise en place d’une biosurveillance permet de contrôler l’évolution de la situation. Les effets des travaux d’amélioration des rejets, la dynamique industrielle et les Plans de Déplacements Urbains sont accompagnés par un suivi.

Principe de la bio-accumulation
Les lichens peuvent accumuler ou retenir temporairement des métaux lourds et plus de 50 éléments-traces, des molécules organiques : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques, Dioxines et Furanes (PCDD/F), pesticides.

• La cartographie des retombées de polluants et de leur intensité est réalisée.

• Le prélèvement de populations de lichens, collectées selon un protocole rigoureux, permet les dosages.

• Une sélection de secteurs représentatifs est utilisée dans une biosurveillance annuelle ou bisannuelle.

Relations avec les concentrations atmosphériques

Les capacités d’accumulation des lichens ont été étudiées de nombreuses fois. Le problème s’est posé de comprendre à quelles concentrations atmosphériques sont rattachées les valeurs trouvées dans les lichens. Quel que soit le bioindicateur utilisé, l’organisme réagit selon sa physiologie. Celui-ci, notamment le lichen, intègre la sommation des événements atmosphériques, des variations saisonnières, des vents et de l’hygrométrie. Cette intégration a l’avantage de permettre de s’affranchir des mesures en continu ou de les compléter par une collecte de données représentant l’impact sur l’environnement et la qualité de l’air. Les méthodes lichénologiques favorisent l’évaluation de l’exposition des populations aux dégradations de la qualité atmosphérique grâce à la bio-accumulation.

Toutefois ils ne permettent pas de mesurer directement des pics d’émission. Ceux-ci pourront se traduire de plusieurs manières sur la flore lichénique :
Dans le cas de polluants gazeux (exemple du SO2) les pics de pollution peuvent provoquer des altérations des fonctions physiologiques. La répétition éventuelle de ceux-ci, modifiant la qualité atmosphérique moyenne, aboutira à l’altération définitive des thalles des lichens, dont les capacités de restauration des fonctions vitales seront débordées. Dans cette éventualité la sélection des espèces selon leur sensibilité aboutira à une modification de la communauté d’espèces mais ne rendra pas compte de pics isolés.

Dans le cas de substances susceptibles de s’accumuler, un pic isolé d’émission ne provoquera pas de différence significative avec la quantité de polluant contenue en amont de celui-ci. Par contre l’augmentation de la fréquence des pics pourra entraîner une augmentation de la teneur du produit contenu dans le thalle des lichens en élevant significativement la teneur atmosphérique moyenne, détectable par la bio-accumulation.
C’est pourquoi il est nécessaire de posséder des échantillons témoins et de s’y référer pour améliorer l’interprétation des résultats. De même, l’établissement d’un état initial permet de disposer de données de référence.

Lichens can accumulate more than 40 different kinds of heavy metals and trace elements, organic molecules like polycyclic aromatic hydrocarbons or pesticides, and dioxins and furanes.

In the case of incinerators, the Air lichens company elaborated a technology (Li-Diox®), using lichens as measurement support of environmental depositions of pcdd/f. Today, only one company, Aair lichens, is able to use it and, since three years, more than 100 analysis were done and the results are always usefull This methodology is probably the most sensitive one for this diagnostic and monitoring.