Le saule Pourquoi est-il un bon candidat dans la remédiation douce des sols contaminés ?

Operation Tournesol 19 Fev 2013 1

Le saule

Pourquoi est-il un bon candidat dans la remédiation douce des sols contaminés ?

Aricia Evlard

PhD StudentGx ABT, ULg

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La phytoremédiation


Utilisation des plantes et leur microflore associéeBloquer et/ou extraire des contaminants environnementaux métaux lourds : Cd, Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cr, As,

Basée sur les mécanismes de tolérance développés par la plante

Tolérance Tolérance Aptitude de certaines plantes à survivre dans un environnement où les concentrations en métaux lourds seraient toxiques pour d’autres.(Tilstone & Macnair, 1997; Macnair et al., 2000)

• Pas de symptômes toxicité• Couleur normale

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Symptômes toxicitéCarenceMort

Operation Tournesol 19 Fev 2013

Kieffer et al., 2009. Combining Proteomics and Metabolite Analyses To UnravelCadmium Stress-Response in Poplar Leaves. Journal of Proteome Research, 8, 400–417.

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• Séquestration cellulaire (foliaire, tige)• Détoxification= Tolérance par accumulation

• Exclusion• Séquestration cellulaire racinaire min.• Pas de transfert aérien= Tolérance par exclusion

Mécanismes de Mécanismes de tolérancetolérance


Piégeage

Accumulation

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• Séquestration cellulaire (foliaire, tige)• Détoxification= Tolérance par accumulation

• Exclusion• Séquestration cellulaire racinaire min.• Pas de transfert aérien= Tolérance par exclusion

Techniques de Techniques de phytoremédiationphytoremédiation


Piégeage

AccumulationPhytoextraction

Production importante de biomasse Forte accumulation des métaux lourds

Miscanthus, maïs, colza,… Ligneux (peuplier, saule, aulne)

Blocage des polluants Limite le lessivage vers les nappes phréatiques

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Le saule ? Pourquoi ?

Espèce pionnière (tolérance à des conditions environnementales difficiles)

Grande production de biomasse (jusqu’à 10 t.ha-1.an-1)

Accumulateur de métaux lourds au niveau aérien + racines


Ecolirimed : Développement d'une filière d'écotypes ligneux (saule, aulne) pour la fixation

durable et la phytoremédiation des berges de cours d'eau.

oAspect phytosanitaire : impact Phytophtora alni sur l’aulneoAspect phytoremédiation : étude de la tolérance du saule et de l’aulne aux métaux lourds

ecoliri.cra.wallonie.be

Operation Tournesol 19 Fev 2013 7photos : A.Evlard (LTE, GXABT-ULg)

Présentation des essais

Croissance ?Mesures de tolérance ?Teneurs en métaux ?


Voici quelques résultats…

1. Croissance variable

2. Capacité de tolérance (mesures physiologiques et protéomique)

3. Teneurs en métaux variables

Les clones de saule produisant le plus de biomasse concentrent le moins de métaux (µg/g)

Extraction plus élevée (quantité extraite µg)

Oui, mais après ?


Solution 1

La phytoEXTRACTION

Que faire avec ces saules ?

• Privilégie la production de biomasse = technique de culture

Taillis à Courte Rotation (TCR)

+ biomasse + extraction

Valorisation énergétique

- Récolte : 3-5 ans- Biomasse : 10 t/ha.an- Rejets


Voie « Valorisation énergétique » - Législation du bois « propre » ? Ou déchets ? Une étude de faisabilité s'imposait !

- Comparaison des teneurs obtenus aux les teneurs en métaux dans les déchets de bois usagés/traités définie par la loi (le modèle)

- Tour d'horizon des législations européennes...rien en Belgique !

Les teneurs en ML sont tellement faibles que la législation considérerait le bois comme du bois propre.

Théoriquement permise mais risque d’émissions.

Intégration aux circuits de valorisation industrielle (épuration des fumées absente au niveau domestique....)

Récupération des métaux (recyclage dans le cycle des métaux)

Et les métaux dans le bois ?

Voie « Valorisation matière »

- Cimenterie, panneaux de particules, papeterie,…

- Faisabilité économique


Le saule permet-il d’assainir mon terrain ?

• Nos résultats + littérature : capacité d’extraction sur base teneurs totales

La minéralomasse (g M.ha-1) = biomasse (kg.ha-1) x [M] plante (g.kg-1)

Production biomasse(t.ha-1.an-1)

[Cd]plante (mg Cd.kg-1)

Minéralomasse(g Cd.ha-1.an-1)

15 2,2 33

Technique lente : 100 à 600 ans (5 à 0,5 mg Cd/kg teneur totale)

• Résultats issus d’essais en lysimètres : besoin d’essais in situ

(Greger & Landberg, 1995)


Solution 2

La phytoSTABILISATION


TCR avec des clones « stabilisateurs »

Limite l’accumulation aérienne

Améliore la qualité du bois, combustion domestique ?

Concentration des polluants dans un endroit connu (racines, profil du sol)

Limite le lessivage vers les nappes et la dispersion aérienne

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Essais de plantation sur site contaminé Suisse, Suède, Angleterre, Pologne, Belgique

Bonne installation des espèces ligneuses

Efficace sur sol moyennement contaminé (6mgCd/kg)

Phytostabilisation :

Adaptée à la réhabilitation des sites industriels désaffectés

Fixer les polluants tout en valorisant ces sites contaminés d’un point de vue biologique, esthétique et/ou récréatif.


Pollution du sol↓

< VI mais > VS↓

« Pas d’urgence »Gestion des risques

Projet in situ

Intérêts de la phytostabilisation

1.Depuis 20 ans, site en jachère, « laisser-aller »2.Gestion des risques

Via occupation du site raisonnéeVia occupation du temps du projet

3. Site exploité même si le projet d’aménagement est mis en attente (aspect économique du ttcr)4. Limite les manipulations du sol : qualité des informations sur le site.


Valorisation du site

Aspect biologique -Fixation de la pollution-Aide à la dégradation des polluants organiques -Ecosystèmes et biodiversité-Diversité des écotypes

Aspect économique et social-Exploitation de la biomasse par TTCR-Implication du comité de quartier

Aspect esthétique et récréatif

Aspect didactique (visite des écoles, architectes, etc…)

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