Plantes et micro-organismes au service de la dépollution

Jusqu’à un passé récent, la dépollution des sols et des eaux contaminés était jugée onéreuse en raison des méthodes physico-chimiques employées qui nécessitent des équipements spécifiques et un personnel spécialisé. Depuis plus d’une quinzaine d’années, le développement des techniques de bioremédiation, qui consistent en  l’utilisation de micro-organismes ou de végétaux adéquats, permet de décontaminer les milieux pollués à un coût moindre tout en respectant l’environnement.

Depuis la deuxième moitié du 20^ème siècle, les activités humaines à travers la planète ont considérablement dégradé l’environnement. Le rejet non maîtrisé des polluants est un facteur important dans la détérioration de la qualité de l’air, de l’eau et du sol. En conséquence, la pollution contribue de façon considérable à l’effet de serre et a un impact néfaste sur la biodiversité et la santé humaine. La sécurité environnementale est donc un enjeu majeur pour l’avenir de notre planète.

La réhabilitation des sites pollués repose sur l’utilisation des techniques de remédiation dont l’utilisation,  jusqu’à un passé récent, nécessitait des techniques souvent basées sur des méthodes physico-chimiques et thermiques, nécessitant des équipements spécifiques et un personnel spécialisé. Mais ces techniques ont aussi un impact négatif sur l’environnement, notamment l’excavation des sols et leur transport vers des zones de traitement ; ce qui rend la dépollution très onéreuse. En revanche,  les méthodes biologiques, utilisant des micro-organismes ou des plantes sur les zones polluées présentent de nombreux  avantages.

La réhabilitation des espaces pollués par les micro-organismes

Les bactéries ont la capacité de métaboliser une grande variété de composés. Elles peuvent dégrader les polluants grâce à leurs enzymes (catalyseurs biologiques), les réduisant en molécules moins nocives. La clé du processus réside dans la sélection de la souche bactérienne. Celle-ci doit être adaptée aux polluants, car le choix d’un type de bactéries inappropriées peut conduire à la production de métabolites encore plus toxiques que le polluant de départ.L’efficacité de la dépollution dépend donc de la souche microbienne utilisée. On peut citer  par exemple :

• Nitrates : Comamonas, Hyphomicrobium
• Phosphates : Acinetobacter, Moraxella
• Pesticides : Enterobacter
• Hydrocarbures lourds (huiles, graisses, pétrole brut) : Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas
• Hydrocarbures légers (essence, fuel, gazole): Acinetobacter, Flavobacterium, Bacillus, Pseudomonas, Achromobacter, Arthrobacter
• Métaux lourds : Chlorella, Rhizopus, Saccharomyces, Thiobacillus, Zoogloea.

La dépollution par la phytoremédiation

La phytoremédiation est une technique qui repose sur l’aptitude de certaines plantes:

• à absorber des polluants et les  transformer en composés moins toxiques (phytodégradation),
• à les accumuler en vue de leur extraction (phytoextraction), ou
• à les immobiliser notamment lorsque les racines sont associées à des additifs capables de fixer ou d’absorber les métaux lourds (phytostabilisation).

 Les polluants inorganiques (métaux, métalloïdes ou radionucléides) sont sujets à l’extraction uniquement parce que n’étant pas biodégradables. La phytoremédiation s’accorde parfaitement avec la philosophie du développement durable car elle est plus respectueuse de l’environnement que les méthodes physico-chimiques ou thermiques.

 En fait, cette méthode de dépollution est très ancienne. En effet,  dès l’antiquité, les plantes sont utilisées pour le traitement des eaux. Mais ce n’est qu’à la fin du siècle dernier que cette méthode est passée à la phase commerciale grâce notamment à l’amélioration génétique des plantes phytoremédiantes.

 Aujourd’hui, il existe une liste exhaustive de plantes qui ont les capacités de phytoremédiation des eaux, du sol et même de l’air. Il existe plus de 600 espèces végétales hyperaccumulatrices référencées dans le monde, c’est-à-dire des plantes qui ont la capacité d’accumuler plus de 1% de polluants dans leur biomasse. Elles ont des caractéristiques communes dont la pousse rapide, l’hypertolérance aux polluants ciblés et la culture facile.

L’efficacité de la décontamination dépend du type de plantes phytoremédiantes et de certaines contraintes telles que le climat, la concentration relativement homogène des polluants dans le sol et à une faible  profondeur d’enracinement. Parmi les plantes répertoriées, on note Hordeum vulgare (orge) pour l’aluminium, Brassica juncea L (moutarde brune) pour le manganèse et le cadmium, Pistia stratiotes (laitue d’eau) pour le mercure, Thlaspi caerulescens (tabouret bleu) pour le molybdène et le cadmium, Salix Spp (saule) et Pinus spp. (pin) pour les solvants organiques. L’iris et les roseaux sont particulièrement utilisés pour le traitement des eaux usées.

Les perspectives de la bioremédiation

L’importance croissante de la bioremédiation ne sera durable qu’avec l’amélioration des processus biotechnologiques via la recherche et le développement d’entreprises. Dans ce sens, de nombreuses villes et régions en Amérique du Nord, en Chine et en Europe du Nord, ont totalement ou partiellement adopté la phytoremédiation comme moyen de dépollution des eaux. Des bassins écologiques, sans béton, filtrent l’eau sous l’action notamment des roseaux et de l’iris réputés très performants.

 Mais le souci de la dépollution est aussi un acte citoyen. Il est possible d’utiliser ces méthodes à l’échelle individuelle afin de traiter les eaux usées dans son jardin pour ceux qui en possèdent. Par ailleurs, le tri approprié des déchets ménagers facilite le travail de recyclage ainsi que leur valorisation ; c’est le moyen le plus élémentaire de lutter contre la pollution.

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