Transcript Thomas Lambrechts - Phytoremédiation : principes de base et mise

Phytoremédiation: principes
de base et mise en oeuvre
Thomas Lambrechts
Centre d’écologie urbaine, 19 février 2013
Phytoremédiation ?
•
Ensemble de techniques visant à remédier in situ des sols pollués via l’utilisation
de plantes et d’amendements
•
Alternatives à des techniques dites conventionnelles pouvant être couteuses et
pas toujours « environmental friendly »
•
Développées par de nombreuses équipes de recherche depuis de nombreuses
années: énormément de progrès, connaissances, essais expérimentaux
•
Ne sont que très rarement employées pour la remédiation de sols pollués
 Pourquoi ces phytotechnologies ne sont pas plus couramment utilisées par les
pouvoirs publics et les sociétés privées ?
Obstacles à l’utilisation des phytotechnologies
1)
Complexité des termes/techniques
Conesa et al., 2012
Obstacles à l’utilisation des phytotechnologies
1)
Complexité des termes/techniques
2)
Peu de retours d’expériences de terrain  est ce que cela fonctionne
réellement?
3)
Peu de protocoles/lignes directrices  pour mon site, quels sont les techniques,
plantes, pratiques adéquates ?
4)
Difficulté de comparer le coût financier de la mise en application des techniques
de phytoremédiation par rapport aux méthodes conventionnelles
Quelles sont les différentes techniques, et laquelle est adéquate
pour mon site ?
1) Caractérisation du site
 Types de polluants
Organiques (+/- dégradables): hydrocarbures
totaux, HAP, PCB, BTEX, solvants chlorés, pesticides,
explosifs, …
Inorganiques (persistants): éléments en trace
métallique ou métaux lourds, radionucléides
 Nombre de polluants
 Concentrations
 Localisation
Facteurs clés: temps, profondeur
racinaire, tolérance à la pollution
 Risques de dispersion
 Conditions environnementales (facteurs limitants pour l’installation d’un couvert
végétal ?)
2) Choix de la technique
Arbre de décision
ADEME, les phytotechnologies appliquées aux sites et sols
pollués (2012)
NB: les phytotechnologies peuvent être combinées à des technologies
conventionnelles
3) Phytostabilisation
•
Utilisation d’espèces végétales et d’amendements de manière à immobiliser les
polluants dans le sol et à contrôler les sources de dispersion potentielles des
contaminants
Quels sites ?
 Usage futur ?
 Pression foncière ?
Temps disponible ; valorisation d’un site désaffecté
3) Phytostabilisation
Quelles plantes ?
• Tolérance aux polluants
• Adaptation locale
• Système racinaire important
• Pérennité du couvert
• Faible translocation aux parties
aériennes
• Facilité d’implantation et de récolte
Espèces végétales
Usages futur
Saules, peupliers
Bois-énergie,
aménagement
paysager
Graminées &
légumineuses
Compostage,
gazéification,
aménagement
paysager,
accroissement
biodiversité
Miscanthus
Bois-énergie, écomatériaux
Grandes cultures
(maïs, blé,
tournesol
Méthanisation,
gazéification,
bioraffineries
Adapté de ADEME, les phytotechnologies appliquées aux sites
et sols pollués (2012)
Essai Miscanthus à Tertre (SPAQuE)
compost
3) Phytostabilisation
Quels amendements ?
chaux
zéolite
Grenaille
d’acier
3) Phytostabilisation
Quels itinéraires techniques / pratiques culturales ?
•
•
•
•
•
Travaux d’aménagements (nivelage, …)
Préparation du sol avant
semis/transplantation
Irrigation
Fertilisation
Contrôle phytosanitaire
Parcelles expérimentales (Universidad Politécnica de
Cartagena, Espagne)
 Très variable d’un site à l’autre, va fortement conditionner les coûts de la mise en
œuvre
3) Phytostabilisation
Mise en œuvre
•
Chaque site est spécifique: il faut toujours faire des essais préliminaires pour
choisir la bonne combinaison plante/amendements/pratiques culturales
•
Il faut envisager un monitoring régulier
– Performance de la technique
– Suivi des risques de dispersion
– Modification des paramètres du sol et des plantes?
•
Penser à long terme (suivi phytosanitaire, …): augmente les coûts
3) Phytostabilisation
Applications
Projets DIFPOLMINE et PHYTOPERF (La Combe du Saut, France)
 Réhabilitation d’un site minier pollué par de l’As, via un
ensemencement d’un mélange de graminées, de légumineuses et de
plantes à fleurs et un apport de grenaille d’acier
 Suivi des performances sur le long terme
 http://extranet.groupeirhenvironnement.com/phytoperf/
3) Phytostabilisation
Applications
Bois-Saint-Jean
Tertre
Vieille-Montagne
 Réhabilitation de zones polluées par des métaux lourds via implantation de
cultures de Miscanthus (projet SPAQuE avec collaboration Earth and Life
Institute)
 Valorisation de zones marginales
4) Phytoextraction
•
Utilisation de plantes et d’amendements visant à transférer les polluants dans les
parties aériennes de manière à dépolluer un sol contaminé
Quels sites ?  Contraintes de la méthode
 Temps disponible
 Usage futur du site ? Pression foncière ?
Le temps est un facteur très limitant pour la phytoextraction !
 Niveau de contamination et hétérogénéité
Cette technique ne convient pas pour les sols fortement pollués / multi-pollués / à
forte hétérogénéité
 Monitoring (suivi des risques de dispersion) nécessaire tout au long du processus
4) Phytoextraction
Quelles plantes ?
• Tolérance aux polluants
• Adaptation locale
• Biomasse aérienne et racinaire importante
• Pérennité du couvert
• Forte translocation aux parties aériennes
• Facilité d’implantation et de récolte
Noccaea caerulescens (source: Wikimedia commons)
1) Plantes hyperaccumulatrices (forte translocation – faible biomasse)
2) Plantes à forte production de biomasse (herbacées et arbres)
Boutures de saule et d’aulne
(source: Aricia Evlard)
Alyssum murale (source: Oregon
Dept. of Agriculture)
4) Phytoextraction
Quelles amendements ?
 Augmenter la fraction phytodisponible ?
Pour le moment, aucun amendement adéquat !
 Augmentation de la biomasse: engrais, …
EDTA
Quelles pratiques culturales ?
Idem que phytostabilisation: aménagément du site, préparation du sol, irrigation,
fertilisation, contrôle phytosanitaire
Ne pas oublier le monitoring (suivi des risques de dispersion tout au long du
processus) !
Mise en œuvre / Applications ?
5) Phyto- et Rhizodégradation
•
Dépollution des sols contaminés par dégradation des polluants organiques en
composés plus simples et moins toxiques via l’utilisation de plantes,
d’amendements et des micro-organismes
Phytodégradation
Rhizodégradation
Dégradation
Absorption
Phytotechnology Technical and Regulatory Guidance and decision trees, revised, ITRC, 2009
5) Phyto- et Rhizodégradation
•
La bioremédiation est une technique couramment utilisée pour la dégradation des
hydrocarbures !
Dégradation des hycrocarbures par mise en andains (Tertre, SPAQuE)
• Inconvénients: manutention régulière et lourde, risques de dispersion
(vent), aspect paysager
 Peuvent être contrecarrés par l’utilisation de plantes
5) Phyto- et Rhizodégradation
Quels sites ?
 Temps disponible
 Usage futur du site ? Pression foncière ?
Le temps est pour cette technique nettement moins limitant !
 Niveau de contamination et hétérogénéité
Limitation par: - niveau de tolérance des organismes et temps disponible
- biodisponibilité des polluants
- localisation de la profondeur
5) Phyto- et Rhizodégradation
Quelles plantes ?
• Tolérance aux polluants
• Adaptation locale
• Biomasse aérienne et racinaire importante
• Pérennité du couvert
Programme MULTIPOLSITE, GISFI (France)
• Facilité d’implantation et de récolte
• Effet direct ou indirect sur la dégradation des polluants
Polluants organiques
Espèces préconisées
Hydrocarbures totaux, HAP,
BTEX
Graminées, légumineuses,
ligneux, miscanthus
PCB
Graminées, légumineuses
Solvants chlorés
ligneux
pesticides
Graminées, légumineuses
explosifs
Graminées, ligneux
Adapté de ADEME, les phytotechnologies appliquées aux sites
et sols pollués (2012)
5) Phyto- et Rhizodégradation
Quels amendements ?
 Amendements chimiques et/ou organiques: stimuler biomasse végétale et
l’activité microbienne
 Amendements biologiques (bactéries, mycorhizes)
Quelles pratiques culturales ?
Idem que pour autres techniques: aménagement du site, préparation du sol,
irrigation, fertilisation, contrôle phytosanitaire
Ne pas oublier le monitoring !
Mise en œuvre / Applications ?
Rhizodégradation des hydrocarbures (TOTAL / Haskoning / Earth and Life
Institute )
Conclusions – Points clés
1) Complexité des termes/techniques
 Simplification des termes: 3 grands groupes de techniques
2) Peu de retours d’expériences de terrain  est ce que cela fonctionne réellement?
 Pas mal de techniques maintenant au stade de démonstrations sur le terrain
Cfr exemples dans cette présentation et chez les prochains intervenants
3) Peu de protocoles/lignes directrices  pour mon site, quels sont les techniques,
plantes, pratiques adéquates ?
 Quelques espèces végétales, pratiques, itinéraires techniques mis en avant, mais
toujours en phase d’investigation/amélioration. Projets européens visant à
l’élaboration de guidelines
4) Difficulté de comparer le coût financier de la mise en application des techniques de
phytoremédiation par rapport aux méthodes conventionnelles
 Coûts difficiles à évaluer, conditionnés par la spécificité du site
Conclusions – Points clés
•
Nécessité de faire des tests préliminaires avant mise en œuvre  synergie entre
les groupes de recherche universitaires et le secteur privé
•
Nécessité d’avoir plus de retours d’expériences, et de réaliser des monitorings 
autre possibilité de synergie
•
Intérêt de combiner les techniques de phytoremédiation avec d’autres techniques,
pour pallier aux inconvénients inhérents à chaque technologie
•
Ajouter une plus-value économique à la remédiation (biodiesel, bois-énergie, …):
valorisation de terres marginales sans rentrer en compétition avec la production
de nourriture
Merci pour votre attention !