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

1. Le saule Pourquoi est-il un bon candidat dans la remédiation douce des sols contaminés ? Aricia Evlard PhD Student Gx ABT, ULg aevlard@gmail.com Operation Tournesol 19 Fev 2013

2. La phytoremédiation Utilisation des plantes et leur microflore associée Bloquer 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 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) Operation Tournesol 19 Fev 2013

3. Pas de symptômes toxicité • Couleur normale Symptômes toxicité Carence Mort Kieffer et al., 2009. Combining Proteomics and Metabolite Analyses To Unravel Cadmium Stress-Response in Poplar Leaves. Journal of Proteome Research, 8, 400–417. Operation Tournesol 19 Fev 2013

4. Mécanismes de tolérance Accumulation • Séquestration cellulaire (foliaire, tige) • Détoxification • = Tolérance par accumulation • Exclusion • Séquestration cellulaire racinaire min. • Pas de transfert aérien • = Tolérance par exclusion Piégeage Operation Tournesol 19 Fev 2013

5. Techniques de phytoremédiation Accumulation Phytoextraction • Séquestration cellulaire (foliaire, tige) • Détoxification • = Tolérance par accumulation • Production importante de biomasse • Forte accumulation des métaux lourds • Miscanthus, maïs, colza,… • Ligneux (peuplier, saule, aulne) • Exclusion • Séquestration cellulaire racinaire min. • Pas de transfert aérien • = Tolérance par exclusion Piégeage Operation Tournesol 19 Fev 2013 • Blocage des polluants • Limite le lessivage vers les nappes phréatiques Phytostabilisation

6. Ecolirimed : Développement d'une filière d'écotypes ligneux (saule, aulne) pour la fixation • durable et la phytoremédiation des berges de cours d'eau. • Aspect phytosanitaire : impact Phytophtora alnisur l’aulne • Aspect phytoremédiation : étude de la tolérance du saule et de l’aulne aux métaux lourds • ecoliri.cra.wallonie.be • 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 Operation Tournesol 19 Fev 2013

7. Présentation des essais Croissance ? Mesures de tolérance ? Teneurs en métaux ? Operation Tournesol 19 Fev 2013 photos : A.Evlard (LTE, GXABT-ULg)

8. Voici quelques résultats… • Croissance variable • 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 ? Operation Tournesol 19 Fev 2013

9. Solution 1 La phytoEXTRACTION Operation Tournesol 19 Fev 2013

10. 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

11. Et les métaux dans le bois ? • 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) • Voie « Valorisation matière» • Cimenterie, panneaux de particules, papeterie,… • Faisabilité économique Operation Tournesol 19 Fev 2013

12. Le saule permet-il d’assainir mon terrain ? • Résultats issus d’essais en lysimètres : besoin d’essais in situ • 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) (Greger & Landberg, 1995) • Technique lente: 100 à 600 ans (5 à 0,5 mg Cd/kg teneur totale) Operation Tournesol 19 Fev 2013 Operation Tournesol 19 Fev 2013 12

13. Solution 2 La phytoSTABILISATION Operation Tournesol 19 Fev 2013

14. 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 Operation Tournesol 19 Fev 2013

15. 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. Operation Tournesol 19 Fev 2013

16. Projet in situ Pollution du sol ↓ < VI mais > VS ↓ « Pas d’urgence » Gestion des risques • Intérêts de la phytostabilisation • Depuis 20 ans, site en jachère, « laisser-aller » • Gestion des risques • Via occupation du site raisonnée • Via 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. Operation Tournesol 19 Fev 2013

17. 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…) Operation Tournesol 19 Fev 2013