Chapitre 1.2: Les sites contaminés en éléments traces et les différentes techniques de remédiation
III. Techniques de rémédiation
III.2. Remédiation les sols contaminés par les plantes (phytoremediation)
III.2.2. La phytostabilisation
La phytostabilisation est une des techniques de phytoremediation la plus éprouvée. La phytostabilisation peut également être appelée reverdurisation ou revégetalisation. Cette technique de remédiation est particulièrement indiquée dans le cas de vastes zones contaminées caractérisée par une forte phytotoxicité du substrat (Bolan et al., 2011 ; Pérez-de-Mora et al., 2006, 2011; Domínguez et al., 2008, 2009) et pour les quelles la contamination est trop importante pour pouvoir être traitée dans un délai raisonnable par phytoextraction. Cette technique n‘est pas une méthode de dépollution au sens strict, mais elle permet d‘immobiliser in situ les éléments traces métalliques et de diminuer les pools labiles des contaminants dans les sols. La phytostabilisation est réalisée grâce à l'utilisation de plantes qui ont la capacité d‘adsorber les contaminants, ou de stabiliser le sol via le système racinaire, protégeant ainsi les sols de l‘érosion par le vent et l‘eau et réduisant les percolations d‘eau à travers le sol. Cette technologie est également efficace pour empêcher la dispersion des contaminants dans les eaux de surface ou souterraines. Les plantes peuvent immobiliser les contaminants dans la zone racinaire par l‘exsudation de composés chimiques, par l‘inhibition des protéines de transport dans les membranes racinaires et par le stockage des contaminants dans les vacuoles des cellules racinaires (Bert et Deram, 1999 ; Anonyme, 2009). L‘efficacité de cette technique peut être améliorée par l‘application des amendements fertilisants et/ou stabilisants, organiques et/ou minéraux au sol avant la mise en culture (Vangronsveld et al., 1995) pour accroître les qualités nutritives et diminuer la mobilité des métaux et la phytotoxicité du substrat. On parle alors de phytostabilisation aidée (Mench et al., 2005, Vangronsveld et al., 1995). Cette technique se décompose en deux étapes, l‘immobilisation des contaminants et l‘implantation de végétaux tolérants aux contaminants des sols. Les plantes utilisées en phytostabilisation doivent avoir certain caractères. Elles doivent (1) être tolérantes aux métaux du site à remédier, (2) être adaptées aux conditions climatiques et pédologiques du site, (3) avoir un système racinaire bien développé pour stabiliser efficacement le sol, (4) accumuler les métaux dans les racines et les transférer le moins possible dans les parties aériennes, afin d'éviter la contamination du couvert végétal, et (5) induire une importante couverture végétale (Berti et Cunningham, 2000).
50 - des minéraux phosphatés;
- des amendements calciques;
- des aluminosilicates purs ou associés; - des oxydes ou hydroxydes de Fe, Al et Mn; - divers substrats organiques.
Les amendements changent la forme chimique des contaminants dans le sol et permettent la diminution de leur disponibilite et donc de leur toxicité (ADEME, 2010 ; Dechamp et Meerts, 2003).
Lorsque la contamination est localisée dans les premiers centimètres du sol, les meilleures plantes dans ces conditions pour la phytostabilisation sont généralement des graminées (pelouse) comme Agrostis tenuis (Vangronsveld et al., 1995a; Vangronsveld et al., 1995b), tandis que dans le cas de contaminations plus profondes, la meilleur façon pour traiter ce type de contamination est l‘utilisation d‘arbres et d‘arbustes comme les peupliers et les saules, qui ont une réseau racinaire plus développé que les graminées. Au final, la mobilité du contaminant et son entrée dans la chaîne alimentaire sont réduites, et le couvert végétal va permettre d‘accélérer le processus d‘atténuation naturelle du sol (Wong, 2003).
III.2.2.1. Avantages et limites de la technique de phytostabilisation
Les avantages
La phytostabilisation est une technique récente. Seuls quelques essais de phytostabilisation ont été appliqués sur des sites contaminés pour tester l‘efficacité de cette technologie à réduire la mobilité des métaux dans les sols (Mench et al. 2005; Peng & Yang 2005 ; Peng et al. 2005 ; Vangronsveld et al. 1996).
Les avantages de cette technologie est sa capacité à réduire la mobilité des éléments traces dans les sols et donc le risque des contaminants inorganiques sans les enlever de leur emplacement et à protéger/reconstructruire les sols car cette technologie ne génère pas de déchets contaminés qui nécessite un traitement secondaire. Elle est également capable de restaurer la couverture végétale par la restauration écologique de milieux fortement anthropisés. L‘effet combiné des amendements et de l‘installation d‘un couvert végétal semble efficace et persistant dans le temps. Il faudra toutefois prévoir et maintenir un suivi de la dynamique des métaux dans le système sol-eau-plante après traitement. Cette technique s‘applique principalement à des contaminations aux éléments traces métalliques. Elle constitue une technologie privilégiée pour les sites fortement contaminés. La manutention associée à cette écotechnologie par rapport à d'autres technologies d'assainissement comme l'excavation est limitée (semblable à celle des procédés agricoles), et les coûts sont généralement plus bas. Toutefois, les coûts réels dépendent des conditions particulières au site (profondeur de la contamination, l'état des sols, le besoin de conditionnement du sol et le labourage).
Les inconvénients
52 1- Les contaminants ne sont pas extraits des sols et laissés en place sous des formes peu ou pas mobiles éventuellement mobilisables par des modifications de conditions physico-chimiques des sols
2- Il faut choisir aussi des plantes qui peuvent stocker préférentiellement les métaux dans leurs racines, ce sont les « excluders » (Masarovičová et al., 2010).
3- Si les concentrations de contaminants sont élevées, les effets toxiques peuvent empêcher les plantes de se développer jusqu'à la réduction de leur biodisponibilité pour les plantes.
4- Si des amendements de sol sont utilisés, ils peuvent avoir besoin d'être réappliqués régulièrement pour maintenir l'efficacité de l'immobilisation des contaminants dans les sols.
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