Programmes de recherche et développement nationaux et internationaux

I.2.2.7.1. Programmes de recherche nationaux

1) ANR - Agence Nationale de la Recherche (www.agence-nationale-recherche.fr): Programme PRECODD

Le programme PRECODD couvre les technologies de l'environnement centrées sur la réduction à la source, le traitement et la mesure des émissions polluantes d'origines

industrielles et urbaines. PRECODD est un programme de recherche technologique en partenariat public/privé qui vise à favoriser un partenariat entre les principales parties prenantes (organismes de recherche, grandes entreprises, PME, pouvoirs publics en tant que donneurs d'ordre) dans le secteur des écotechnologies.

Une grande partie de mon travail de thèse s’insère dans un projet ANR PRECODD nommé PHYTOPOP. L’objectif général de ce projet était d’évaluer l’efficacité du peuplier pour la dépollution de sites pollués par les métaux et notamment de rechercher les solutions les plus adaptées à la phytoextraction, au traitement et à la valorisation de la biomasse produite. Les trois objectifs spécifiques sont les suivants :

1. l’implantation d’itinéraires culturaux différenciés, sur la base de la densité de population, qui permettront de définir, à terme, le meilleur compromis coût/efficacité de ces types de plantation. Deux densités de plantations ont été mises en place sur le site expérimental de Pierrelaye : TCR (Taillis à Courte Rotation ; 1000 tiges/ha, rotations de 7 à 8 ans) et TTCR (Taillis à Très Courte Rotation ; 10000 tiges/ha ; rotations de 2 à 3 ans). Les TTCR peuvent ainsi mobiliser rapidement de grandes quantités de biomasse. Les rendements de biomasse sont de l’ordre de 10 t ha^-1 an^-1 avec les espèces couramment utilisées mais peuvent atteindre 20 t ha^-1 an^-1 avec des cultivars plus performants. Il était nécessaire de tester un nombre conséquent de cultivars pour tester leur comportement sur sol pollué.

2. L’étude des conditions possibles de valorisation de la biomasse produite. La biomasse susceptible de fixer les éléments polluants des sols est constituée de la biomasse pérenne (bois, tronc, racines), dont la gestion est bien connue et de la biomasse annuelle (feuilles). Les techniques à employer pour la récolte de la biomasse annuelle sont étudiées dans le cadre de ce projet afin d’optimiser les conditions de récolte. Il est nécessaire de suivre le cheminement des polluants que cette biomasse aura fixés dans le cycle de combustion, et en particulier dans les cendres et dans les fumées produites tout en testant l’effet de filtres applicables dans ces chaudières. Une étude de la qualité des cendres produites permettra par ailleurs de fixer les filières de valorisation ou d’élimination requises.

3. L’identification de marqueurs moléculaires de la tolérance aux métaux. La sélection

in fine des peupliers d’intérêt pour la phytoremédiation se fera sur la base de leurs

performances à décontaminer des sols pollués. Des gènes cibles ont été sélectionnés, appartenant à des familles de transporteurs de métaux et dont les caractéristiques biochimiques et fonctionnelles sont étudiées. Mon projet de thèse s’inscrivait parfaitement dans ce troisième objectif.

Tableau 20: Quelques études en champ de phytoremédiation sur sites pollués aux métaux lourds.

Contaminant Espèce et détails Institution/Industrie/Compagnie Localisation

Métaux lourds ^{Brassica juncea et} Helianthus annuus

Edenspace system carporation, Reston, VA, USA

Plusieurs sites aux USA

As Pteris vittata New Jersey, USA Cd, Zn, Pb Thlaspi caerulescens Dr Chaney et al. St Paul, Minnesota, USA Pb, Cd Brassica juncea ^{Phytotech, Florida State University,}

IETU ^{Katowice, Pologne} Zn, Cd Salix viminalis ^{Swiss Federal Institute of}

Technology

Suisse sur une ancienne décharge

Ni, Cu, Zn, Cd Salix sp. University of Glasgow ^{Dépôt d’eaux usées} (Angleterre)

Zn

Helianthus annuus Zea mays,

Arabidopsis halleri

International Graduate School Zittau

Décharge de Zn, République Tchèque Cu, Zn, Cd Nicotiana tabacum Plusieurs institutions Dornach, Suisse Zn, Cu, Pb,

Cd ^{Graminées Limburgs University}

Site pollué par usine de Zn Lommel, Belgique

Zn, Cu, Pb,

Cd ^{Graminées Limburgs University}

Terrain de jeu contaminé Overperlt, Belgique Zn, Cu, Pb,

Cd ^{Brassica napus Limburgs University}

Sol contaminé au Zn, Cd Balen, Belgique

Pb,Cd,Zn, Cu,

As, Sb, Ti ^{Plantes variées Plusieurs institutions}

Mine d’Aznalcollar, Espagne

Pb ^{Brassica juncea et} Helianthus annuus

Site de Daimler Chrysler’s Detroit Forge, USA Pb ^{Brassica juncea et}

Helianthus annuus

Installation industrielle, Connecticut, USA Pb Brassica juncea Trenton, NJ, USA

2) BRGM-Géosciences pour une Terre durable (www.brgm.fr).

Le programme de recherche du spécialiste français des géosciences est réparti dans 57 projets présentés selon 9 domaines : cartes et informations géologiques, eau, ressources minérales, risques naturels, environnements pollués, énergie, métrologie, modélisation, géologie-biologie.

3) GISFI - Groupement d'Intérêt Scientifique sur les Friches Industrielles (www.gisfi.fr)

Le GISFI est basé sur trois thématiques : dynamique des pollutions et risques associés, technologies de traitement, conception de cahier des charges pour la requalification durable des espaces dégradés.

4) RECORD - Recherche coopérative sur les déchets et l'environnement (www.record-net.org)

RECORD est un réseau ouvert à toute organisation publique ou privée. Il permet la réalisation de recherches dans le cadre d’une coopération tripartite tout à fait originale entre industries, organismes publiques et chercheurs. Outre les programmes réalisés, cette coopération fait de RECORD un lieu privilégié d’échanges ainsi qu’un outil de veille technologique et scientifique.

Au programme de 2008, 13 projets s'organisant parmi les axes thématiques suivants : - Connaissance et caractérisation des déchets et des pollutions (31%)

- Traitement et valorisation des déchets et des sols (38%) - Evaluation des impacts sanitaires (16%)

- Evaluation des impacts environnementaux (15%)

I.2.2.7.2. Programmes de recherche internationaux

Des programmes de recherche internationaux sont également en cours. Quelques exemples des études menées sont consignés dans le Tableau 20.

Figure 19: Les différentes espèces de peuplier. Le peuplier appartient avec le genre Salix à la famille des Salicacées. Les différentes espèces de peuplier se répartissent en 6 sections selon leurs caractéristiques phénotypiques et biologiques. Les 4 espèces de peuplier les plus populaires sont indiquées au sein des populations auxquelles elles appartiennent (D’après Eckenwalder, 1996).

Populus deltoides Populus nigra Populus trichocarpa Populus alba

Populus deltoides Populus nigra Populus trichocarpa Populus alba

Leucoides Aigeiros Tacahamaca Populus Abaso _Turanga

Populus _Salix

Salicacées

Eudicotylédones Monocotylédones

I.2.2.7.3. Réseau de phytoremédiation européen

En Europe, un réseau dédié à la phytoremédiation existe depuis 1998. Le COST Action 837 (http://lbewww.epfl.ch/COST837) regroupe des scientifiques de tous bords dans une approche transversale et interdisciplinaire de la phytoremédiation.

Plusieurs programmes européens sont actuellement en cours dans le cadre du 7ème PCRD. Le projet Phytodec (http://www.Phytodec.nl), par exemple, a pour objectif la mise au point d’un outil d’aide à la décision en phytoremédiation par comparaison avec les techniques de génie civil plus couramment utilisées.

Aux Etats Unis, de nombreuses recherches fondamentales et appliquées sont réalisées et financées par des départements du gouvernement (Département de l’Agriculture et Département de l’Energie) ou des agences gouvernementales (Agence de Protection de l’Environnement EPA, http://es.epa.gov). Aux Etats Unis, plus de 200 projets sont actuellement menés grandeur nature.

En Europe comme aux Etats Unis, la phytostabilisation a fait ses preuves. En Europe, l’exemple le plus démonstratif est celui de Maatheide en Belgique. Le traitement de ce site, très fortement contaminé en Zn et en Cd, a été réalisé par ajout d’un résidu d’incinération, la béringite, et revégétalisé. Le suivi des paramètres écologiques et chimiques de ce site pendant 10 ans atteste le succès de cette expérience pilote.