Les problèmes dus aux sols pollués en France

Les problèmes dus aux sols pollués en France

Problématique générale et objectifs du stage

Depuis le milieu des années 80 et le début des années 90, la politique de gestion de la pollution des sols s’est développée avec trois axes principaux : 1: prévenir la pollution, 2: garantir l’adéquation des sols et des usages futurs et 3: conserver les données sur les anciens sites pollués et leur réhabilitation. Au niveau de l’Union Européenne, de nombreux textes ont été votés et mis en oeuvre par les Etats membres pour limiter la pollution des sols et des eaux souterraines. Ces lois sont d’autant plus importantes que le nombre de friches industrielles augmente et qu’il est nécessaire de les reconvertir afin de contribuer à la restriction de l’étalement urbain.

Les législations concernent la prévention et la réduction de la pollution, la pollution par les nitrates, la mise en décharge des déchets, la limitation des émissions de certains polluants et bien d’autres thèmes sur la pollution des sols et des eaux. Aujourd’hui en France, après 200 ans d’activité industrielle, la pollution des sols est une problématique environnementale. Le Circulaire du 8 février 2007 repose sur deux axes: la prévention de la pollution avec un contrôle plus poussé des prescriptions faites sur un lieu contaminé et la maîtrise des sources de pollution en utilisant des traitements bien précis, adaptés aux caractéristiques du lieu. Le Grenelle de l’Environnement initié en 2007, a pour objectif de préparer des décisions à long terme au niveau de l’environnement et du développement durable. Ce processus public a permis de promouvoir la protection des sols et eaux souterraines.

En août 2009, la Loi Grenelle 1 fixant les objectifs et les orientations principales a été votée. En juillet 2010, la Loi Grenelle 2 a été adoptée et elle définit les mesures concrètes ainsi que leur mise en oeuvre. En termes de dépollution des sols, dans l’Article 43 de la Loi Grenelle 2, il a été précisé que « les techniques de dépollution par les plantes seront de préférence utilisées » dans un chapitre intitulé « L’environnement et la santé » (Van de Maele, 2011). Il est donc essentiel aujourd’hui d’essayer de comprendre, de définir et d’approfondir les techniques utilisant les plantes associées ou non à des microorganismes pour dépolluer les sols: il s’agit de la phytoremédiation. Parmi les projets qui ont été développés sur la phytoremédiation, très peu ont abouti sur une mise en situation réelle.

Les stations ASTREDHOR Sud-Ouest et ASTREDHOR Grand-Est ont décidé de lancer en 2013 un Programme National sur la phytoremédiation. L’étude porte sur l’évaluation du cycle de vie d’un procédé de dépollution d’un sol contaminé, à l’aide de plantes ornementales avec association de champignons mycorhiziens. Une étude bibliographique des espèces de plantes ornementales candidates pour la phytoremédiation a été effectuée. Après le choix des plantes ornementales, trois échelles d’étude différentes sont envisagées : 1: sur un substrat perlite avec une inoculation au plomb des plantes sous serre, 2: sur un sol pollué sous serre et 3: sur un site pollué. Les objectifs sont de déterminer si les plantes ornementales choisies, avec association de champignons mycorhiziens, sont candidates et efficaces dans le procédé de dépollution d’un sol contaminé et si les microorganismes participent à la réussite de ce processus. A terme, la finalité de ces travaux serait de développer une nouvelle filière permettant de valoriser les productions ornementales des professionnels en concevant éventuellement une gamme de plantes adaptées et spécialisées à cette technique de dépollution.

Les problèmes dus aux sols pollués en France

Selon l’Analyse stratégique de la filière de la dépollution des sites publiée par le Ministère en charge de l’Environnement en 2008, la France compte entre 300 000 et 400 000 sites potentiellement pollués avec une surface d’environ 100 000 hectares (Cadière, 2012). En 2016, selon la base de données Basol, 6351 sites et sols référencés seraient pollués ou potentiellement pollués, appelant à une action de l’administration à titre préventif ou curatif. Les pourcentages des diverses actions menées sur les sites pollués sont présentés en Figure n°2. Les sites traités avec surveillance ou restriction d’usage représentent tout de même 58% même si 34% des sites sont en cours d’évaluation ou en cours de traitement. Début 2012 en France, près de 25% des sites inventoriés dans Basol sont pollués par les métaux et les métalloïdes et près de 65% par des familles d’hydrocarbures. Trois métaux sont le plus souvent retrouvés : le plomb signalé dans 17% des sols ainsi que le chrome et le cuivre dans 14% des sols (Moreau, 2013).

Près de 40% des sites et sols pollués sont concentrés dans les régions de Rhônes-Alpes, du Nord-Pas-de-Calais et d’Ile-de-France. L’Aquitaine présente 596 sites pollués soit 9,38% de tous les sites pollués en France. Parmi les départements de l’Aquitaine, la Gironde présente 306 sites pollués soit 51,3% de tous les sites pollués d’Aquitaine avec 29 sites pollués pour la ville de Bordeaux (Basol, 2012). Au cours de leur cycle, les différentes formes des polluants leur permettent d’atteindre les eaux souterraines, les plantes, les eaux superficielles et au final l’homme par la contamination de la chaîne alimentaire. Par conséquent, dès qu’un sol est contaminé, il représente donc une menace pour la sécurité alimentaire. En effet, dans la Figure n° 3, le cycle de vie des polluants dans le système sol-plante peut entraîner une contamination de la chaîne alimentaire par différentes voies : via les animaux ayant consommé une plante contaminée, via la contamination des eaux souterraines ou via l’atmosphère (Morel, 2012).

Les traitements mis en place

Les techniques de dépollution d’un site varient en fonction des milieux concernés par la pollution (sols ou eaux), du support (déchets ou produits divers), du devenir du polluant et du lieu, des exigences de temps, des coûts, d’efficacité et d’espace. Elles peuvent être classées selon trois critères : la nature des procédés employés (physiques, biologiques, thermiques ou chimiques), le lieu de traitement (hors site, sur site ou in situ) et le devenir des polluants (immobilisation ou, destruction totale ou partielle) (Dadrasnia, Shahsavavri et Emenike, 2013). La Figure n°4 représente un schéma des différentes stratégies de remédiation des sols pollués classées en deux catégories : les traitements directement sur place permettant la réutilisation des sols ou hors site nécessitant souvent un centre de stockage (Morel, 2012). Les traitements les plus couramment utilisés pour traiter les terres polluées sont le stockage de déchets dangereux dans des sites spécialisés, le procédé biologique et le confinement (Moreau, 2013).

Les procédés biologiques utilisent des plantes et des microorganismes pour favoriser la dégradation totale ou partielle des polluants. D’autres permettent aussi de fixer ou de solubiliser certains polluants. Le confinement consiste à empêcher ou limiter la migration des polluants (Colombano et al., 2010). L’avantage des techniques classiques est qu’elles donnent des résultats rapides de dépollution mais elles demandent un travail intensif et une consommation d’énergie, elles sont coûteuses et affectent le sol au niveau de ses propriétés biologiques (Arshad et al., 2008 ; Jadia et Fulekar, 2009). En fonction de l’utilisation future du lieu concerné par la pollution du sol, il est possible d’adapter le traitement en utilisant des techniques plus respectueuses de l’environnement et s’inscrivant dans une démarche de développement durable.

Les définitions « Les phytotechnologies ou la phytoremédiation regroupent un ensemble de techniques qui utilisent des espèces végétales, avec ou sans combinaison à des amendements, pour extraire, immobiliser ou dégrader des polluants organiques ou inorganiques. D’une manière générale, les composés inorganiques sont immobilisés ou extraits alors que les composés organiques sont dégradés ». La phytoremédiation fait partie des traitements biologiques in situ, permettant une action jusqu’à 50 cm de profondeur. Elle comprend plusieurs techniques : la phytostabilisation, la phytoextraction, la phytovolatilisation, la phytodégradation et la phytostimulation (Selecdepol, 2013). Les différentes techniques sont représentées dans un schéma en Figure n°6. Parmi ces techniques, la phytostabilisation permet la réduction de la mobilité des polluants essentiellement métalliques (par adsorption, précipitation et maintien physique (confinement)) et la prévention de leur migration (biodisponibilité, lessivage, réenvols des sols de subsurface potentiellement pollués…). Ce traitement agit essentiellement dans les racines et dans la rhizosphère, zone périphérique des racines. Il ne dépollue pas les sites ou les sols mais permet de maîtriser les risques grâce à la stabilisation des éléments traces du sol en évitant les réenvols de sols de subsurface.

Grâce aux plantes, la phytoextraction consiste à extraire les contaminants (essentiellement les métaux biodisponibles), les transférer et les stocker dans la biomasse aérienne des plantes alors que la rhizofiltration concerne plus précisément la partie racinaire. Ce traitement permet la réduction des concentrations de polluants à traiter dans les sols mais seulement partiellement car il ne concerne que la fraction biodisponible des polluants. La partie aérienne contenant des polluants est ensuite récoltée, traitée et valorisée (calcination, mise en décharge, valorisation en métallurgie ou en biosynthèse…). La capacité de la plante à stocker les polluants sans effets néfastes sur son développement et à produire une biomasse importante détermine son efficacité pour la phytoextraction. Les plantes concernées par ce processus sont des herbacées, des arbustes, des arbres ainsi que des plantes dites « hyperaccumulatrices » qui ont été mises en évidence. Les plantes « hyperaccumulatrices » sont capables d’accumuler des éléments traces métalliques à une concentration tissulaire d’environ 100 fois supérieure à celle des espèces végétales classiques.

Table des matières

INTRODUCTION
Présentation de l’établissement
Problématique générale et objectifs du stage
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I.Contexte et enjeux de l’étude
1.1. Le sol et la pollution
1.2. Les problèmes dus aux sols pollués en France
1.3. Les traitements mis en place
1.4. Les Eléments-Traces Métalliques
II.La phytoremédiation
2.1. L’Historique de la phytoremédiation
2.2. Les définitions
2.3. La participation des microorganismes
2.4. Les coûts de mise en place et de suivi
2.5. Les projets mis en place et les acteurs de la phytoremédiation
2.6. Les plantes dépolluantes
MATERIELS ET METHODES
I.Matériels d’étude
1.1. Le matériel végétal
1.2. Les microorganismes
II.Méthodes
2.1. Techniques culturales
2.2. Dispositifs expérimentaux
III.Notations effectuées
IV.Tests statistiques utilisés
RESULTATS
I.Comparaison du développement et du comportement des plantes
1.1. Poids frais et poids secs sur support perlite avant inoculation au plomb
1.2. Classes racinaires
II.Observations des plantes après inoculation au plomb
2.1. Partie racinaire
2.2. Partie aérienne
III.Observations microscopiques
IV.Analyse du plomb dans les supports de culture
4.1. Sur perlite
4.2. Sur sol pollué
DISCUSSION
I.Analyse de l’efficacité de la plante pour la phytoremédiation
1.1. Mise en place
1.2. Entretien
1.3. Efficacité des plantes à dépolluer
Analyse de l’efficacité des champignons mycorhiziens
Attentes sur les futurs essais
3.1. Essai sur sol pollué
3.2. Essai sur site pollué
Aspect social de la phytoremédiation
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Bibliographie
Sitographie
ANNEXES

Télécharger le rapport complet