Utilisation des technologies de réhabilitation basées sur l’action des plantes comme dernière étape de décontamination des sols

Christian Gosselin

directeur de projets, Génie environnemental

Étant donné que de nombreuses propriétés en milieu urbain demeurent inutilisées en raison des contaminants industriels présents dans leurs sols, les villes et les promoteurs immobiliers sont impatients de trouver de meilleures façons de remettre ces sites en activité.

Ils ont besoin de technologies fiables, rapides et rentables pour respecter les délais de planification. Les propriétaires fonciers doivent, par-dessus tout, répondre aux exigences des organismes de réglementation en ce qui concerne les sols traités s’ils veulent préparer ces terrains en vue de leur futur usage, que celui-ci soit résidentiel ou commercial.

Certains promoteurs envisageront des technologies de réhabilitation à base de plantes, y incluant la phytoremédiation et la rhizodégradation pour éliminer la contamination mais ils peuvent par ailleurs laisser de côté ces méthodes naturelles en raison du temps qu’il faut à ces dernières pour agir – on parle ici de quelques années, parfois jusqu’à plus d’une décennie.

Au lieu de cela, des technologies de réhabilitation chimique à action plus rapide peuvent être introduites afin que les sols puissent atteindre les niveaux réglementaires et que la propriété soit remise en service plus rapidement, et générer des revenus plus rapidement.

Les phytotechnologies présentent pourtant de nombreux avantages. Elles sont peu coûteuses, en partie parce qu’il n’est pas nécessaire d’excaver les sols contaminés ou de les déplacer hors site. La couverture végétale aide à limiter la propagation des contaminants par le vent, la volatilisation dans l’atmosphère ou l’infiltration dans les eaux souterraines. De plus, les sites où des phytotechnologies sont utilisées conservent une apparence naturelle et sont populaires auprès du grand public, ce qui aide à faire accepter les travaux par la collectivité.

Les phytotechnologies sont efficaces pour traiter les propriétés présentant une contamination faible mais généralisée, en particulier si les impacts sont surtout près de la surface.

Cependant, l’horizon à long terme de nombreuses méthodes de réhabilitation des sols à l’aide de plantes signifie qu’elles peuvent ne pas faire partie du cycle de planification de nombreux promoteurs immobiliers ou même de municipalités. Des sites peuvent donc demeurer inutilisés, et les contaminants qu’ils contiennent pouvant être répandus par le vent et les eaux souterraines, sans que l’on ait l’intention de les réhabiliter ou de les utiliser à meilleur escient.

Se pourrait-il que nous ayons mal appliqué les technologies de réhabilitation naturelle? Que se passerait-il si nous n’utilisions pas tant ces procédés comme principale technologie de réhabilitation mais plutôt pour aider les propriétés déjà en voie de réhabilitation à franchir les dernières étapes vers le respect des normes réglementaires?

Golder a récemment expérimenté l’une de ces méthodes, la rhizodégradation, comme technologie de polissage pour des sols impactés. La rhizodégradation se produit dans la rhizosphère, qui est la couche supérieure de sols affectée par les plantes, leurs racines et les micro-organismes dont elles constituent le milieu de vie.

La rhizodégradation fait intervenir les plantes, mais seulement indirectement – elle se concentre sur l’utilisation des micro-organismes, qui sont renforcés par la présence des racines des plantes dans le sol.

Ces racines facilitent la biodégradation des contaminants, en partie en libérant de l’oxygène dans le sol, ce qui permet d’alimenter les micro-organismes bénéfiques. Les racines fournissent également une surface pour la colonisation des bactéries et d’autres organismes, augmentant le nombre de bactéries et l’activité métabolique. De plus, les racines augmentent la biodisponibilité du contaminant, ce qui permet aux micro-organismes d’effectuer plus facilement leur travail de réhabilitation.

Dans le cadre d’un projet récent, Golder a testé la rhizodégradation après une première étape de dégradation biologique en biopile, qui est une technologie de bioremédiation dans laquelle les sols excavés sont regroupés en tas de compost.

Le procédé en biopile a permis de réduire les concentrations du contaminant, un hydrocarbure chloré, de plus de 95 %.  Toutefois, l’objectif de réhabilitation exigé par l’organisme de réglementation était inférieur à 0,44 partie par million (ppm). Les résultats des tests ont montré que l’efficacité du traitement en biopile s’est stabilisée autour de 1 à 5 ppm, ce qui signifie que la cible n’a pas été atteinte.

Notre question était donc de savoir si la rhizodégradation pouvait nous permettre d’atteindre l’objectif de réhabilitation des sols traités en biopile.

La solution de Golder a consisté à étendre une couche de terre de 60 cm (24 po) d’épaisseur sur le sol. Nous avons labouré le sol, enlevé les roches et ajouté des éléments nutritifs tels que l’azote, le phosphore et le potassium ainsi qu’un type bénéfique de champignons. Ces étapes ont préparé le sol pour l’ensemencement avec des plantes spécialement choisies pour leur capacité à contribuer à la réussite du projet.

Nous avons sélectionné des plantes qui arriveraient à maturité rapidement (en moins d’un mois) et qui développeraient rapidement un système racinaire dense afin de fournir l’environnement nécessaire pour que les micro-organismes puissent assainir les contaminants restants. Nous avons également choisi les plantes en fonction de leur capacité à décomposer les sols denses de type argileux – ex. le sarrasin, le ray-grass et l’avoine – pour mieux distribuer les micro-organismes. Le radis et la moutarde ont été ajoutés parce qu’ils produisent une grande biomasse et qu’ils ont des racines particulièrement utiles pour soutenir le processus de réhabilitation.

Après 30 jours, les plantes étaient à pleine maturité, avec des racines descendant entre 40 et 60 cm (16 et 24 pouces). Plus important encore, le sol a atteint l’objectif de réhabilitation de 0,44 ppm et s’est avéré contaminé 80 % moins que le sol d’origine.

Nous avons de nouveau labouré le sol et continué le traitement avec une autre phase de croissance. Les résultats ont été suffisamment encourageants pour que le client approuve la mise en œuvre à grande échelle.

Comme le montre cet exemple, la technologie de phytoremédiation a réussi à améliorer la qualité de l’eau et du sol en étant combinée à une autre technologie d’assainissement. Cet essai sur le terrain aide à démontrer que ces technologies occupent une place bien méritée dans la boîte à outils mise à la disposition des propriétaires de sites touchés, et ce partout dans le monde.

Christian Gosselin

directeur de projets, Génie environnemental

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