Les phytotechnologies en génie végétal Valérie BERT et Frédérique CADIERE

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1 Les phytotechnologies en génie végétal Valérie BERT et Frédérique CADIERE Valérie BERT, Direction des Risques Chroniques, Pôle Risque et Technologies Durables, Unité Technologies et Procédés Propres et Durables, INERIS Frédérique CADIERE, Direction villes et territoires durables, Service friches urbaines et sites pollués, ADEME

2 Les Phytotechnologies Utilisation de plantes sur site pollué Techniques en développement PHYTOEXTRACTION Dépollution partielle des sols pollués par les éléments traces PHYTOSTABILISATION (AIDEE) Mode de gestion des sols pollués par les éléments traces

3 Les phytotechnologies : alternative ou complément aux techniques conventionnelles, une solution de gestion parmi d autres Avantages Exploitent les propriétés physiologiques naturelles des plantes Améliorent ou restaurent les fonctionnalités du sol Limitent l érosion du sol, l envol des poussières, le lessivage Adéquation avec les principes du développement durable Valorisation foncière (aménagement paysager pérenne, revente de la biomasse produite) Gestion in situ des terres

4 Les phytotechnologies : alternative ou complément aux techniques conventionnelles, une solution de gestion parmi d autres Limites Accès au sol de surface colonisé par les racines Accès à la fraction phytodisponible de polluants Adéquation avec des projets long terme avec prise en compte de la pression foncière Enjeux Mieux définir le suivi et la surveillance nécessaires pour garantir la maîtrise des impacts Identifier les filières de valorisation de la biomasse produite Evaluer les côuts et les bénéfices

5 Quand peut-on utiliser les phytotechnologies?

6 Protocole de mise en place et d entretien

7 Compétences nécessaires Equipe projet: phytotechnologies, gestion des sites et sols pollués Equipe travaux: professionnels des espaces verts, agricoles, de la foresterie Besoins spécifiques (à déterminer en fonction du site)

8 PHYTOAGGLO Intégration des PHYTOtechnologies comme techniques de gestion et de traitement des sols pollués dans un projet de renouvellement urbain de la communauté de l AGGLOmération creilloise

9 Objectifs du projet PHYTOAGGLO Application des phytotechnologies à l aménagement de l éco-quartier Gournay Gestion de la contamination métallique des sols Paysagement de l aménagement urbain Maîtrise des impacts environnementaux Faisabilité technique et règlementaire Phytoextraction au Carrefour des Forges: technique de dépollution partielle des sols pollués Phytostabilisation sur la Voie nouvelle: mode de gestion des sols pollués destiné à immobiliser les polluants du sol

10 Localisation du projet PHYTOAGGLO Creil Phytostabilisation Phytoextraction

11 Dispositif expérimental Carrefour des Forges PHYTOEXTRACTION Choix d un arbre accumulateur à croissance rapide (Saule des vanniers) et d une espèce hyperaccumulatrice (Arabette de haller) Transfert significatif de polluants vers les parties aériennes Résistance aux polluants présents Croissance rapide et production de biomasse élevée Adaptée aux conditions climatiques et pédologiques Facilement récoltables Espèce compatible avec l aménagement paysager retenu o recréer la vallée du Thérain o faire entrer la végétation dans la Voie Nouvelle

12 Dispositif expérimental Carrefour des Forges Terres polluées excavées Salix viminalis Octobre 2012 Mars 2013

13 Dispositif expérimental Voie Nouvelle PHYTOSTABILISATION Choix d une graminée (Calamagrostis epigeios) Cf projet PHYTOSED Peu ou pas de transfert de polluants vers les parties aériennes Résistance aux polluants présents Espèce vivace Adaptée aux conditions climatiques et pédologiques Espèce compatible avec l aménagement paysager retenu o noue o entretien

14 Dispositif expérimental Voie Nouvelle Terres polluées excavées Calamagrostis epigeios Mai juin 2013

15 Dispositif expérimental Carrefour des Forges sur 580 m 2 : 350 saules des vanniers (Salix viminalis) ont été plantés en taillis à très courte rotation. Pour éviter l envol de poussières, l érosion et le développement de plantes indésirables, le sol a été recouvert d un mulch. sur 160 m 2 : 7 parcelles ont été préparées pour réaliser des essais d acidification du sol.

16 ph et concentrations en métaux dans les sols ph basique (8.09) non optimal pour la phytoextraction Hétérogénéité spatiale (Cd, Zn et Pb)

17 Juin 2015 Développement des saules 2 ans après la plantation Bonne croissance Bonne santé (a priori) Très peu de vandalisme

18 Taux d'accroissement (%) Juin 2015 Taux d accroissement des saules 2 ans après la plantation taux d'accroissement hauteur taux d'accroissement diamètre Taux de survie : 100% succès de la plantation à ce stade. Taux d accroissement en hauteur (%)= (Hauteur - Hauteur initiale)/ Hauteur initiale X 100. Si taux > 100 accroissement Taux d accroissement 2015 > 2014 ( 1.25 fois plus haut et 1.40 fois plus gros)

19 Juin Concentration en ETM dans les feuilles de saules Concentration en ETM (mg.kg - 1 ) BCF Cd total Zn total 2015 Accumulation de Zn et de Cd dans les feuilles à des concentrations non physiologiques (Zn > 200; Cd > 0,5) Concentration en ETM plus importante en 2015 (1.5 fois plus de Cd et 1.6 fois plus de Zn) qu en BCF: Concentration foliaire / concentration dans le sol BCF ~ 2,5 intérêt pour la phytoextraction (comportement accumulateur) Cd Zn Cu

20 Concentration foliaire en ETM Concentration en ETM dans les feuilles d arabette 10 8 Cd Zn 27/05/ /07/ /08/2015 (mg.kg -1 ) Concentration arabette > concentration des saules Concentration en Zn foliaire plus importante en fin d expérimentation

21 Voie nouvelle (phytostabilisation) [Cd] [Cu] [Ni] [Pb] [Zn] Calamagrostis < ± 0.81 < 0.5 < ± sol 1.64 ± ± ± ± ± 266 Pas d accumulation dans les parties aériennes, valeurs physiologiques Sol pollué (Cd,Zn), ph = 8.23 Calamagrostis = candidat pertinent Pas de modification du protocole de gestion Problème: occupation par les gens du voyage, rejets non identifiés et dégradations

22 Conclusions après 2 années de suivi Carrefour des Forges (phytoextraction): Succès de la plantation de saules à ce stade (développement et paysagement) Succès de l implantation de l arabette de Haller malgré un ph non optimal pour son développement Malgré un ph non optimal pour la phytoextraction (Zn,Cd) : Accumulation foliaire des saules en augmentation Accumulation foliaire de l arabette de Haller très supérieure à celle des saules Voie Nouvelle (phytostabilisation): Succès de l implantation de la graminée C. epigeios (développement et paysagement) Concentrations en Zn et Cd physiologiques

23 Perspectives Suivi des essais pendant 4 ans Carrefour des Forges: Augmenter l efficacité de la phytoextraction en collectant les feuilles des saules en réalisant plusieurs fauches d arabette de Haller en augmentant sa biomasse par ajout de fertilisant Utiliser la biomasse produite enrichie en Zn pour fabriquer des éco-catalyseurs pour la cosmétique, la pharmacie, la médecine (projet PHYTOCHEM)

24 Phytotechnologies: techniques douces de gestion des sites pollués Pour en savoir plus: Les phytotechnologies appliquées aux sites et sols pollués. Etat de l art et guide de mise en œuvre. ADEME/INERIS. Ed. EDP sciences. (2012). Travaux d aménagement et d entretien des zones naturelles. Règles professionnelles. Travaux de Génie végétal. N : N.C.1-R0, février Pp30.