Faire avec un site pollué : d’une contrainte à un programme

Faire d’un site polluée : d’une contrainte à un programme

Selon le rapport de BRGM, les sols sont très pollués en raison de ses activités industrielles dans la soude et dans les engrais. L’eau de l’étang est quant à elle polluée par le surplus de nutriments engendrés par le dépôt d’engrais lors de l’activité de l’usine. Ce surplus a permis la prolifération d’algues à sa surface. La dépollution peut se faire par les plantes ou phytoremédiation.

Dans le cas des algues, différentes expérimentations ont lieu, notamment à Arles dans l’atelier LUMA. Cet atelier propose de revaloriser les déchets issus de la phytoremédiation. Nous allons donc voir les différentes pollutions présentes sur le site, puis les procédés de la phytoremédiation et enfin comment revaloriser ces « déchets » verts avec les biocatalyseurs.

Les pollutions présentes sur le site

Les pollutions ont toujours été un problème à Rassuen, ainsi de nombreux arrêtés préfectoraux demandent aux dirigeants de maitriser les émanations de l’usine et ce dès 1824. La mairie demande alors l’ajout de condensateur. L’usine est en effet accusée de dévaster les champs alentours et de contribuer aux mauvais états de santé des personnes habitants dans le hameau de Rassuen.

Durant les 180 ans d’histoire du site, de nombreux polluants se sont infiltrés dans les sols. Ainsi, les fours à pyrites, situés au Sud de l’usine ont laissé des traces métalliques comme le sulfure de fer. D’autres impuretés ou poussières de métaux sont restés : plomb, cuivre, arsenic, nickel, zinc. Elles sont donc principalement présentes au centre et au Sud de la parcelle (Rousseau, 2013).

Les scories ou résidus solides engendrés par les fours étaient acheminées dans les crassiers en dehors de l’enceinte de l’usine, au Nord (de l’autre côté de la RN165) et au Sud (au niveau du talus actuel).

Les ateliers de superphosphates, situés au Nord ont quant à eux engendrés des pollutions en baryum et phosphogypse très toxiques et également transportés dans les crassiers.

L’atelier de production d’engrais situé au Sud de l’usine, utilisait du cuivre et du chlore dans la dissolution, pour lesquels il reste des traces. Des hydrocarbures et du cyanures sont également présents dans les différents rapports fait par BRGM et Antéa. La contamination des sols est généralisée puisque des remblais ont été fait pour la création de voie, utilisant les sols pollués. De nouvelles expertises sont actuellement en cours pour affiner ces données.

Phytoremédiation

La contrainte de la pollution peut devenir une opportunité dans ce projet, puisqu’elle permet d’axer la programmation autour d’un centre d’expérimentation liée au phytotechnologie dépolluante.

Définition La phytoremédiation est un traitement biologique des sols pollués par l’utilisation de plantes et micro-organismes qui vont éliminer, dégrader ou inactiver les contaminants des sols.[1] Ce procédé peu coûteux fonctionne à l’énergie solaire et permet la valorisation de la biomasse végétale produite à partir du traitement. Il a l’avantage de ne pas modifier la morphologie du sol, ni de changer sa composition, et de permettre de traiter des sols modérément contaminés ainsi que de plus grandes surfaces connaissant une pollution diffuse, telles les terres agricoles (Sterckman, Ouvrad S, Leglise, 2011)

La phytoremédiation regroupe cinq procédés différents : la phytostabilisation, la rhizodégradation, la phytodégradation, la phytoextraction et la phytovolatilisation. La phytostabilisation consiste à utiliser des plantes pour réduire la mobilité des polluants, et donc leurs transferts horizontaux et verticaux. Un couvert végétal quelconque suffisamment dense peut réduire la dispersion des contaminants par l’érosion, en favorisant l’infiltration au ruissellement des eaux dans les terres lors d’un temps pluvieux. Ces plantes, comme le peuplier, retiennent donc les particules terreuses qui auraient été susceptibles d’être mobiles, avec le vent ou le ruissellement des pluies, et stabilisent ces contaminants près des racines par précipitation ou adsorption.

La phytodégradation et la rhizodégradation sont des procédés permettant la dégradation, ou biotransformation, des contaminants en éléments simples. La rhizodégradation se déroule en dessous des racines, lesquelles réagissent sur les contaminants à l’aide de leurs micro-organismes associés. La phytodégradation favorise la biotransformation des polluants organiques à l’intérieur des tissus végétaux, souterrains ou aériens. [1] Le saule pleureur possède des microorganismes dans ses racines permettant la dégradation de composés organiques.

La phytoextraction permet la complexation des polluants présents dans le sol, et donc leur extraction de la terre pour migrer vers les parties externes telles que les feuilles. C’est le cas notamment de la culture du tournesol qui peut absorber les métaux et les radioéléments.

Enfin, la phytovolatilisation agit sur les contaminants les plus volatils en accélérant leur passage du sol à l’atmosphère, en agissant au niveau des racines ou à travers de la plante.Le tabac, en absorbant les polluants, va permettre leur passage à travers les racines et les feuilles et les libérer dans l’atmosphère, c’est le cas notamment des pesticides et des métaux.

La phytoextraction pourra donc être utilisé dans ce projet puisqu’elle répond à la majorité des polluants présents sur le site.

Avantage / Inconvénients

La phytoremédiation présente de nombreux avantages, en permettant la réhabilitation de sols inutilisables en de nouvelles terres arables, en plus d’éviter les transferts de polluants vers d’autres terres. Cette technique applicable en milieu rural et urbain est peu coûteuse face à un lessivage des sols, ou de techniques demandant une surveillance et des coûts de mise en place plus importants qu’une simple couverture végétale. Elle s’applique sur de grandes superficies sans nécessité de surveillance, et s’avère donc idéale pour des friches industrielles ou de larges portions de sols agricoles. La phytoremédiation ne va pas dégrader le milieu contaminé après l’avoir depollué, ainsi il n’y a pas de perturbation. Enfin, la biomasse végétale peut être valorisée à la suite de la dépollution.

Les inconvénients résident principalement dans la durée du traitement, et leur capacité de dépollution. En effet, seules les surfaces peuvent être traitées, et les polluants profondément enfouis ne seront pas extraits. Des concentrations importantes peuvent également atteindre les limites de la couverture végétale en place, ainsi il peut s’avérer nécessaire de répéter l’opération sans maîtriser le temps nécessaire à la dépollution. La météorologie influence grandement la croissance des plantes, et ainsi leur pouvoir dépolluant, mais aussi la fertilité des sols, les insectes ou les microorganismes. Après le traitement, il est nécessaire de réaliser des analyses poussées pour vérifier l’état du terrain. Enfin, le choix des espèces est limité par la nature du terrain, certains polluants ne peuvent ainsi pas être traités.

Ainsi, cette technologie s’applique bien sur des terrains peu pollués de grande superficie, mais l’hétérogénéité de la pollution peut pousser à déployer des analyses importantes parfois non nécessaires. La fertilité et la météorologie, ainsi que la durée du traitement, sont autant de facteurs à prendre en compte avant de traiter un sol par la phytoremédiation. L’absence de surveillance du procédé le rend cependant idéal pour des endroits désaffectés, tels les friches industrielles.

Valorisation des déchets avec l’écocatalyse

Une critique pouvant être faite à l’égard de la phytoremédiation concerne la gestion des biodéchets. En effet, dans le cas de la phytoextraction, les polluants sont complexés par la plante, formant de nouvelles molécules qui sont solubles dans l’eau. Ainsi, ces déchets deviennent encore plus polluants qu’en restant dans la terre. Cependant, ces molécules complexées servent de réservoir à métaux lourds, une ressource limitée qui devient ainsi recyclée. Ces métaux sont notamment utilisés en industrie chimique comme catalyseurs : on parle d’éco-catalyseurs, car ils ont une structure inédite issue de la nature.[3] Le catalyseur va permettre le déroulement d’une réaction chimique qui n’aurait pas pu se faire sans. La poudre de plantes ayant servi à la dépollution de sols est utilisée notamment dans la métallurgie, mais aussi dans la production de bio-insecticides. Le deuxième domaine d’application concerne les biocosmétiques. L’utilisation d’éco-catalyseurs peut permettre à une entreprise d’obtenir ainsi un label bio. Enfin, le troisième domaine d’application est le domaine pharmaceutique. Les molécules complexées par les plantes peuvent servir de matière première à des réactions de synthèse organique de principes actifs de médicaments (Grison, 2018).

Il parait donc envisageable d’utiliser la phytoextraction pour dépolluer le site, puis de valoriser la biomasse : les plantes hyper accumulatrices en métaux dans un pôle expérimental.

Phasage du projet : la réhabilitation de Rassuen, un projet en 5 temps

Phase 1 : Excavation

Le projet est donc de créer un Centre Ecologique et Technique de l’Industrie. Une usine type Arkema finance le projet (afin de réduire ses crédits carbones et d’améliorer son image) en partenariat ave l’Union Européenne et la Métropole qui développe ce type de projet innovant. Ce centre d’expérimentation lié à la phytoremédiation se fera sur un temps long qui dépendra des recherches. Ainsi, le temps 1 sera une phase d’excavation sur 1,25 mètres des terres polluées afin de les déplacer dans le «crassier fleuri». L’ensemble de la parcelle est plantée pour trouver la plante qui permettra de dépolluer le site, d’accumuler dans ses feuilles les métaux et qui sera se reproduire d’elle même rapidement.