La réponse au nettoyage des sites industriels contaminés en Europe pourrait résider dans les microbes déjà présents.
Des arbres et d’autres végétaux poussent sur le site d’une ancienne savonnerie dans le nord-ouest de la France. Alors que la verdure laisse présager que tout va bien dans la commune de Ploufragan près de la côte bretonne, la vérité est qu’une usine de fabrication de produits d’entretien a laissé un gâchis. Le sol environnant est saturé d’hydrocarbures toxiques, sous-produits de la production de savon.
Problème pressant
S’attaquer à ces dommages environnementaux est une priorité pour le Dr Thomas Reichenauer dans le cadre d’un projet de recherche qui a reçu un financement de l’UE pour étudier comment les microbes peuvent être utilisés pour décomposer les contaminants dans le sol et les eaux souterraines.
Le problème est urgent car les substances toxiques présentes dans le sol peuvent s’infiltrer dans les plantes, qui peuvent ensuite être mangées par les animaux, et peuvent s’infiltrer dans les eaux souterraines, selon Reichenauer, scientifique principal à l’Institut autrichien de technologie de Vienne.
« Pour ces contaminants sur lesquels nous travaillons, il faudra des décennies, voire des centaines d’années, jusqu’à ce que la nature les décompose complètement », a-t-il déclaré.
L’UE a estimé 2,8 millions de sites contaminés allant des anciennes zones industrielles aux décharges. Les efforts de nettoyage varient d’un État membre à l’autre, l’Allemagne et les Pays-Bas ouvrant la voie.
La dimension des eaux souterraines est d’autant plus aiguë en raison de l’aggravation du changement climatique, qui menace de provoquer des sécheresses de plus en plus sévères. Ainsi, alors même que les eaux souterraines deviennent une ressource plus précieuse, elles peuvent être moins disponibles à boire si elles contiennent des polluants industriels.
Reichenauer coordonne un projet appelé MIBIREM qui a reçu un financement de l’UE pour accélérer le processus de décontamination des sols et des eaux souterraines en en apprenant davantage sur leur microbiome, c’est-à-dire la collecte de micro-organismes dans un environnement particulier.
Les chercheurs tentent de comprendre comment les microbes interagissent pour décomposer trois contaminants particuliers : les cyanures, l’hexachlorocyclohexane et les hydrocarbures pétroliers.
Les hydrocarbures pétroliers sont très courants. Bien que les cyanures et l’hexachlorocyclohexane soient moins répandus, ils sont suffisamment toxiques pour justifier le développement d’une technologie pour les décomposer.
L’initiative a débuté en octobre 2022 et se poursuivra jusqu’à fin mars 2027.
Bon débarras
Le processus par lequel les microbes peuvent être stimulés pour augmenter leur consommation de contaminants est appelé bioremédiation.
Dans le cas des cyanures, par exemple, du glucose pourrait être ajouté au sol, selon Reichenauer, qui a initialement suivi une formation de généticien et de physiologiste des plantes.
« La bioremédiation est respectueuse de l’environnement car nous n’avons pas à introduire de produits chimiques toxiques ou dangereux », a-t-il déclaré.
Il existe d’autres moyens d’éliminer les polluants du sol.
Les plantes ont été étudiées comme une méthode potentielle pour éliminer les métaux lourds. Mais peu d’entreprises commerciales existent parce que le processus d’élimination – une autre forme de bioremédiation – est lent.
L’assainissement chimique, bien que plus rapide, n’offre qu’une solution partielle car il élimine généralement les substances toxiques en en ajoutant moins dès le départ.
MIBIREM se concentrera entièrement sur l’utilisation de microbes car ils ont le potentiel d’être l’option la plus rapide et la plus écologique, selon Reichenauer.
Outils de sol
Le projet vise à terme à proposer des outils de bioremédiation pour différents sites industriels à travers l’Europe. Dans certains cas, les chercheurs espèrent identifier des microbes particulièrement utiles et les stocker pour une utilisation ultérieure.
MIBIREM se concentre sur le développement de technologies utilisables sur site, s’épargnant les tracas liés à l’excavation et au transport de la terre. Le projet ciblant principalement des sites industriels, souvent situés en zone urbaine, le traitement des sols à l’endroit d’origine est parfois la seule option.
Dans le cas du site de l’usine de Ploufragan, où le savon a été produit pendant près d’un demi-siècle jusqu’au milieu des années 1990, cela signifierait pouvoir traiter la zone sans déterrer la végétation qui y a poussé depuis la démolition des bâtiments en 2017.
« Si vous pouvez montrer que cela fonctionne dans les champs, il y a de fortes chances qu’il puisse être appliqué commercialement plus tard », a déclaré Reichenauer.
Le marché mondial de la bioremédiation microbienne était évalué à environ 42 millions d’euros en 2021. Il devrait atteindre environ 85 millions d’euros d’ici la fin de la décennie.
Reichenauer a cherché à apaiser les inquiétudes que les gens pourraient avoir concernant la modification du microbiome du sol pour éliminer les contaminants, affirmant que de tels changements ne sont ni négatifs ni positifs et se produisent en fonction des influences environnementales indépendamment de toute intervention humaine.
Le MIBIREM pourrait aider l’UE à atteindre les objectifs fixés dans le cadre d’une mission appelée « A Soil Deal for Europe », qui vise une transition vers des sols sains d’ici 2030.
Projets pilotes
L’utilisation de microbes pour la bioremédiation a également fait l’objet d’un projet financé par l’UE appelé PLUS VERTqui doit se terminer en août après quatre ans et demi.
Il a inclus des projets pilotes en Belgique, en Irlande, en Espagne et en Chine.
Dans la ville espagnole de Tolède, par exemple, le sol d’un ancien parc de machines a été excavé et traité sur place, où des microbes ont été utilisés pour éliminer les hydrocarbures. Pour un site marécageux en Belgique, les microbes ont permis d’éliminer les métaux lourds de la nappe phréatique sans l’extraire.
« Nous travaillons avec des clients qui ont un problème de contamination et aidons les entreprises qui procèdent à l’assainissement du site », a déclaré Rocío Barros, le coordinateur du projet. « Une meilleure compréhension du microbiome dans le sol sera très importante pour améliorer les technologies qui traitent de la pollution des sols. »
Angle d’énergie
GREENER est allé au-delà de MIBIREM sur un point : essayer de créer de l’énergie pendant le processus de bioremédiation.
En associant la production d’énergie au nettoyage des sols et des eaux usées, GREENER a cherché à diversifier les sources d’énergie de l’UE tout en éliminant les polluants de l’environnement.
La composante énergétique implique l’utilisation de piles à combustible microbiennes. Lorsque les microbes décomposent les molécules organiques comme les hydrocarbures, l’énergie chimique est convertie en énergie électrique utilisable.
Les résultats sur ce front ont été moins que prometteurs lorsqu’il s’agit d’intensifier une telle activité, selon Barros, qui dirige un groupe de recherche sur l’environnement, la durabilité et la toxicologie à l’Université de Burgos en Espagne.
« Toutes les piles à combustible microbiennes n’ont pas atteint une performance suffisante pour une mise à l’échelle », a-t-elle déclaré.
Cet aspect du projet met en évidence les risques liés à la recherche et au développement et, par extension, l’importance des sources de financement, y compris l’UE.
Certaines des piles à combustible microbiennes utilisées pour traiter l’eau ont montré un potentiel.
« L’utilisation des piles à combustible avec les zones humides a été très bonne », a déclaré Barros.
En espérant que les piles à combustible microbiennes puissent être encore plus avancées, elle cherche maintenant à développer un film qui pourrait leur être ajouté pour améliorer la production d’électricité.