Rôle de la mycorhization arbusculaire dans la phytoremédiation des sols contaminés par des dioxines/furannes

Rappel de la démarche

L’équipe Interactions Plantes-Champignons et Remédiation (IPCR) située à Calais qui fait partie l’Unité de Chimie environnementale et Interactions sur le Vivant (UCEIV) de l’Université du Littoral Côte d’Opale (ULCO) a participé à la phase 2 du projet « dioxines : contamination et biodégradation ». L’expérimentation proposée vise à tester la phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) pour la remédiation des sols d’Halluin contaminés par les dioxines/furanes (PCDD/F). En effet, l’article 43 de la loi Grenelle 2 intègre la gestion et la remédiation des sites pollués dans ses dispositions prioritaires, en soulignant l’importance d’utiliser de préférence les techniques de dépollution par les plantes, c’est à dire la phytoremédiation.

Cette phytotechnologie utilise les capacités naturelles des plantes à contenir, à immobiliser, à favoriser la biodégradation et/ou la minéralisation des polluants. Cette méthode présente plusieurs avantages. En plus d’être écologique, elle est économique, applicable sur de grandes surfaces, facile à mettre en œuvre et bénéficie d’une bonne acceptation par l’opinion publique. Mais l’efficacité de cette technique dépend, entre autres, de la tolérance des plantes à la toxicité des polluants et de leur biodisponibilité dans le sol. L’optimisation de cette méthode passe tout d’abord par le choix adéquat de l’espèce végétale et notamment par la sélection de plantes tolérantes aux polluants et qui conduisent à la dissipation de ces polluants organiques persistants. Parmi les microorganismes qui influencent les processus rhizosphériques figurent les CMA. Ils constituent le type de champignons mycorhiziens le plus répandu et le plus ancien, qui aurait coévolué avec les plantes terrestres depuis au moins 460 millions d’années (Redeckeret al, 2000). Ce sont des symbiotes obligatoires incapables de survivre sans plante hôte. On estime que plus de 80% des plantes terrestres vivent en symbiose avec ces champignons. D’après la littérature, l’inoculation mycorhizienne des plantes pourrait leur conférer de nombreux avantages dont :  une meilleure croissance (Rillig et Mummey, 2006),  une meilleure protection contre la toxicité des polluants (Debiane et al, 2008, 2009, 2011, 2012), et une meilleure dissipation des polluants (Joner et al, 2001 ; Verdin et al, 2006 ; Teng et al, 2010).

C’est pourquoi, il a été décidé de tester l’apport d’un amendement biologique à base de CMA dans la remédiation des sols d’Halluin contaminés par les PCDD/F. La finalité d’une telle étude serait de développer une phytotechnologie, en adéquation avec le développement durable, pouvant servir dans le phytomanagement des sols pollués par les PCDD/F.

L’ensemble des résultats obtenus lors de cette étude met en évidence le potentiel des plantes en association avec leur microsymbiote et la microflore rhizosphérique dans le processus de rhizo/phytodégradation des PCDD/F tout en soulignant la difficulté d’obtenir des taux de dissipation élevés avec ce type de POP. Ainsi à l’issue de ce programme de recherche, de nombreuses perspectives dont certaines stratégies d’optimisation restent à explorer. C’est pourquoi, pour compléter et poursuivre ces travaux, il serait envisagé de :

  • Etudier le devenir des PCDD/F dans le sol et dans les différentes parties de la plante (transfert/bioaccumulation/biodégradation/recherche et identification des éventuels métabolites de dégradation).
  • Analyser et caractériser aux niveaux taxonomique (séquençage à haut débit), métagénomique et métatranscriptomique les communautés microbiennes associées aux plantes à capacité remédiatrice des sols pollués d’Halluin et de leur contribution à la dégradation des PCDD/F. Les profils métagénomiques fourniront un éclairage sur les compétences des communautés microbiennes et la métatranscriptomique révèlera les fonctions métaboliques activées dans la communauté microbienne en présence de PCDD/F. La finalité d’une telle étude serait la sélection d’espèces et/ou souches microbiennes spécifiques ayant un potentiel élevé dans la dégradation des PCDD/F et la formulation d’inoculums à base de consortia microbiens combinant plusieurs souches de bactéries et de champignons indigènes des sols pollués et efficaces dans la dépollution in situ en association avec des plantes phytoremédiatrices.
  • Produire puis tester un inoculum mycorhizien formé à base de souches de CMA isolées du sol d’Halluin. En effet, il est fréquemment admis que les espèces mycorhiziennes autochtones bénéficiant d’une longue adaptation aux propriétés extrêmes des sols contaminés seraient plus efficaces (Estrada et al, 2013).
  • Réaliser une expérience en mésocosmes sur un sol d’Halluin non stérilisé afin de se rapprocher des conditions réelles du terrain puis une expérience in situ directement sur le site atelier d’Halluin.