Colonisation végétale des basins d’infiltration et de rétention : caractérisation de la flore et évolution des caractéristiques physico-chimiques de l’horizon de surface végétalisé

Vegetation of stormwater basins : flora inventory and physico-chemical characterization of vegetated surface

• Auteur / Autrice : Muriel Saulais
• Direction : Cécile Delolme, Jean-philippe Bedell
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l’Environnement Industriel et Urbain
• Date : Soutenance le 15/11/2011
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale, EA 4126 (Villeurbanne, Rhône) - LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale
• Jury : Président / Présidente : Rémy Gourdon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cécile Delolme, Jean-philippe Bedell, Rémy Gourdon, Christophe Schwartz, Catherine Keller, Sylvie Barraud, Olivier Faure, Elisabeth Sibeud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Schwartz, Catherine Keller

Mots clés

Mots clés contrôlés

Égouts pluviaux

Eaux usées -- Épuration

Mots clés libres

Environnement

Traitement des eaux

Eaux pluviales

Assainissement pluvial

Biodisponibilité

Colonisation

Communautés végétales

Métaux lourds

Bioavaibility

Stormwater purification

Heavy metals

Soil plant relation

Résumé

Les bassins de gestion des eaux pluviales, dont l’horizon de surface est parfois fortement contaminé, peuvent être naturellement ou volontairement colonisés par la végétation. L’objectif de ce travail est de mieux comprendre le rôle de la végétation dans le contrôle de la mobilité des métaux lourds comme le Zinc, le Cuivre et le Cadmium. Le premier volet de ces travaux, consacré à la caractérisation de la végétation se développant dans ces bassins, a montré que ces ouvrages abritaient une flore diversifiée, allant d’une végétation rudérale éparse à une végétation dense caractéristique de zones humides. Ensuite, une analyse physico-chimique multiparamétrique d’échantillons prélévés à la surface de bassins colonisés par des espèces végétales dominantes a été réalisée. Nous avons montré que les carbonates et la matière organique contrôlaient particulièrement la mobilité du Cu, Cd et Zn dans ces milieux. Les paramètres les plus variables temporellement et spatialement, sont essentiellement liés au cycle de la matière organique (nitrates, fraction métallique lié à la matière organique) mais également à l’apport de particules anthropiques (texture, métaux). Lorsque la plante est à son maximum de croissance, la mobilité potentielle des métaux est la plus élevée alors que la phase de sénescence de la plante semble conduire à un meilleur piégeage de ces contaminants. Cette thèse invite à considérer la végétation comme un agent de transformation de l’horizon de surface et à intégrer cette composante dans les futurs travaux sur la contamination des ouvrages d’assainissement urbain.

Urban stormwater basins surfaces can be highly contaminated and can be spontaneously or intentionaly vegetated. The aim of this work is to better characterize the role of the vegetation on heavy metal (Zn, Cd, Cu) mobility. Firstly, vegetation inventory has pointed out the high species diversity in these devices (from ruderal vegetation to wetland plants). Then, a physico-chemical characterization of surface samples vegetated by dominant species has been carried out. We have shown that carbonates and organic matter play a major role in the control of heavy metal mobility. The parameters which are the most spatially and temporally variable are essentially related to organic matter cycle (nitrate, heavy metal fraction bound to organic matter), and to the introduction of stormwater suspended matter (heavy metals, texture). At the maximum of plant growth phase, heavy metal mobility is enhanced and the period of plant death leads to a better heavy metal retention in the basin surface. This thesis invites us to consider plants as agents of surface stormwater basin transformation and to include plants in future research work.