Evaluation des méthodes de phytostabilisation adaptées à la restauration écologique d'une friche industrielle incluse dans une zone protégée : cas de l’usine de l’Escalette dans la zone coeur du parc national des Calanques

Evaluation of the phytostabilisation methods adapted to the ecological restoration of an industrial wasteland included in a protected area

• Auteur / Autrice : Alma Heckenroth
• Direction : Isabelle Laffont-Schwob, Jacques Rabier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Ecologie
• Date : Soutenance le 05/01/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen de la biodiversité et d’écologie marine et continentale (Marseille ; 2012-....) - Observatoire des Sciences de l’Univers - Institut Pythéas
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : ORTEC
• Jury : Président / Présidente : Thierry Dutoit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Laffont-Schwob, Marie Guittonny, Pascale Prudent, Philippe Vieux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alison Munson, Jean-Louis Morel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parc national des calanques

Restauration écologique

Phytorestauration

Mots clés libres

Phytostabilisation

Plantes natives

Restauration écologique

Écotechnologies

Métal(loïdes)

Méditerranée

Interactions sol-Plante-Microorganismes.

Phytostabilization

Native plants

Ecological restoration

Ecotechnologies

Metal(loids)

Mediterranean

Soil-Plant-Microorganisms interactions

Résumé

Sur le site de la friche industrielle de l'Escalette dans le parc national des Calanques (Marseille), une réflexion alliant écologie de la restauration et phytoremédiation est menée dans le but d'optimiser les fonctions écosystémiques qui limitent les transferts d'éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM) des sols. Une caractérisation in situ de la composition et la structure des communautés végétales natives et spontanées a été menée sur des sites fortement contaminés, permettant de sélectionner des plantes tolérantes. La réponse de deux espèces pérennes natives à l'hétérogénéité de la contamination des sols en ETMM a été évaluée in situ, notamment via l'analyse des interactions sol-plantes microorganismes de la zone rhizosphérique. Enfin, des essais de restauration écologique des communautés végétales natives, basés sur la capacité de plantes natives tolérantes à stabiliser les ETMM et les dynamiques de résilience des communautés végétales, ont été menés sur une zone fortement contaminée. Les résultats indiquent qu'un siècle de contamination en ETMM a affecté de façon significative les communautés végétales en terme de composition, diversité et structure. Ils mettent en évidence une tolérance des plantes natives impliquant des microorganismes symbiotiques. Les résultats préliminaires des essais de restauration écologique confirment le choix d'espèces natives pour relancer une dynamique de végétation sur sols très contaminés et l’importance de créer des microsites favorables dans des milieux (semi-)arides hétérogènes. Ils apportent une contribution au développement d'écotechnologies pour la restauration des sols contaminés dans un contexte méditerranéen.

On the Escalette brownfield, included in the area of the Calanques National Park (Marseille, southeastern France), a research project combining restoration ecology and phytoremediation is carried out, in order to optimize the ecosystem functions which limit the transfers of metals and metalloids (MM) and to restore the functions of the contaminated soils. We developed an in situ characterization approach of the composition and structure of plant communities that grow on MM contaminated sites. This enabled the selection of native plants, tolerant to high concentrations of MM. In a second step, the response of two native perennial species to surface and depth heterogeneity of MM soil contamination was evaluated in-situ, regarding the soil-plant-microorganism interactions at the rhizosphere level. Finally, ecological restoration trials of native plant communities were carried out in a polluted hotspot, based on the ability of native plants to stabilize MM and the resilience dynamics of plant communities.The results indicated that a century of MM pollution pressure produced a significant correlation with plant community dynamics in terms of composition, diversity and structure. They showed that the tolerance of native plants involves symbiotic microorganism interactions. Preliminary results from ecological restoration trials confirmed the method for native plants species selection to recover a vegetation dynamic on highly polluted soils and the importance of creating favorable microsites in heterogeneous (semi-)arid environments. They contribute to the development of ecotechnologies for the restoration of contaminated soils in a Mediterranean context.