Phytoremédiation des sols pollués par les hydrocarbures : inventaires floristiques, évaluation des performances des espèces végétales et modélisation du transfert sol-plante des HAP

Phytoremediation of hydrocarbon polluted soils : floristic surveys, assessment of plant species performances and modelling the soil-plant transfer of PAHs

• Auteur / Autrice : Pulchérie Matsodoum Nguemte
• Direction : Adrien Wanko Ngnien, Magloire Kengne Noumsi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies végétales - Phytoremédiation
• Date : Soutenance le 20/05/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Université de Yaoundé I
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de psychologie expérimentale (Yaoundé, Cameroun)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : François Bernier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Adrien Wanko Ngnien, Magloire Kengne Noumsi, François Bernier, Stéphanie Ouvrard, Corinne Leyval, Thierry Lebeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphanie Ouvrard, Corinne Leyval

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Pollution par les hydrocarbures

Relations plante-sol

Plantes -- Effets de la pollution

Cameroun

Phytorestauration

Mots clés libres

Cameroun

Étude floristique

Modélisation mécaniste

Rhizodégradation

Sites de déversement d'hydrocarbures

Transfert sol-plante des HAP

Cameroon

Floristic surveys

Mechanistic modelling

Oil spill sites

Rhizodegradation

Soil-plant transfer of PAHs

Résumé

Proposer l’adoption de la procédure de phytoremédiation des sites de déversement d’hydrocarbures au Cameroun nécessite des arguments scientifiques vérifiés. L’objectif principal de cette thèse est de (i) faire une étude floristique des sites de déversement anarchique de produits pétroliers au Cameroun, (ii) tester les potentialités de phytoremédiation de quelques espèces végétales sur des sols contaminés au fioul domestique, (iii) évaluer l’effet de différentes concentrations d’hydrocarbures sur la morpho-anatomie et la physiologie des plantes, (iv) modéliser le transfert sol-plante des HAP. Les prospections floristiques des sites de déversement d’hydrocarbures menées dans 4 villes du Cameroun ont permis d’identifier 106 espèces appartenant à 76 genres et 30 familles ; dont seules 15 espèces sont qualifiées de polluo-tolérantes. Les expérimentations ont permis de montrer que toutes les 3 espèces (C. dactylon, E. indica et A. sessilis) sont impliquées dans les processus de rhizodégradation des HCT et HAP ; E. indica and C. dactylon ayant favorisé une meilleure phytoextraction de quelques HAP comparé à A. sessilis. La modélisation mécaniste du transfert sol-plante des HAP a confirmé ces observations. La tolérance aux HAP est plus accrue chez E. indica et C. dactylon par rapport à A. sessilis. La culture mixte de E. indica et C. dactylon est très impactée par les HAP. En culture seule, le ralentissement des processus physiologiques de C. dactylon dans les sols pollués n’a pas d’impacts majeurs sur ses capacités phytoremédiatrices. Ceci permet donc de recommander C. dactylon pour la gestion durable des sols pollués par les hydrocarbures dans le monde entier en général, et au Cameroun en particulier ; pour des pollutions de sols n’excédant pas 33500 ppm.

To propose the implementation of phytoremediation process to clean up oil spill sites in Cameroon requires verified scientific arguments. The main objective of this thesis is to (i) carry out a floristic study of anarchic oil spill sites in Cameroon, (ii) test the phytoremediation potential of some plant species in soils contaminated with fuel oil, (iii) evaluate the effect of different hydrocarbon concentrations on morpho-anatomy and plant physiology, (iv) modelling the soil-plant transfer of PAHs. Floristic surveys of oil spill sites carried out in 4 Cameroonian cities have identified 106 species belonging to 76 genera and 30 families; amoung which 15 species are qualified as polluo-tolerant. Experiments have shown that the (C. dactylon, E. indica and A. sessilis) are involved into rhizodegradation of TPHs and PAHs; E. indica and C. dactylon having promoted a better phytoextraction of some PAHs compared to A. sessilis. Mechanistic modelling of the soil-plant transfer of PAHs confirmed these observations. Tolerance to PAHs is higher for both E. indica and C. dactylon than A. sessilis. The mixed cropping of E. indica and C. dactylon is highly impacted by PAHs. Cropping alone, the slowing down of C. dactylon's physiological processes in polluted soils does not have a significant impact on its phytoremediation potentialities. This makes it possible to recommend C. dactylon in the sustainable management of hydrocarbon-polluted soils worldwide in general, and particularly in Cameroon; for soil pollution not exceeding 33500 ppm.