Du devenir des sédiments dragués riches en chlorures : une gestion innovante par la voie de la phytoremédiation

Fate of chloride rich dredged sediments : An innovative management by phytoremediation

• Auteur / Autrice : Floriane Sordes
• Direction : Isabelle Techer
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 16/07/2024
• Etablissement(s) : Nîmes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Risques et Société
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CHROME - Détection, Evaluation, Gestion des Risques CHROniques et éMErgents
• Jury : Président / Présidente : Philippe Laval-gilly
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Techer, Camille Dumat, Mathieu Pedrot, Alexandra Coynel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Camille Dumat, Philippe Laval-gilly

Mots clés

Mots clés libres

Sédiments de dragage maritime

Chlorures

Phytoremediation

Arundo donax

Sol sodique

Pré salé

Marine dredged sediments

Chloride

Phytoremediation

Arundo donax

Sodic soil

Salted Marsh

Résumé

Les sédiments de dragage maritime ramenés à terre posent d’importants problèmes en raison de leur teneur en chlorures, ce qui rend leur élimination coûteuse et limite leur possibilité d’être recyclés. Cette thèse explore la phytoremédiation comme méthode de réduction des concentrations en chlorures. La phytoremédiation utilise les plantes pour dépolluer les matrices contaminées. Cette étude a examiné deux approches principales. La première approche, appelée phytoremédiation mixte, combine la recolonisation naturelle des sédiments par des espèces locales suivie d’interventions humaines. Des études de cas en Occitanie ont été menées. Les résultats montrent que la présence de l'espèce halophyte Suaeda vera, bien que bénéfique pour la renaturation, limite la phytoremédiation des chlorures en favorisant la dégradation de la structure du sol, la séquestration des chlorures dans la zone racinaire et en empêchant leur lixiviation. D'autres espèces, bien que théoriquement propices à la phytoremédiation, n'ont pas colonisé suffisamment les sédiments pour atteindre les objectifs de réduction des chlorures dans des délais raisonnables. La deuxième approche examine le parcours des sédiments, depuis leur prétraitement par ressuyage en géotubes et à l'air libre, jusqu’à la mise culture sur le substrat. Les résultats indiquent que le ressuyage efficace est indispensable avant toute intervention de phytoremédiation, car il réduit considérablement les concentrations en chlorures à des taux que la phytoremédiation seule ne peut pas atteindre. Cependant, même après ressuyage, les sédiments restent sodiques et ne respectent pas les seuils d'acceptation des installations de stockage des déchets inertes, soulignant la nécessité de méthodes complémentaires comme la phytoremédiation. Des tests en laboratoire avec l'espèce Arundo donax, sélectionnée comme espèce d'intérêt, ont montré que la plante survit dans les sédiments de dragage lorsqu'elle est plantée dans une motte de tourbe. La tourbe accumule davantage de chlorures que les parties aériennes de la plante. Les racines de l’Arundo donax semblent également améliorer la lixiviation des ions. Les études de cas de recolonisation spontanée ainsi que les résultats en laboratoire concernant la culture de l’Arundo donax permettent de former la théorie que, tout comme cela a déjà été prouvé pour la phytoremédiation du sodium, l’action positive (ou négative) des racines sur la perméabilité du sol est plus impactante que l’accumulation des ions dans la plante elle-même.

Maritime dredged sediments brought ashore pose significant challenges due to their chloride content, making their disposal costly and limiting their recycling potential. This thesis explores phytoremediation as a method to reduce chlorides present in these sediments. Phytoremediation uses plants to remediate contaminated matrices. This study examined two main approaches. The first approach, called mixed phytoremediation, combines the natural recolonization of sediments by local species followed by human interventions. Case studies in Occitania were conducted. The results show that the presence of the halophyte species Suaeda vera, while beneficial for renaturation, hinders chloride phytoremediation by promoting the degradation of soil structure, the sequestration of chlorides in the root zone and preventing its leaching. Other species, although theoretically favorable, did not sufficiently colonize the sediments to achieve chloride reduction objectives within reasonable timeframes. The second approach examines the process of sediments, from their pretreatment by drying in geotubes and in the open air, to cultivation. The results indicate that effective drying is indispensable before any phytoremediation intervention, as it significantly reduces chloride concentrations to levels that phytoremediation alone cannot achieve. However, even after drying, the sediments remain sodic and do not meet the acceptance thresholds for inert waste storage facilities, highlighting the need for complementary methods such as phytoremediation. Laboratory tests with the species Arundo donax, selected as a species of interest, showed that the plant survives in dredged sediments when planted in a peat clump. The peat accumulates more chlorides than the aerial parts of the plant. The roots of Arundo donax also seem to improve the leaching of ions. The case studies of spontaneous recolonization and the laboratory results concerning the cultivation of Arundo donax support the theory that, similar to what has already been proven for sodium phytoremediation, the positive (or negative) action of roots on soil permeability is more impactful than the accumulation of ions in the plant itself.