Phytoremédiation des sols amendés par le digestat contaminé visant la récupération des métaux - y compris le rôle des micro-organismes et les possibilités de bioaugmentation

Discipline

Eau, sol, environnement

Classification

Sciences de la vie, biologie, biochimie

Mots-clés libres

Restauration des sols marginaux, Digestat, Métaux traces, Cultures bioénergétiques, Phytomanagement, Production de bioénergie

Mots-clés

Sols -- Réhabilitation,

Méthanisation

La dégradation des sols menace la sécurité alimentaire mondiale, la santé des écosystèmes et le développement durable. La croissance démographique intensifie simultanément la consommation de ressources, la génération de déchets et la demande en énergie propre. La digestion anaérobie émerge comme une stratégie cruciale pour la production d'énergie durable et la stabilisation des déchets. Son sous-produit, le digestat, présente un potentiel en tant qu'améliorant de sol, mais des incertitudes persistent sur le plan environnemental, notamment en ce qui concerne les métaux traces (MTs). Les stratégies de phytomanagement utilisant des cultures énergétiques sont des solutions écologiquement responsables qui peuvent être employées pour détoxifier, réduire la mobilité ou extraire les MT des sols après l'amendement au digestat. Dans le même temps, les plantes et les microorganismes associés peuvent bénéficier des propriétés fertilisantes du digestat et améliorer davantage la qualité du sol. En fin de compte, la biomasse végétale peut être réutilisée en tant que matière première précieuse dans le processus de digestion anaérobie. La thèse explore l'influence du digestat sur les sols marginaux, évaluant le potentiel de phytomanagement de deux cultures bioénergétiques dédiées, Panicum virgatum et Pennisetum alopecuroides, pour les MTs. Chaque chapitre aborde des aspects capitaux, englobant la mobilité et la bio disponibilité des MTs, l'exploration des communautés microbiennes du sol, et l'évaluation du potentiel de production de méthane à partir de la biomasse des plantes utilisées. En abordant de manière approfondie ces questions, la thèse vise à contribuer à la compréhension de l'impact du digestat sur les sols marginaux et à présenter une feuille de route précieuse pour optimiser le phytomanagement des TM avec des cultures bioénergétiques dédiées.Les principales conclusions soulignent l'efficacité du digestat pour améliorer la matière organique du sol (OM) et le contenu en nutriments, favorisant ainsi la croissance à la fois de P. virgatum et de P. alopecuroides. Parallèlement, ces plantes atténuent la migration des MTs transportés par le digestat à travers le profil du sol. Les mesures de la solution du sol et les mesures de Gradient de Diffusion en Couche Mince (DGT) émergent comme les techniques optimales pour évaluer la biodisponibilité des Ms. Les résultats indiquent que la OM pourrait influencer significativement le comportement des MTs dans les sols amendés par le digestat et gérés par des cultures énergétiques. De plus, les cultures à vocation énergétiques cultivées en présence de digestat montrent une production de méthane accrue par rapport à celles cultivées sans supplémentation en digestat. Cette recherche constitue une base solide dans notre objectif d'approches durables et respectueuses de l'environnement en matière de gestion des sols et de production d'énergie renouvelable, avec des applications potentielles pour atténuer les préoccupations environnementales liées à l'utilisation du digestat.