Traitements biologiques des sols

Dans les sols, les polluants se répartissent en fonction de leur densité, de leur solubilité dans l’eau, de leur volatilité et de leur capacité à s’adsorber sur la matrice solide du milieu poreux, entre la zone insaturée, qui correspond à la couche de sol située au-dessus du niveau piézométrique, et la zone saturée qui constitue l’aquifère.

Les composés rencontrés dans les sites pollués sont d’origine organique ou minérale. Les principaux polluants organiques sont des hydrocarbures (carburants et combustibles) et des produits halogénés (solvants chlorés, polychlorobiphényls, polychlorophénols).

Les polluants d’origine minérale sont des composés à base de métaux lourds tels que le plomb, le mercure, le zinc et le cadmium...

La diversité et l’adaptabilité des micro-organismes (bactéries, champignons, levures) font qu’ils sont présents naturellement dans les sols, fixés sur le milieu solide ou en suspension dans l’eau résiduelle de la zone saturée ou l’eau de la nappe. Leur nombre, variable, peut être estimé entre 10 ⁵ et 10 ⁹ micro-organismes par gramme de sol. Les micro-organismes sont capables, après adaptation de leur métabolisme, de dégrader une grande variété de produits naturels ou xénobiotiques.

La biodégradation d’un produit peut être partielle, ce qui signifie que les micro-organismes l’ont transformé, souvent par des mécanismes d’oxydation, ou elle peut être totale. On ne parle plus de biodégradation dans ce dernier cas, mais de minéralisation puisque les produits de l’action microbienne sont essentiellement du dioxyde de carbone et de l’eau.

Un seul et même micro-organisme ne possède pas tous les enzymes dont les actions sont nécessaires à la dégradation d’une multitude de produits, comme cela peut être le cas d’une pollution par des produits pétroliers. C’est pourquoi, le plus souvent, la dégradation est réalisée par une communauté de plusieurs espèces dont les actions sont complémentaires.

Les sols étant rarement stériles, la microflore en place lorsqu’elle rencontre une pollution va, en fonction des conditions chimiques et physico-chimiques de son environnement, chercher à métaboliser les polluants. L’ensemble de ces phénomènes est désigné sous le terme d’atténuation naturelle. Les traitements biologiques utilisent et stimulent les capacités qu’ont les micro-organismes à utiliser divers types de composés organiques et minéraux pour leur croissance, leurs besoins en énergie et leur maintien en vie.

Une première distinction sera faite entre les procédés biologiques déjà validés et ceux encore en cours de développement. Les premiers concernés sont classés en deux sous-groupes, l’un regroupant les traitements in situ, l’autre les traitements ex situ qui impliquent que les terres polluées sont excavées avant d’être décontaminées en surface sur ou hors du site.