4 février 2015

Dépolluer avec des champignons ?

Champignons, bactéries et plantes transforment la matière qui les entoure, dont ils se nourrissent ou dont ils se protègent. La bioremédiation est la décontamination planifiée d’un milieu par l’action de ces organismes. Le but est de transformer les contaminants en gaz inoffensifs, à moindre coût que les méthodes alternatives et sans dommage. La mycoremédiation en est la variante qui repose sur les champignons, plus tolérants que les bactéries à des niveaux de toxicité élevée. 

Produits pétroliers 

Seules organismes à décomposer la lignine, cette composante des arbres qui leur confère leur rigidité, certaines espèces de champignons parviennent du même souffle à éliminer des hydrocarbures. 

Inoculation d’un substrat contaminé 

Depuis plusieurs années, Paul Stamets professe la mycorémédiation dans des best-sellers comme Mycelium running. Il a fait la démonstration que le pleurote huître (Pleurotus ostreatus) peut nettoyer des sols saturés de produits pétroliers. Le pleurote huître est ainsi devenue l'espèce emblématique en décontamination : comestible apprécié, il brise les molécules d'hydrocarbures en dioxyde de carbone et en oxygène. 

De nombreuses autres espèces dégradent la lignine (d’où leur nom de «carie blanche») et leur prouesse s’étend à divers contaminants dangereux : hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP, biphényles polychlorés PBC, dioxynes (Adenipekun & Lawal, 2012). 

En général, le champignon doit reposer sur une matière ligno-cellulosique, la source naturelle d’énergie pour ces espèces, avant de s’attaquer à des substances apparentées. La portée de leur action est souvent limitée aux premiers centimètres de profondeur, suffisamment oxygénés, parce que les champignons, comme les animaux, doivent respirer. Par ailleurs, les HAP résistent d'autant plus longtemps que la chaîne cyclique est longue, ce qui, au mieux, prolonge le traitement. Les «métaux lourds» restent intacts même s’ils sont prélevés par des champignons : ils sont simplement déplacés du milieu contaminé au champignon. D’où la recommandation usuelle d’éviter de consommer des spécimens cueillis sur un site comme d’anciennes mines qui recèleraient plomb, arsenic, nickel, mercure, … Enfin, il faut choisir les agents appropriés à la problématique environnementale puisque l’efficacité varient avec les espèces, le milieu et les contaminants. 

Biostimulation 

Approche alternative, la biostimulation repose sur l’action naturelle des microorganismes indigènes. Elle est l’une des méthodes retenues à Lac-Mégantic qui a été le théâtre d’un déraillement le 6 juillet 2013, causant la mort de 47 personnes, la destruction du centre-ville et le déversement de 6 000 t de pétrole. 

Dans le cadre du programme de décontamination, un projet de biostimulation a été lancé : l’activité des bactéries, actinomycètes et champignons déjà présents dans le sol est stimulée en favorisant les conditions de leur croissance (oxygène, nutriments, humidité, acidité, …). Comme le souligne la chargée de projet, Marie-Claude Drouin, les microorganismes n’ont pas été spécifiquement identifiés à priori : on mise sur la population microbienne indigène. Sa composition dépend de la matière organique présente, du pH du sol et autres conditions sur place. 

Autre solution envisagée, la séparation thermique (ex-situ) n’implique pas de champignons mais requière beaucoup d’énergie. La biostimulation a l’avantage d’être moins coûteuse, sans émissions nocives. Par contre, elle opère lentement et  requière des sites d’épandage. La terre récupérée, bien que suffisamment saine, ne sera peut-être pas complètement exempte de HAP à longue chaîne et de «métaux lourds». 

Phytoremédiation assistée 

Des plantes plutôt que des champignons sont utilisées depuis longtemps pour décontaminer des sols. Les résultats obtenus par la phytoremédiation peuvent-ils être améliorés quand la symbiose qui lie nombre d’espèces de champignons à ces plantes, est mise à contribution ? C’est la question que tente d’éclaircir  Dimitri Dagher, de l’Institut de recherche en biologie végétale. Il a confié la décontamination proprement dite à un cultivar du saule, Salix purpurea, secondé des espèces symbiotiques. Les champignons sont ici relégués à un rôle de soutien en favorisant la croissance des saules. Compte tenu des biomasses respectives, un seul arbre peut éliminer beaucoup plus de contaminants qu’une grande quantité de champignons 

 Métaux lourds 

L’accumulation de «métaux lourds» dans les champignons ne présente pas que des inconvénients. Elle permet de les prélever et, éventuellement, d’en disposer ailleurs, dans un endroit plus convenable. Plusieurs espèces de champignons accumulent les métaux lourds et d’autres substances nocives. Une espèce en particulier, Gomphibius glutinosus, semble avoir profité des retombées radioactives autour de Chernobyl : le champignon devient radioactif, mais il contribue à nettoyer le sol.

Radioactivité 

Dans la même veine, en 1991 à Chernobyl, la découverte de moisissures noires recouvrant des parois de la centrale a suscité tout un émoi : les mélanines (pigment photoprotecteur dont il sera question dans un prochain blog) contenues dans certains champignons jouerait le rôle similaire à la chlorophylle des plantes en transformant les rayons gamma en énergie chimique, ce qui n’en fait pas pour autant de bons comestibles, mais permet d’envisager une décontamination de site et un prélèvement. 

Cyanobactéries 

Typiquement, les champignons se nourrissent de bactéries et sécrètent autour d’eux des métabolites antibactériens. Ils sont à l’origine de la découverte des antibiotiques. La mycofiltration consiste à retirer d’un cours d’eau des substances indésirables en utilisant ces habiletés. 

La technique la plus accessible consiste à introduire de la paille, des sciures de bois et du mycélium dans des sacs de jute. Déposés comme des boudins sur un cours d’eau au débit modéré, les sacs forment un barrage qui filtre l’eau. Le mycélium se développent jusqu’à la fructification et capte au passage de nombreuses substances indésirables, dont les bactéries E. coli, le phosphate et les nitrites, qui auraient favorisé la multiplication des cyanobactéries en aval. D’après Stamets, le strophaire rouge-vin (Stropharia rugoso-annulata) s’est avéré efficace sur ce plan. 

En somme 

La démonstration que les champignons peuvent assainir des milieux naturels n’est plus à faire. À ce jour, on parle encore plutôt de projets-pilote et d’expérimentation en laboratoire Les espèces et les souches se comptent par millions, encore anonymes pour la plupart, avec des propriétés spécifiques méconnues. L’utilisation des champignons pour décontaminer des milieux naturels commence à peine : la mycoremédiation nous réserve sans doute des percées à la mesure des défis écologiques.

(N'hésitez pas à télécharger ce document. Vous trouverez aussi des ouvrages sur le sujet à la Mycoboutique) 

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