Protocole scientifique du cycle-pilote d’expérimentation

Protocole des essais de phytoextraction du Zinc (Zn), Cadmium (Cd), Nickel (Ni) et du Plomb (Pb) des sols

La phytoextraction, sous-discipline de la phytoremédiation, consiste en l’extraction des métaux du sol par leur accumulation dans les parties aériennes des plantes, suivie par leur récolte et leur calcination. L’exportation des plantes du site permet de diminuer les concentrations en métaux dans le sol. La Crucifère Noccaea (Thlaspi) caerulescens est une plante qualifiée d’« hyperaccumulatrice » de zinc (Zn), de nickel (Ni) et de cadmium (Cd) (Meerts et Van Isacker 1997 ; Escarré et al. 2000).

 Sur des sols relativement peu contaminés (comme la plupart de ceux rencontrés en RBC), elle a des concentrations foliaires proches de 13 000 µg Zn/g m.s. (masse sèche), de 180 µg Ni/g m.s. et 120 µg Cd/g m.s. (Molitor et al. 2005). Elle accumule aussi, dans certaines conditions, du Pb (Escarré et al. 2011).

 Des essais de phytoextraction en plein champ ont montré une capacité d’extraction annuelle de 30 à 700 g de Cd/ha et de 0,5 à 20 kg Zn/ha, selon les sites (Hammer et Keller 2003, McGrath et al. 2000, 2006). L’utilisation de variétés particulièrement accumulatrices de cette plante (Meerts et Van Isacker 1997) devrait permettre de doubler ces valeurs pour le Zn.

La Figure 1 fournit quelques données chiffrées théoriques portant sur l’efficacité de la phytoextraction avec Noccaea caerulescens au cours du temps, pour différentes concentrations initiales en Zn et Cd.

Actuellement, le principal obstacle à l’utilisation de cette plante à grande échelle est l’absence de connaissance des aspects phytotechniques de sa culture à grande échelle, et la production d’une quantité suffisante de graines.

Planning des essais-pilotes

CALENDRIER : MAI 2013 – NOVEMBRE 2013

Mi-mai 2013 : Dans chaque site, 4 quadrats de 1 m2 seront placés dans des zones tests.

Quadrats

Après homogénéisation grossière du sol sur environ 15 cm de profondeur, 4 échantillons seront prélevés selon un dispositif précis (Fig. 2) et analysés pour leurs teneurs extractibles (acétate d’NH4 EDTA 1 M) en métaux (concentrations à t=0) au sein du laboratoire d’Ecologie végétale et Biogéochimie (ULB). Des plantules de N. caerulescens, semées en serre début avril, seront repiquées à une densité de 100 individus/m2. Le repiquage et le suivi des plantations sera effectué par les bénévoles des jardins collectifs encadrés par N. Noret.

Fin novembre 2013 : Les plantes seront récoltées par les bénévoles des jardins collectifs, puis séchées, pesées, et analysées pour leurs concentrations totales en métaux (4 échantillons composites). De nouveaux échantillons de sol seront repris aux mêmes endroits que les premiers (Fig. 2), puis analysés (concentrations à t=1).