Soutenance de thèse en Cotutelle Internationale de Yassine CHAFIK

La pollution métallique, résultant principalement des activités anthropiques telle que l'exploitation minière, pose de sérieux défis environnementaux. Cette contamination des sols représente un risque significatif pour les écosystèmes et la santé humaine. Il est donc urgent de développer des stratégies de remédiation efficaces pour ces sols. La phytoremédiation, utilisant les plantes pour remédier les sols contaminés, propose une solution écologique et économiquement prometteuse, capable de restaurer les services écosystémiques. Ce processus, appelé phytomanagement, fait souvent appel à des espèces végétales locales en raison de leur adaptabilité aux conditions pédoclimatiques. Toutefois, une contamination métallique élevée et des conditions défavorables, comme une faible disponibilité en nutriments et des précipitations irrégulières, peuvent perturber le développement de ces espèces, leur répartition et ainsi l’efficacité des processus de phytoremédiation envisagés. En outre, la pollution métallique peut également impacter négativement les communautés microbiennes telluriques indispensables dans une stratégie de phytomanagement. Un phytomanagement réussit peut donc nécessiter l’utilisation d’amendements comme le biochar ou certains composts pour moduler la biodisponibilité des métaux et métalloïdes et augmenter l’apport en nutriments. En effet, le biochar, grâce à sa porosité, sa surface spécifique, ses groupements fonctionnels et sa teneur en minéraux, est connu pour améliorer la qualité d’un sol et atténuer les effets de certains polluants. Par ailleurs, l’apport de compost organique, améliore la fertilité du sol et, dans certains cas, influence la disponibilité des métaux par immobilisation. Des études récentes se concentrent sur l'utilisation combinée de biochar et d'autres amendements pour maximiser les effets synergiques. Cette thèse évalue l'effet de divers amendements comprenant notamment cinq types de biochar issus de biomasses végétales locales, sur la biodisponibilité des métaux de trois types de déchets miniers (dépôts grossiers, phases argileuse ou sableuse) du site de retraitement de Touissit (Maroc), principalement contaminés par le Pb, Zn, et Cu. Parallèlement a été étudiée sur ces sols amendés par du biochar et du compost, la croissance de plantes et celles des micro-organismes associés. Les analyses ont montré que le sol argileux, le plus pollué par du Pb, présente une forte diversité floristique. On y trouve Atractylis gummifera et Rhaponticum acaule, plantes hyperaccumulatrices de Pb. Les biochars dérivés de palmes et de copeaux d'eucalyptus ont montré respectivement des capacités de sorption supérieures pour le Pb et le Zn. Ces biochars n’ont pas eu d’effet ou seulement un effet négligeable sur la biodisponibilité et la bioaccumulation des métaux lors d’un test de phytotoxicité, probablement en raison de l'alcalinité des sols étudiés. De même, l'application de biochar de bois dur combiné à du compost et appliqué à la phase sableuse du déchet minier de Touissit a augmenté la biodisponibilité en Pb, Zn et Cu dans l'eau interstitielle sans affecter leurs bioaccumulations dans les végétaux testés. Enfin, ce dernier mélange en présence de plantules de Robinia pseudoacacia a entraîné une augmentation des activités enzymatiques telluriques ainsi qu’une plus forte production de biomasse végétale. En conclusion, ce travail montre que le biochar et le compost combinés peuvent améliorer efficacement les sols contaminés et favoriser la mise en place de végétaux. Toutefois, cela sera en lien avec leurs (i) caractéristiques physicochimiques, (ii) taux d'application et (iii) interactions avec le sol et les communautés microbiennes. De plus, une caractérisation microbienne des sols contaminés et non contaminés a permis d’isoler deux genres bactériens (Enterobacter et Klebsiella) résistants au Pb, Zn et Cu, souches proposées pour de futures stratégies de bioaugmentation.