BIODÉPOLLUTION

Depuis le milieu du xix^e siècle, les effets de l'industrialisation ont rompu l'équilibre existant pour le recyclage naturel des éléments. Le rejet brutal et massif de résidus toxiques dans l'environnement a peu à peu conduit à l'apparition de risques nouveaux, encore mal évalués, pour l'équilibre des écosystèmes. La dégradation de l'environnement est, en fait, générale et concerne tous les milieux (air, eau et sol).

Une gamme importante de technologies physico-chimiques est disponible pour décontaminer l'environnement. Ces traitements, souvent très coûteux, induisent d'importantes modifications des propriétés du milieu, ce qui a incité à développer des méthodes biologiques curatives.

La biodépollution ou bioremédiation est l'utilisation d'organismes vivants, et plus particulièrement de micro-organismes (champignons, bactéries), pour éliminer les polluants toxiques des différents milieux naturels. Le métabolisme microbien étant souvent limité par des facteurs environnementaux, l'objectif de la biodépollution est d'optimiser ces facteurs afin d'augmenter la densité et l'activité des populations microbiennes pour accélérer la décontamination des sites pollués.

L'action des micro-organismes dans la défense de l'environnement relève d'une constatation ancienne, mais l'importance de ce rôle n'est réellement apparue qu'au début du xx^e siècle. En effet, les micro-organismes sont capables de transformer la plupart des polluants inorganiques et organiques. Pour ces derniers, la biodépollution consiste en une élimination complète d'un composé (biodégradation) avec comme seul rejet des produits simples tels que l'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'hydrogène, etc. On parle de minéralisation si le produit ultime de la biotransformation du substrat est le dioxyde de carbone. Cette notion implique que le polluant est utilisé comme source de carbone (Pelmont, 1993).

Deux types de polluants

Les composés chimiques sont classés en deux catégories : les métaux et les substances organiques (pesticides, hydrocarbures).

Certains métaux peuvent être essentiels à la vie à très faibles doses (oligoéléments) – par exemple, le cuivre, le cobalt, le sélénium... –, car ils sont impliqués dans le métabolisme cellulaire (cofacteur enzymatique, stabilisateur de structure secondaire des protéines...), mais ils sont tous potentiellement toxiques à forte concentration. Parmi les métaux non essentiels à la vie, il faut citer les métaux lourds comme le cadmium, le mercure, l'aluminium et le plomb. Ils sont tous généralement présents à l'état de trace dans la biosphère, ce qui limite leur interaction avec les organismes vivants. Cependant, l'augmentation des teneurs en métaux dans les écosystèmes terrestres et aquatiques constitue un danger potentiel par bioaccumulation le long de la chaîne trophique.

Les divers mécanismes de résistance aux métaux mis en place par les micro-organismes adaptés (excrétion, accumulation, transformation enzymatique) peuvent entraîner une détoxication du milieu, permettant dans une certaine mesure la survie des populations sensibles et, ainsi, le maintien de l'intégrité de l'écosystème. L'exploitation de ces systèmes biologiques d'élimination des pollutions par les métaux lourds est encore en phase de développement. Aujourd'hui, seule l'activité d'accumulation de certains champignons filamenteux est utilisée pour capter les métaux lourds des effluents industriels.

Pour les substances organiques, en revanche, la biodépollution est une réalité industrielle. Elle s'adresse aujourd'hui à la plupart des composés organiques et prend de plus en plus d'importance. Ainsi, aux États-Unis, elle représente une alternative aux solutions classiques de confinement et[...]