Phytoremédiation d'un sol pollué par les métaux lourds utilisant la relation symbiotique entre Pinus halepensis et le champignon Scleroderma assistée par un sable neutre: cas de la mine abandonnée de Kettara à Marrakech

Abstract

Le présent travail de recherche s’inscrit dans le cadre général de la lutte contre la pollution polymétallique dans différentes mines abandonnées du Maroc. Cette thèse vise la mise en place d’une technique de phytoremédiation qui permettra non seulement d’utiliser la capacité des plantes d’adsorber et de stocker les éléments nutritifs, les éléments traces métalliques et de l’eau mais aussi d'assurer leur interaction avec le milieu extérieur notamment les relations mutuelles avec certains champignons mycorhiziens proliférant au niveau de son rhizosphère. La plante phytoremediatrice constituant le fondement de la présente étude est le Pin d'Alep, appartenant aux conifères, en particulier l’espèce Pinus halepensis. Nous avons évalué, en premier lieu, la capacité des plantules de Pinus halepensis à se développer dans un substrat de culture composé d'un mélange de sol minier acide (pH<3) et de sable neutre. Dans un deuxième temps, la capacité des plantules de Pinus halepensis à accumuler et transloquer les éléments traces métalliques (Pb, Cu, Cd et Zn) présents dans le sol du site minier de Kettara a été étudiée. En troisième temps, nous avons démontré l'aptitude de l'espèce Pinus halepensis à intégrer dans le programme de phytoremédiation essentiellement la phytostabilisation. En dernier lieu, nous avons évalué les effets d'une phytoremédiation assistée par l'inoculation de la plante étudiée et par l'ajout de sable sur l'effet de réhabilitation du site minier de Kettara (région de Marrakech) contaminé par les éléments traces métalliques. À cet égard, nous avons mené, pendant six mois sous serre, une expérience en pots de 5 litres remplis d’un mélange de sol de la mine et un sable neutre selon les proportions suivantes : 0% (sable), 10%, 25%, 50%, 75% et 100% (sol minier), en présence de graines germées de l’espèce Pinus halepensis. Ces dernières ont ensuite été inoculées avec des spores en suspension de champignons ectomycorhiziens appartenant au genre Scleroderma. Les analyses effectuées ont conduit à un certain nombre de résultats intéressants tant pour les paramètres de croissance que pour les caractéristiques physico-chimiques des plants et les constituants de leur milieu de vie. Ces résultats montrent que les plantules de Pinus halepensis sont capables de résister à un pourcentage élevé de pollution, pouvant atteindre 75%. En outre, nous avons relevé une augmentation significative (p ≤ 0,05) du pH et de la conductivité électrique de 11% et 29% respectivement du substrat de culture en comparaison avec celui contenant des plantules non-mycorhizées. On a également relevé une diminution des paramètres de croissance tels que la longueur moyenne et la biomasse des parties aériennes et racinaires des plantules inoculées et non inoculées avec l'augmentation de la proportion de sol pollué. Néanmoins, les valeurs de ces paramètres de croissance sont plus élevées chez les plantules mycorhizées. En revanche, les concentrations accumulés en éléments traces métalliques Pb, Cd et Zn dans les racines des plantules mycorhizées ont augmenté de manière significative (p ≤ 0,05) de (39 %, 22 % et 28 %) respectivement par rapport à celles non mycorhizées. Au regard des valeurs obtenues des facteurs de bioaccumulation (FB) et des facteurs de translocation (FT) des plantules mycorhizées, on observe que seul l'élément Zn a FB>1 et FT<1 dans tous les taux de pollution. Ainsi, les plantules de Pinus halepensis sont capables d'accumuler des concentrations importantes de ce métal dans leurs racines, indiquant ainsi que cette espèce pourrait être utilisée dans un programme de phytostabilisation ou de phytoextraction principalement pour l'élément du Zn. En plus, l'inoculation par des spores en suspension de champignon de genre Scleroderma combinée à l'amendement avec du sable pourrait être proposée comme une solution ultime pour la réhabilitation, par la technique de phytoremédiation, des sites pollués par des éléments traces métalliques.