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Thèse soutenue

Optimisation de la filière plantes aromatiques/huiles essentielles dans un contexte de phytomanagement : impact sur le microbiote des sols pollués par les éléments traces

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Auteur / Autrice : Julien Langrand
Direction : Joël FontaineAnissa Lounès-Hadj Sahraoui
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences agronomiques et écologiques, spécialité Biologie des organismes, biotechnologie animales, végétales et microbienne
Date : Soutenance le 03/07/2024
Etablissement(s) : Littoral
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences, Technologie, Santé
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant - Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant
financeur : Hauts-de-France. Conseil régional
Jury : Président / Présidente : Stéphanie Ouvrard
Examinateurs / Examinatrices : Joël Fontaine, Sylvain Bourgerie, Frédérique Changey, Aritz Burges
Rapporteur / Rapporteuse : Stéphanie Ouvrard, Sylvain Bourgerie

Résumé

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Le phytomanagement correspond à une gestion intégrée des sites et sols pollués, reposant sur la mise en place in situ d’un couvert végétal visant à : réduire le risque de toxicité des sols pollués en immobilisant les éléments traces (ET) dans la rhizosphère (phytostabilisation), permettre la réhabilitation écologique des sols pollués en augmentant la biodiversité et l’activité microbienne du sol et, redonner un bénéfice socio-économique aux sites pollués en valorisant la biomasse, via le développement de filières éco-responsables. Dans ce contexte, la culture de plantes aromatiques et médicinales (PAM), destinée à la production d'huiles essentielles (HE) a été récemment présentée dans le cadre du projet DEPHYTOP, financé par l’ADEME, comme une alternative innovante et économiquement viable pour le phytomanagement des sols pollués. Ainsi, ma contribution dans ce projet a permis d‘évaluer la pertinence de ce mode de gestion reposant sur la culture in situ de PAM, l'angélique et la coriandre et l’emploi d’amendements minéraux (laitiers sidérurgiques) ou biologiques (inoculum mycorhizien) pour le phyto-management de sols pollués par des ET. À ce titre, différents paramètres ont été suivis : la croissance des plantes, la production de biomasse, la teneur et la qualité des HE ainsi que la biomasse microbienne (acides gras associés aux phospholipides), la composition et la structure des communautés microbiennes (analyse métagénomique - MiseqIllumina) et le potentiel métabolique (Biolog ecoplate) du sol. La coriandre ainsi que l’angélique se sont correctement développées sur le sol pollué, et ont produit une quantité importante de biomasse. Néanmoins, les amendements n'ont pas significativement augmenté la biomasse de la plante, ni les rendements ou la qualité de l’HE d’angélique. En revanche, l’HE d’angélique présente une qualité très satisfaisante, caractérisée par une faible teneur en ET ou en résidus de pesticides (traces). Sa composition chimique, n’est pas modifiée par la présence d’ET dans le sol, ni par l’inoculation mycorhizienne, et est identique à celle d’une HE commerciale. Des propriétés biologiques valorisables dans des filières non-alimentaires, tels que la protection des cultures (effets fongistatiques, et herbicides) ou la santé humaine (effets anti-inflammatoires et antioxydants) ont été mises en évidence. L’analyse technico-économique de la filière PPAM-HE souligne le haut potentiel économique de l’angélique dans une démarche de phytomanagement de sols pollués par les ET. La culture de PPAM et sa durée ont influencé les communautés bactériennes et fongiques du sol pollué, entraînant une augmentation de la biomasse microbienne totale, de l’activité métabolique globale, et du métabolisme du C. En outre, l'inoculation mycorhizienne a amélioré de manière significative la diversité et la biomasse bactérienne après trois années de culture et a permis d’augmenter les interactions positives entre les microorganismes du sol pollué. Enfin, ces résultats combinés à l’étude d’acceptabilité sociale des HE issues de sols pollués, montrent le potentiel de la filière PPAM-HE dans une stratégie de phytomanagement d’un sol pollué par les ET.