Fiches Phytoremediation PDF

LA
PHYTOREMÉDIATION
Le 1er juin 2016
Société québécoise de phytotechnologie - info@phytotechno.com

2030, Boul. Pie-IX, bureau 403, Montréal (Québec) H1V 2C8
PHYTOTECHNO.COM
1.0 HISTORIQUE 3.0 FONCTIONS OU
La révolution industrielle et l’avènement des nouvelles SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES
technologies ont été des tournants historiques marquant une DES PLANTES
intensification de la pollution, à tel point que cela a constitué le
début de l’anthropocène, l’ère géologique définie par l’impact La nature fournie plusieurs services essentiels que l’on appelle
de l’humain sur son environnement. La préoccupation pour des services écosystémiques.6 Les activités humaines peuvent
les sites contaminés est née à la fin des années ’70, où l’on a mettre en péril certains de ces services. Les plantes fournissent
commencé à les considérer comme des bombes à retardement plusieurs de ces services, et nous pouvons optimiser la délivrance
toxiques.1 Cependant, avant l’avènement d’un contexte de certains d’entre eux en cultivant les plantes appropriées dans
politique exigeant la décontamination des terres, les terrains les milieux appropriés. Ainsi la phytoremédiation est un moyen
contaminés restaient bien souvent inutilisés en raison du coût de préserver ou de rétablir certains de ces services :
prohibitif de la décontamination et du risque que représentait le • Photosynthèse
redéveloppement sur d’anciens sites contaminés.1 Au tournant
des années ’80, la découverte d’une décharge industrielle • Séquestration de carbone
remblayée sous un quartier résidentiel a pressé les autorités • Production de biomasse
québécoises à mieux encadrer la dépollution des terres,2 et peu
après est née la Politique de réhabilitation des terrains contaminés • Production de matières organiques
(Québec, 1988), revue en 1998 (Politique de protection des sols • Régulation du cycle de l’eau
et de réhabilitation des terrains contaminés; www.mddelcc.gouv. • Amélioration de la qualité de l’eau
qc.ca/sol/terrains/politique/).
• Réduction de la pollution aérienne et sonore
Il y aurait quelque 30 000 sites contaminés au Canada. 1-3
• Mitigation des îlots de chaleur urbains
Environ 6000 seraient situés au Québec, incluant 2400 sites
• Fourniture de nourriture et d’habitats pour la biodiversité
sous responsabilité gouvernementale. Depuis l’instauration
du Système de gestion des terrains contaminés, on a recensé • Rôle dans la production, la stabilisation et l’extraction des
que près de la moitié des sites contaminés inscrits au registre nutriments
étaient dans les régions de Montréal et de la Montérégie.2 • Protection des sols
Seulement à Montréal, ce sont 1600 terrains vacants (ou 5 % de
la superficie de l’île) qui sont contaminés.3 Avec 25 % des terres • Valeur esthétique
urbaines contaminées pour l’ensemble du Canada, l’intérêt
de la décontamination est né du besoin de redéveloppement
de ces terres au coeur des métropoles.1 Parce que le coût
d’une décontamination conventionnelle excède souvent 4.0 DESCRIPTION DE LA
le budget disponible, voire même la valeur du terrain,4, 5 et TECHNOLOGIE
parce que les méthodes basées sur l’ingénierie ne sont pas
toujours en adéquation avec les principes du développement Simplement dit, la phytoremédiation c’est l’utilisation des plantes
durable, des alternatives plus vertes et moins coûteuses et des microorganismes qui leurs sont associés pour nettoyer
devenaient nécessaires. Depuis deux décennies, la popularité l’environnement.4 C’est donc un ensemble de techniques in situ
de la phytoremédiation s’est ainsi accrue auprès des agences (pouvant être implantées directement sur le site contaminé)
gouvernementales et des industries. misant sur les plantes pour extraire, dégrader ou immobiliser les
contaminants dans les sols, les sédiments, les boues ainsi que dans
l’eau de surface ou souterraine et dans l’air.4 La phytoremédiation
2.0 OBJECTIFS est aussi décrite comme une stratégie économique et efficace
d’éco-remédiation fonctionnant à l’énergie solaire.7
L’objectif général de la présente fiche est de faire découvrir
la phytoremédiation comme technique de remédiation à la
contamination environnementale. En particulier, nous définirons
les fonctions des plantes dans les écosystèmes, les divers
types de contamination environnementale ainsi que les divers
mécanismes d’action de la phytoremédiation (phytoextraction,
phytostabilisation, phytodégradation, phytovolatilisation ou
rhizofiltration). Nous aborderons les étapes nécessaires à la
planification et à la réalisation de projets de phytoremédiation,
ainsi que certains aspects techniques liés à la préparation du
site, aux amendements, au choix des végétaux et à leur récolte.
Enfin, nous passerons en revue les avantages et limites de la
phytoremédiation avant de nous intéresser à divers projets
expérimentaux ou appliqués réalisés au Québec.
LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 2

5.0 LA CONTAMINATION
5.1 DÉFINITION D’UN SITE CONTAMINÉ
On utilise le terme friche industrielle (brownfield en anglais) pour décrire l’ensemble des sites potentiellement contaminés où ont
eu lieu des activités à risque, comme l’enfouissement de déchets, les activités industrielles, militaires ou impliquant des produits
pétroliers.1 Un site contaminé contient une ou plusieurs substances, organiques ou inorganiques, pouvant être nocives pour
l’environnement et les êtres vivants.8 Les analyses de sol, d’eau de surface ou souterraine permettent de déterminer si les niveaux
de contamination excèdent les limites réglementaires de divers contaminants.
Selon le Bilan sur la gestion de terrains contaminés (au 31 décembre 2010), 65 % des terrains québécois sont contaminés
aux hydrocarbures (C10 -C50), 26 % sont contaminés aux hydrocarbures aromatiques monocycliques (HAM), métaux traces et
métalloïdes, et 23 % le sont avec des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Dans la majorité des cas, la contamination
est uniquement de type organique, mais parfois de type mixte avec des inorganiques.2
5.2 CARACTÉRISTIQUES DES DIVERS POLLUANTS

5.2.1 CONTAMINANTS ORGANIQUES
Les contaminants organiques sont des produits chimiques complexes, souvent synthétisés et dispersés dans l’environnement.4, 8 Les
déversements accidentels (déversement de pétrole ou de solvants), les activités militaires (explosifs, armes chimiques), agricoles
(pesticides ou fertilisants organiques), industrielles (chimique ou pétrochimique), et le traitement du bois (créosote) sont les
principales activités responsables de la contamination organique des sols et de l’eau.4 Parmi les contaminants organiques, on
retrouve:
• Solvants • Peintures
• Huiles • Teintures
• Produits pétroliers • Pesticides
Les composés organiques peuvent avoir une vaste gamme de toxicité, aussi variée que leurs structures chimiques. Certains sont
reconnus pour leur persistance environnementale, car ils sont réfractaires à la dégradation chimique, biologique ou celle liée
aux rayonnements lumineux et ils se bioaccumulent dans la chaîne alimentaire. D’autres sont reconnus pour entraîner diverses
formes de toxicité pour les organes essentiels. Par exemple, les teintures pour les textiles sont hautement toxiques pour les
organismes aquatiques et les grenouilles.7 Ils peuvent être allergènes, mutagènes, cancérigènes, neurotoxiques ou perturbateurs
endocriniens.7
Les contaminants organiques ne sont pas des composants utilisés normalement par les plantes, il n’existe donc pas de transporteurs
spécialisés pour leur absorption. Les composants qui ont une certaine aversion pour l’eau (hydrophobes) peuvent pénétrer la
membrane cellulaire des racines (faite de lipides) par simple diffusion, en passant de la région la plus concentrée (le sol contaminé)
vers la région la moins concentrée (l’intérieur de la racine). Ceux qui ont une trop forte affinité pour les lipides resteront bloqués
dans la paroi cellulaire, tandis que ceux qui ont une trop grande affinité pour l’eau ne seront tout simplement pas absorbés.4 Une
fois dans les plantes, les composants organiques peuvent être liés à d’autres molécules (conjugaison) et entreposés ou encore
dégradés (par des enzymes).
5.2.2 POLLUANTS INORGANIQUES

Bien que les métaux existent naturellement dans la croûte terrestre, des activités anthropiques comme l’exploitation minière, les
activités industrielles et militaires, les centrales thermiques, la circulation de véhicules motorisés, ainsi que l’agriculture favorisent
leur dispersion dans l’environnement.4 Les principaux contaminants inorganiques sont des éléments-traces métalliques ou
métalloïdes qui peuvent devenir toxiques pour les plantes, comme pour plusieurs autres êtres vivants, lorsqu’en trop grande
concentration dans le sol ou l’eau.
• Fertilisants et éléments traces: Les macronutriments des • Éléments-traces métalliques non-essentiels aux plantes
plantes, comme l’azote et le phosphore, mais aussi une et substances radioactives: Contrairement aux composés
série d’éléments traces essentiels aux plantes (Cr, Cu, organiques, les éléments traces métalliques et métalloïdes
Fe, Mn, Mo et Zn) peuvent devenir toxiques en grandes (Cd, Hg, Pb, V et W) ne se dégradent pas et peuvent
quantités, ou nuire au fonctionnement des écosystèmes, persister dans l’environnement pour une période de temps
et donc faire l’objet de phytoremédiation. prolongée.9 Les radionucléides quant à eux émettent un
rayonnement radioactif pendant des dizaines (137Cs, 90Sr),
voire des milliards d’années (238U).

L’accumulation de composés inorganiques peut entraîner une toxicité liée à des dommages aux structures cellulaires (stress
oxydatif). La toxicité peut aussi être due au fait que certains éléments non essentiels (arsenic), mais similaires aux nutriments
essentiels (phosphore), peuvent remplacer ces derniers dans les tissus de la plante. Chez les humains, les éléments-traces
métalliques sont associés à la neurotoxicité et à un dysfonctionnement de divers organes. Dans les écosystèmes, ils sont reconnus
pour leur bioaccumulation (mercure).
Contrairement aux polluants organiques, les éléments inorganiques sont plutôt transportés activement à l’intérieur des racines
des plantes s’ils sont des nutriments, ou s’ils sont chimiquement similaires à certains nutriments. Les plantes peuvent synthétiser
des macromolécules organiques (phytosidérophores excrétés par les herbacées pour faciliter l’absorption du Fe, peptides servant
à complexer certains éléments) ou des acides organiques (citrate, malate, histidine) pour faciliter l’absorption, le transport,
l’entreposage et la tolérance des plantes à ces éléments traces métalliques. Les microorganismes de la rhizosphère peuvent aussi
excréter certains composants qui facilitent l’absorption des éléments traces par les plantes.4
5.3 MÉCANISMES DE TRAITEMENT

Au Québec, la réhabilitation des sites contaminés est encore surtout basée sur l’excavation et l’enfouissement des sols contaminés.
Malgré une tendance à la baisse, 62 % des activités de décontamination ont utilisé cette méthode en 2010 (année du dernier bilan
disponible, Figure 1). Seuls un tiers des sites contaminés ont misé sur la réhabilitation. Les méthodes de réhabilitation les plus
populaires sont : (1) la bioventilation, où l’on injecte de l’air dans la zone non-saturée du sol (zone vadose)10 ou encore l’injection
de gaz tels l’hydrogène ou le dioxyde de carbone pour conserver des conditions anaérobiques et (2) les traitements biologiques,
où l’on mise sur l’action des microorganismes. On peut classer les méthodes de traitement en fonction de leur principe de
fonctionnement physico-chimique, thermique ou biologique :
Physico-chimiques Thermiques Biologiques

• Séparation électrocinétique, • Résistance électrique, injection de • Décontamination utilisant les
fracturation, lessivage des sols, vapeur, vitrification, incinération, bactéries, champignons (mycorhizes,
extraction vapeur, réduction/ pyrolyse, désorption thermique, saprotrophes), levures, enzymes,
oxydation chimique, solidification/ décontamination des gaz chauds. ou plantes dans des technologies in
stabilisation, extraction chimique, • Ces méthodes servent à détruire, situ (bioventilation, bioremédiation,
déhalogénation ou lavage. isoler ou rendre les contaminants phytoremédiation, atténuation
• La majorité de ces projets inertes. Elles ont un coût élevé à naturelle contrôlée) ou ex situ
nécessitent une excavation et un très élevé en raison des coûts reliés (biopiles, compostage, bioréacteurs).
traitement ex situ, quoique certains à l’énergie, mais ces méthodes • Les systèmes in situ sont plus lents.
traitements comme l’oxydation peuvent être très rapides.2 Pour • On utilise la bioventilation pour les
chimique (ozone, peroxyde certains traitements de sols excavés, hydrocarbures pétroliers, les solvants
d’hydrogène, permanganate et quelques heures peuvent suffire à la non chlorés, quelques pesticides ou
persulfate de sodium ou potassium), décontamination. Quelques semaines d’autres contaminants organiques.2
puissent être faits in situ pour à plusieurs mois peuvent être requis
minimiser les coûts et le transport. pour les traitements in situ (sans • La bioremédiation, typiquement
excavation). associée aux microorganismes,
• Dans l’ensemble, ces techniques est parfois complémentaire à la
ont un coût modéré à élevé et elles phytoremédiation, où les plantes
sont rapides (par exemple 90% jouent un rôle clé.
d’efficacité de traitement en moins
d’un an).2
Les méthodes biologiques peuvent être complémentaires aux méthodes non-biologiques. Par exemple, la décontamination peut
miser sur l’excavation des portions de terre plus contaminées et la phytoremédiation pour le polissage.
Risques pour la santé Excavation et transport Envisager la phytoremédiation

Critères du
MDDELCC* Ne rien faire
Évaluation
de la Moyen à Élevé
Risques légaux
contamination >C ou D
Solution
- Pb 20 000 ppm
- C10-C50 800 ppm
traditionnelle
Faible à Moyen
- COV 62 ppm
<B ou C oui
Étude des Besoin du terrain
alternatives non
à court terme?
* Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques
Figure 1
Survol de l’évaluation des sites contaminés et des options d’actions à entreprendre

5.4 DIVERSES TECHNIQUES DE Une fois dans la plante, les contaminants peuvent rester dans les
PHYTOREMÉDIATION racines, mais pour faciliter l’extraction, l’idéal est qu’un maximum
Dans la section qui suit, nous décrirons les diverses techniques de soit transloqué avec la sève, dans les vaisseaux du xylème, vers
phytoremédiation, qui sont basées sur différents principes d’action les parties aériennes de la plante. Ceci a lieu quand il existe une
(extraction, stabilisation, dégradation, volatilisation ou filtration).11 pression négative dans le xylème, créée par la transpiration des
Même si ces processus ne sont pas mutuellement exclusifs et feuilles qui s’accélère sous l’effet de la chaleur, du vent, d’une
peuvent opérer simultanément,4 il convient de bien distinguer leur faible humidité ambiante ou de lumière forte.
fonctionnement propre. Par exemple, la phytoremédiation est
souvent confondue avec la phytoextraction, mais ces deux termes Ensuite on procède de façon régulière à une récolte de la
ne sont pas équivalents comme vous le verrez ci-dessous. Puisque biomasse pour retirer de façon permanente les contaminants
nous n’aborderons pas davantage la filtration de l’air intérieur ou du site (la biodégradation in situ de la végétation pourrait les
extérieur dans les descriptions qui suivent, mentionnons ici que l’air relarguer dans l’environnement). La biomasse récoltée est
peut aussi être nettoyé grâce aux plantes (NOx, SO2, ozone, CO2, communément incinérée en milieu contrôlé (pour assurer une
poussières, suie, hydrocarbures halogénés volatiles).4 combustion optimale des gaz et permettre la récupération
des cendres toxiques). Parfois, on peut aussi récupérer
5.4.1 PHYTOEXTRACTION l’énergie thermique ou cogénérer de l’électricité lors de cette
combustion. Même si l’enfouissement des matières organiques
Dans la phytoextraction, aussi appellée phytoaccumulation, les sera prochainement banni au Québec, la biomasse contaminée
plantes retirent du sol les contaminants, comme les éléments- peut aussi être enfouie dans des lieux sécurisés, telle quelle ou
traces métalliques et métalloïdes biodisponibles, ainsi que certains après compactage pour réduire son volume. Le compostage
types de contaminants organiques et les accumulent dans leurs peut générer un sous-produit valorisable sur les sites dégradés,
parties aériennes que l’on peut par la suite récolter (Figure 2). mais ce genre de traitements secondaires doit faire l’objet
C’est la méthode de phytoremédiation la plus utilisée.12 Ces de mesures de sécurité pour les travailleurs, car il pourrait y
technologies peuvent prendre plusieurs années avant que des avoir volatilisation de certains contaminants séquestrés dans
niveaux satisfaisants de décontamination soient atteints dans le la biomasse, comme le sélénium.15 Enfin, d’autres applications
sol.4 Ce délai n’est pas une contrainte importante pour les sites non-alimentaires (produits transformés en bois, fabrication
contaminés laissés en friche pendant des dizaines d’années en du carton) pourraient aussi être envisagées. Dans les cas de
attente de décontamination.13 phytoextraction de métaux précieux (aussi appelés phytomining
en anglais), le métal pourra être récupéré après combustion
à basse température ou un processus d’extraction chimique.
Ces processus peuvent parfois représenter un potentiel
Récolte de la
économiquement intéressant.15 Bref, la production de biomasse
biomasse aérienne devrait dans la mesure du possible être vue comme une
ressource à valoriser, car en croissant sur des terres marginales,
Translocation
ès
Avant Apr les cultures pérennes efficaces et résilientes peuvent fournir une
biomasse énergétique intéressante qui n’est pas concernée par
Absorption Sol décontaminé
le débat éthique entre aliments et combustibles (food vs. fuel)
Eau souterraine
Sol contaminé
décontaminée présent sur les terres agricoles.16
Eau souterraine
contaminée
5.4.2 PHYTOSTABILISATION
Dans la phytostabilisation, les plantes réduisent la mobilité et la
biodisponibilité des contaminants dans le sol ou la rhizosphère,
Figure 2
par immobilisation chimique (précipitation, stabilisation,
Phytoextraction.
absorption ou piégeage) ou prévention des mouvements
La phytoextraction peut être améliorée par l’ajout de chélateurs latéraux ou en profondeur via l’érosion ou le lessivage. La
(par exemple l’EDTA) dans le sol pour faciliter l’absorption des phytostabilisation empêche ainsi la dispersion des contaminants
contaminants ou bien être plus naturelle (dépendante uniquement dans les eaux de surface et souterraines.17 Une couverture
des capacités physiologiques ou génétiques des plantes). Pour terrestre végétale minimise l’érosion éolienne ou aqueuse, ainsi
solubiliser les éléments-traces métalliques, les plantes peuvent que le contact direct entre les animaux et les polluants.13 Les
acidifier la rhizosphère ou encore sécréter des ligands capables plantes peuvent minimiser la formation de lixiviat contaminé et
de chélater les ions métalliques.13 Parfois, les champignons limiter la migration d’un panache (ou masse) de contaminants
mycorhiziens forment des symbioses avec les racines des plantes dissous dans l’eau souterraine. Pour éviter que les contaminants
et aident à l’absorption des métaux quand les concentrations dans ne soient éventuellement relargués dans l’environnement,
le sol sont faibles, et à l’inverse, peuvent aider les plantes à résister la phytostabilisation exige un suivi à long terme.18 Durant la
à des niveaux phytotoxiques.4 Par exemple, des mycorhizes sont phytostabilisation, il peut y avoir conversion des polluants sous
impliquées directement dans la séquestration et l’absorption du des formes moins biodisponibles, par exemple, lorsque ceux-ci
zinc (élément essentiel) et du cadmium (élément non essentiel) par précipitent dans la rhizosphère.4
des plantes exposées à des concentrations toxiques, augmentant
ainsi le potentiel de phytoremédiation.14

5.4.3 PHYTODÉGRADATION ET RHIZODÉGRADATION Le mûrier (Morus rubra) qui sécrète des composés phénoliques dans
Dans la phytodégradation (Figure 3), aussi appellée le sol favorise la dégradation des BPC et HAP par les bactéries.22 La
phytotransformation, les plantes absorbent et dégradent les rhizodégradation peut être utilisée entre autres pour remédier à des
polluants organiques dans leurs tissus ou sécrètent des enzymes problèmes de contamination avec des hydrocarbures pétroliers.23
liées à la dégradation dans la rhizosphère.4 On la distingue de la Enfin, des champignons saprotrophes (décomposeurs, comme la
rhizodégradation, aussi appelée phytostimulation, dans laquelle carie blanche) peuvent être favorisés par l’utilisation de bois raméal
la décontamination s’opère dans le sol. Dans la rhizodégradation fragmenté comme paillis de plantation, et les exsudats racinaires
(Figure 4), la décontamination est effectuée dans la rhizosphère par des plantes (comme Salix miyabeana) peuvent ensemble favoriser la
les micro-organismes dont la croissance et l’activité sont stimulées dégradation d’hydrocarbures pétroliers et de HAP. 24
par les plantes. Malgré cette distinction théorique, la dégradation
dans l’un ou l’autre des deux compartiments est souvent difficile à 5.4.4 PHYTOVOLATILISATION
circonscrire précisément. Dans la phytovolatilisation, des polluants organiques et certains
composés inorganiques sont extraits du sol par les plantes,
transportés dans leur système vasculaire, puis relargués dans
l’atmosphère par transpiration (Figure 5). C’est une technologie
attrayante parce que les polluants sont ainsi entièrement volatilisés
(sous forme de gaz), et il n’est donc pas nécessaire de récolter et
Dégradation
de traiter les plantes utilisées. Par contre, le risque du transfert
ès
Avant Apr Contaminant des polluants vers l’atmosphère doit être bien caractérisé avant
Métabolite
d’entreprendre de la phytovolatilisation. En milieu riverain ou pour
Absorption Sol décontaminé
la rhizofiltration (voir définition plus bas) d’effluents contaminés, on
Sol contaminé Eau souterraine
décontaminée
capitalise entre autres sur le fort potentiel d’évapotranspiration de
Eau souterraine certains végétaux pour freiner le ruissellement de l’eau ou sa diffusion
contaminée
dans le sol.5 Ailleurs, pour minimiser la fermeture des stomates d’où
s’évapore l’eau transpirée, il peut être bénéfique de garder les sols
à traiter bien irrigués.
Figure 3
Phytodégradation. On utilise la phytovolatilisation pour les solvants chlorés (comme
le trichloroéthylène, TCE), les herbicides, les insecticides, les
Litière, paillis ou
bois raméal fragmenté hydrocarbures et certains métalloïdes comme le mercure, l’arsenic
Champignon
saprotrophe et le sélénium.25 Des composants organiques volatiles (COV)
Racine
Sève peuvent être simplement diffusés dans l’atmosphère par les plantes.
Exsudat racinaire
Bactérie
Le peuplier hybride peut par exemple volatiliser et dégrader
Ectomycorhize
Endomycorhize
rapidement du TCE présent dans une eau polluée.26 Par contre,
Dégradation
ès des composants comme le sélénium doivent être transformés dans
Avant Apr Contaminant
Métabolite la plante avant d’être volatilisés (cette transformation diminue en
Absorption Exudat racinaire même temps leur toxicité).4 Les champignons mycorhiziens peuvent
Sol contaminé
Sol décontaminé faciliter l’absorption du mercure et du sélénium, deux éléments qui
Eau souterraine ont une phase gazeuse.4 Il est bien connu que les microbes peuvent
Eau souterraine décontaminée
contaminée transformer et volatiliser l’arsenic et le mercure. Cependant, chez
les plantes la volatilisation n’apparaît pas significative sauf pour celles
ayant subi des modifications génétiques.4 Du tabac génétiquement
Figure 4 modifié (Nicotiana tabacum) peut absorber, transformer et volatiliser
Rhizodégradation du méthylmercure.27
Évaluation du risque
de la contamination
La dégradation des composés organiques peut être complète Volatilisation aérienne
contaminant
(générant des éléments inorganiques comme le CO2, l’eau ou le (ou métabolite)
Contaminant
volatilisé avec la
Cl2), mais elle peut aussi être incomplète, entraînant la formation transpiration
Stomate ouvert
d’intermédiaires stables (appelés métabolites) qui peuvent être
Feuille
entreposés dans la plante.4 La dégradation des produits organiques Translocation Biomasse récoltée
peut se faire dans les racines ou dans les parties aériennes des contaminant ès non-contaminée
(ou métabolite) Avant Apr
plantes,4 grâce à des enzymes comme les déhalogénases, les
oxygénases et les réductases.19 Si c’est généralement l’activité Absorption
Sol décontaminé
enzymatique des plantes qui provoque la dégradation, elle peut Sol contaminé
aussi être issue de l’activité des microorganismes qui vivent dans Eau souterraine
Eau souterraine décontaminée
les plantes, qu’on appelle alors des endophytes.4 Du côté de contaminée
la rhizodégradation plusieurs exemples impliquent une étroite
association entre plantes et microorganismes. Une symbiose entre
le peuplier et une bactérie (Méthylbacterium populum) permet de Figure 5
minéraliser des explosifs (1,2,3-trinitroperhydro-1,3,5-triazine). 20, 21 Phytovolatilisation

5.4.5 RHIZOFILTRATION
Avec la rhizofiltration, on peut traiter des eaux usées municipales ou industrielles, le ruissellement de surface ou l’eau qui s’infiltre
dans le sol en zone agricole, le lixiviat des mines et des sites d’enfouissement, ou encore la contamination de l’eau souterraine.4, 5
Les contaminants visés incluent les éléments-traces métalliques, les radionucléides, le sélénium, les nutriments, certains composés
organiques comme les pesticides, ou encore le drainage minier acide.4, 5 La rhyzofiltration peut utiliser des plantes aquatiques ou
des plantes terrestres, et parfois une combinaison d’espèces ayant des propriétés complémentaires.13
La rhizofiltration repose souvent sur des systèmes en réacteur (flow-through) qui maximisent le contact entre l’eau et les racines, et
minimisent ainsi la durée du traitement.4 La rhizofiltration peut prendre la forme d’un étang artificiel ou d’un système hydroponique.4
Les marais artificiels sont documentés dans une autre fiche de la Société québécoise de phytotechnologie (www.phytotechno.
com/fiches-techniques/fiches/SQP_Fiche_MaraisFiltrants.pdf, 2014). Les systèmes intérieurs sont souvent plus coûteux alors leur
utilisation est restreinte à des applications ayant de faibles volumes à traiter ou encore à des applications bien ciblées, comme
l’enlèvement des éléments radioactifs.4 La rhizofiltration peut aussi limiter la diffusion horizontale des contaminants dans l’eau
souterraine si l’on positionne les plantes pour faire une barrière hydraulique, afin que les plantes suctionnent l’eau du sol et
limitent le mouvement des polluants dans l’eau. La rhizofiltration peut être exploitée par exemple dans des systèmes de bandes
riveraines.4
5.5 ÉTAPES NÉCESSAIRES À LA PHYTOREMÉDIATION

5.5.1 PROCESSUS DÉCISIONNEL
Avant le début de tout projet de réhabilitation, chaque site doit subir une évaluation environnementale pour déterminer la nature,
l’étendue et la concentration des contaminants qu’on y retrouve.2 En vertu de la Loi sur la qualité de l’environnement du Québec
(1972), tout projet pouvant entraîner la contamination de l’environnement (incluant les projets de décontamination) doivent
obtenir un certificat d’autorisation (CA). Le plan de réhabilitation doit donc être approuvé par le Ministère du Développement
durable, de l’Environnement et de la Lutte aux changements climatiques (MDDELCC). La Politique de protection des sols et de
réhabilitation des terrains contaminés (1998; PPSRTC) devrait être bientôt révisée dans une optique de favoriser les techniques
de décontamination in situ, comme la phytoremédiation. En vertu de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (2000),
l’introduction de microorganismes, souvent utiles en phytoremédiation, nécessite aussi une autorisation fédérale. Quelques
éléments à considérer dans le processus de sélection de la phytoremédiation sont présentés dans la Figure 6.
Les contaminants sont-ils La concentration finale

Le temps requis Les plantes Les plantes peuvent-elles
Le climat est-il Les plantes peuvent-elles trop concentrés pour la de polluants sur le site
pour une peuvent-elles absorber transloquer ou accumuler
volatiliser les contaminants? survie des plantes? serait-elle acceptable?
phytoremédiation propice à l’usage les contaminants? les contaminants?
est-il contraignant? des plantes?
Est-ce que les végétaux
Est-ce que ces zones récoltés constituent
L’espace est-il toxiques peuvent être Les plantes peuvent-elle des déchets?
Est-ce
suffisant traitées ou retirées? dégrader les contaminants?
que le
pour cultiver
taux de
des plantes?
volatilisation
des Les contaminants peuvent-ils
contaminants Les méthodes de disposition
être dégradés par les
est risqué de la biomasse sont-elles
microorganismes?
sur le site? acceptables?
Les métabolites
Est-il possible Est-il possible de sont-ils plus toxiques
de contrôler la rapprocher les que les contaminants? Peut-on disposer des
Les plantes auraient-elles Est-ce que l’accumulation
contamination de contaminants un contact direct avec des contaminants menace végétaux de façon
la chaîne alimentaire? des plantes? les contaminants? la survie des plantes? économique?
Figure 6
Éléments à considérer dans le processus de sélection de la phytoremédiation, d’après Labrecque and Pitre 8 et Chevrier 2.

6.0 VÉGÉTAUX UTILISÉS
6.1 SÉLECTION DES ESPÈCES
Si la phytoremédiation est la solution choisie, il faudra
sélectionner des plantes qui ont des qualités exceptionnelles
pour tolérer ou concentrer des polluants qui pourraient
normalement être toxiques pour d’autres types de plantes. 8
Le choix des plantes dictera ensuite certains aspects
liés à la préparation et à l’entretien du site durant la
phytoremédiation. Plus de 800 espèces végétales se prêtent
à la phytoremédiation, 28 et une bonne revue des plantes et
de leurs qualités a été réalisée par l’Agence américaine de
protection de l’environnement (EPA 29). Ici, nous aborderons
le processus de sélection naturelle ou artificielle ayant fait
de certaines plantes de bons agents de phytoremédiation,
et passerons en revue certains critères généraux importants
à considérer dans le choix des plantes pour un projet
particulier. Enfin, l’Annexe 1 contient quelques exemples de
plantes qui pourraient être utiles à la phytoremédiation au
Québec, dans divers contextes.
6.1.1 LA SÉLECTION NATURELLE OU ARTIFICIELLE DES

AGENTS DE PHYTOREMÉDIATION
Dans les milieux contaminés, les plantes pouvant tolérer un
certain seuil de pollution ont été favorisées dans le processus
de sélection naturelle. 8, 30, 31 Ces plantes ont développé divers
mécanismes de tolérance les protégeant des herbivores ou
des insectes phytophages, ou leur permettant de coloniser
des milieux ouverts, leur conférant ainsi un avantage
évolutif. 31 Ces mécanismes de tolérance sont variés et
incluent des interactions plantes/microbes, des processus
rhizosphériques, l’absorption par la plante, la translocation,
la compartementalisation, la dégradation, et la complexation
(ou chélation) durant le transport et l’entreposage pour
minimiser la toxicité. Figure 7
Principaux critères à considérer dans la sélection d’espèces
En étudiant davantage les mécanismes physiologiques et végétales à des fins de phytoremédiation. Parmi les plantes qui
les traits génétiques permettant à certaines plantes (avec s’implantent spontanément sur le site (sélection naturelle), on peut
leurs microorganismes associés) d’être performantes, il est identifier des candidats intéressants à (2) tester en laboratoire
aujourd’hui possible d’accélérer le processus de sélection et (3) tester au champ avant l’implantation. Si l’on sélectionne
naturelle grâce à la sélection de cultivars tolérants, ou d’autres espèces, il faut le faire en fonction des conditions locales
encore par des méthodes de recombinaisons de l’ADN. 5 Un (par exemple, terrestres ou aquatiques). Parmi les hyperaccumula-
exemple de modification génétique consiste à surexprimer trices, il y a des espèces exotiques (4, Brassica juncea) et d’autres
des gènes responsables des transporteurs de cations situés déjà naturalisées (5, Thlaspi arvense). Des espèces plus produc-
dans la membrane des racines qui permet d’augmenter tives peuvent être choisies, comme des herbes qui couvrent bien le
l’absorption d’éléments inorganiques par les plantes sol (6, Festuca arundinacea) ou des plantes issues de l’agriculture
génétiquement modifiées. Un autre exemple est le transfert (7, Helianthus annuus) dans quel cas on doit prendre garde à la
de matériel génétique d’un hyperaccumulateur (par exemple contamination de la chaîne alimentaire. Parmi les espèces à plus
un transporteur pour le Zn chez une petite plante appellée fort potentiel de production de biomasse et d’évapotranspiration, il
Thlaspi caerulescens) pour le transférer dans des plantes y a des espèces récoltées aux 2-3 ans (8, Salix miyabeana SX64)
capables de produire plus de biomasse. et d’autres récoltées au 10-15 ans (Populus sp.). Enfin, en milieu
aquatique, certaines espèces flottantes sont utiles parce qu’elles
Plusieurs espèces sont connues depuis longtemps, mais se propagent et se récoltent facilement (même si certaines
de nouvelles plantes adaptées spécifiquement à certains peuvent devenir envahissantes (10, Eichornia crassipes), et il peut
sites peuvent être trouvées en inventoriant les terrains être préférable de sélectionner des espèces indigènes (11, Typha
contaminés. 30 Par exemple, sur un ancien bassin de sp.).
décantation à Varennes, la distribution spatiale des plantes
ayant spontanément colonisé les lieux était expliquée par la
distribution de divers contaminants comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les hydrocarbures pétroliers
(C10 -C 50) et divers éléments-traces métalliques. Promouvoir les communautés végétales déjà implantées sur les sites contaminés
peut avoir plusieurs bénéfices, comme l’identification de nouveaux candidats pour la phytoremédiation, 30 la promotion de la
biodiversité locale des microorganismes associés aux plantes aussi impliqués dans la phytoremédiation, 32 la réduction des coûts
d’implantation et l’amoindrissement des impacts par rapport à d’autres techniques de phytoremédiation plus intensives. 30
Deux approches de phytoremédiation existent. La façon traditionnelle est d’imposer un assemblage conventionnel de plantes
avec des qualités de phytoremédiation reconnues, mais souvent avec un faible potentiel d’adaptation local. La seconde façon,
l’atténuation naturelle, a un meilleur potentiel d’adaptation et de résilience face aux perturbations. Elle constitue une forme
d’organisation spontanée, qui survient lorsque des plantes locales colonisent naturellement un site ouvert. 33 L’atténuation
naturelle est souvent associée à la plus simple expression de la phytoremédiation ou encore à un simple abandon d’un
terrain contaminé qui se transforme en friche. Malgré tout elle nécessite une certaine forme d’intervention et de suivi de la
contamination pour atteindre des objectifs de restauration ciblés.4, 10
6.1.2 QUESTIONS TECHNIQUES ET ÉCOLOGIQUES

Pour décontaminer un site, on peut opter pour une plante qui concentre fortement les polluants dans ses tissus ou encore pour
une plante moins performante, mais qui produit plus de biomasse. Les plantes dites hyperaccumulatrices peuvent accumuler de
grandes concentrations d’éléments-traces métalliques dans leurs tissus: typiquement 0,1-1 % de leur masse sèche,4 voire même
jusqu’à 5 %.8 Mais ces plantes ont souvent une petite taille et une croissance lente.4 La famille des Brassicacées est reconnue pour
ses capacités d’hyperaccumulation, mais des hyperaccumulateurs ont aussi été identifiés dans 45 autres familles de plantes comme
les Euphorbiacées, Astéracées, Lamiacées, Scrophulariacées, etc.29
Par opposition, certaines plantes à croissance rapide concentrent peu les métaux dans leurs tissus, mais leur forte production de
biomasse racinaire ou aérienne leur donne un potentiel de phytoextraction intéressant.8 Par ailleurs, certains arbustes ou arbres à
fort potentiel de production de biomasse, comme les saules et les peupliers appartenant à la famille des Salicacées, peuvent rester
plus longtemps en place. Malgré les récoltes aux 2-3 ans, les pieds de saules peuvent demeurer productifs jusqu’à 25 ans. Ceci
peut représenter une opportunité d’économie par rapport aux plantes ayant un cycle de vie plus court.11 Chez les Salicacées, la
plantation de boutures (segments de tiges) en dormance facilite grandement les travaux d’implantation. Pour les saules, un segment
de 20-30 cm sans racines et en dormance peut simplement être inséré dans le sol. Après une saison de croissance, un recepage
permettra de favoriser la multiplication des tiges pour la saison suivante.
Si certaines plantes agricoles (comme le maïs, le canola ou le tournesol) ont un bon potentiel de phytoremédiation, il peut être
risqué de les utiliser si les contaminants qu’elles contiennent aboutissent par inadvertance dans la chaîne alimentaire.11
Pour remédier à une contamination organique, il faut privilégier les plantes ayant une forte biomasse racinaire qui favorise l’activité
microbienne dans le sol et conséquemment une meilleure dégradation des polluants.4, 8 En plus d’une forte densité de racines
fibreuses, on attribue aux herbacées de grandes qualités dans la prévention de l’érosion éolienne et du ruissellement de surface.
Aussi, elles accumuleraient moins les polluants inorganiques que d’autres Dicotylédones dans leurs parties aériennes, ce qui pourrait
représenter un avantage là où la faune sauvage risquerait de se nourrir sur des parties végétales contaminées. Finalement, parce que
les herbacées sont faciles à semer, et que des mélanges de graines comprenant diverses espèces résistantes et complémentaires
pour restaurer des sites dégradés sont parfois disponibles sur le marché, leur implantation peut être économique et facile.
L’utilisation des plantes indigènes est à privilégier parce que les plantes utilisées en phytoremédiation peuvent aussi accomplir
plusieurs services écosystémiques, en plus de la décontamination. À tout le moins, on peut se tourner vers des plantes introduites
déjà naturalisées qui poussent sur ou près du site parce qu’elles seront compétitives localement et ont le potentiel de bien tolérer
les polluants.4 Plusieurs plantes communes (introduites) au Québec comme la tanaisie vulgaire (Tanacetum vulgare), la vipérine
(Echium vulgare), la vesce jargeau (Vicia cracca) et la grande bardane (Arctium lappa) ont un potentiel d’accumulation des métaux
lourds et une biomasse élevée.34 La tanaisie, la vipérine et la vesce jargeau peuvent croître à plus de 2 m de hauteur et générer des
biomasses supérieures à 20 tonnes par hectare par an.34
Enfin, on peut aussi s’intéresser à la valeur esthétique ou commerciale de certaines plantes à fleurs ayant un potentiel de
phytoremédiation. Par exemple, le pétunia (Petunia grandiflora) seul ou en combinaison avec une autre plante à fleurs (Gaillardia
grandiflora),7 peut décoloriser et détoxifier des effluents contaminés avec des teintures pour les textiles. L’usage des combinaisons
(aussi appelés consortiums) synergise les réactions enzymatiques entre les plantes et les bactéries au sein des bioréacteurs, mais
permet aussi de diversifier l’activité commerciale associée à la vente des fleurs coupées par des fleuristes.7

6.1.3 PRÉPARATION DES TRAVAILLEURS ET DU TERRAIN
Tout travail sur un terrain contaminé comporte une part de risque pour les travailleurs, particulièrement si l’on travaille le sol
manuellement pour implanter une phytotechnologie. La première étape consiste à bien choisir les équipements de protection
personnels requis. Si les gants, bottes ou survêtements sont généralement de rigueur, des sites contaminés aux hydrocarbures
pétroliers, volatils ou aux solvants peuvent aussi nécessiter l’usage de masques spéciaux. Par ailleurs, il peut être nécessaire
de limiter l’accès du site aux animaux pour leur santé, mais aussi pour éviter qu’ils endommagent les végétaux essentiels à la
phytoremédiation.
La couche superficielle du sol, parfois moins fertile et plus contaminée, peut être remplacée par un terreau adapté ou amendée
pour faciliter l’établissement des plantes (Figure 8). Pour la décontamination des composants organiques par rhyzodégradation,
on préférera un amendement inorganique plutôt qu’organique, ce dernier fournissant aussi une source de carbone facilement
accessible pour les microorganismes, en plus des nutriments, ce qui peut ralentir la dégradation des polluants organiques.4 Dans
le cas de la phytostabilisation, on peut ajouter des amendements stabilisants comme des agents alcalins, des phosphates, de la
matière organique, des biosolides et des oxydes minéraux qui vont limiter le lessivage et l’absorption par les plantes.2 Les agents
chélateurs, comme l’EDTA (éthylène diamine tétra-acétique), peuvent cependant être persistants dans les sols, et un apport
mal dosé peut entraîner une remobilisation excessive des polluants entraînant la contamination des nappes phréatiques. Pour la
phytoremédiation de sédiments contaminés, l’usage du compost améliore la structure du substrat (porosité, aération, capacité
drainante, rétention en eau), et apporte les éléments nutritifs qui font défaut dans les sédiments.35
Si certaines plantes favorisent une flore microbienne appropriée pour un type de phytoremédiation, d’autre fois, on introduit
volontairement des microorganismes (bioaugmentation) ayant de bonnes capacités à décomposer les polluants ciblés.4 Leur
introduction nécessite parfois l’usage d’une grande quantité de microorganismes, avec un succès relativement limité, car les
microorganismes déjà établis sur le site compromettent la survie de ceux ajoutés. Une bonne alternative à l’ajout des microorganismes
sur les sites contaminés est de favoriser des relations symbiotiques dès la préparation des plants en pépinière.36, 37
e
utur
-K
Bo 12 ppm
N-P
EDTA
Compost
Préparation Amendements Plantation Suivi Récolte Évaluation Fermeture

du site
Figure 8
Processus de phytoremédiation.
La profondeur typique des racines des plantes herbacées est d’au plus 50 cm et celles des arbres d’environ 3 m, même si les
racines de certaines plantes phréatophytes (allant puiser de l’eau dans la nappe phréatique) peuvent atteindre 15 m ou plus.4 Ainsi
donc, les contaminants en profondeur peuvent être hors de portée des racines. On peut alors intervenir lors de la plantation
pour favoriser l’élongation des racines vers les zones contaminées. Ceci peut prendre la forme de tubes de plantation forçant
l’élongation des racines vers la nappe phréatique contaminée38 et réduisant la tendance des plantes à développer des racines en
surface pour y intercepter l’eau de pluie.4 Mais ces projets ne sont pas toujours faciles à mettre en oeuvre,38 surtout si la nappe
phréatique est très profonde (par exemple 6-7 m) sous la surface de la terre.39 Dans ces cas, il faudra apporter l’eau contaminée à
traiter depuis la nappe phréatique vers un bassin de rétention ou une usine de traitement des eaux usées en utilisant un système
de canalisations et de pompes. En milieu saturé (pouvant engendrer des conditions anaérobies), un apport supplémentaire en
oxygène peut aussi s’avérer utile,4 surtout lorsqu’on tente de remédier à de la pollution en profondeur, sans quoi même des
plantes tolérantes aux conditions de sol saturées comme les saules pourraient en souffrir.38 À l’inverse, sur les sites trop secs, il
faudra fournir un apport régulier d’humidité pour maintenir une forte évapotranspiration favorisant la phytoremédiation.

6.1.4 ENTRETIEN, SUIVI ET FERMETURE DU SITE
Pour maintenir le cap sur les objectifs fixés dans le plan de décontamination, il faut effectuer un suivi régulier sur le site, en effectuant
diverses mesures comme des analyses du sol et de l’eau. Généralement peu d’entretien et d’équipements mécaniques sont
requis. On peut procéder à un désherbage pour limiter la compétition interspécifique40 et remplacer les végétaux endommagés
ou morts.
La récolte périodique des tiges, ou parfois même des feuilles, peut être essentielle pour éviter le recyclage in situ des contaminants,
surtout dans les projets de phytoextraction. Cette récolte implique la manipulation d’une biomasse importante dans le cas des
espèces à croissance rapide comme les saules ou les peupliers. La récolte des tiges peut se faire aux 2-3 ans pour les saules, ou
encore aux 10-15 ans pour les peupliers, et les souches pouvant retiger peuvent être laissées en place durant plus de 25 ans
au besoin. Pour les herbacées aussi, la récolte des parties aériennes peut augmenter la rapidité d’un traitement. Par exemple,
après deux mois de croissance, certaines des herbes pérennes colonisées par le champignon mycorhizien Rhizophagus irregularis
(anciennement appelé Glomus intraradices) peuvent atteindre un plafonnement dans leur séquestration de métaux. Ainsi, trois
cycles de récoltes programmés durant une saison de croissance pourraient accélérer le processus de décontamination.41
Lorsque les objectifs de décontamination ont été atteints, il faut faire un suivi auprès d’un expert pour attester la réalisation des
travaux en conformité avec le plan de réhabilitation préapprouvé. Le ministère émettra un avis de décontamination au registre
foncier. Un rapport final peut être préparé par l’entrepreneur ou l’équipe de chercheurs pour compiler les résultats obtenus. Les
publications techniques ou scientifiques de divers projets contribuent au développement des phytotechnologies, et la compilation
de registres de projets de phytoremédiation pourrait éventuellement être utile à l’essor de ce secteur. Si le site est converti en
espace vert, les végétaux pourront rester en place (seuls les équipements de suivis devront être retirés). Par contre, si le site
est voué à un autre usage, par exemple un développement résidentiel, tous les équipements ainsi que les végétaux devront
être retirés. Ceci peut impliquer le déracinement ou l’essouchage des végétaux à plus grand déploiement, suivi d’un traitement
approprié des végétaux, en fonction de leur niveau de contamination.

7.0 AVANTAGES ET LIMITES DE LA PHYTOREMÉDIATION
Plusieurs avantages et inconvénients attribuables à la phytoremédiation sont détaillés dans la section suivante:
Avantages Limites
• Économique • Travaux à long terme
• In situ • Inapproprié aux fortes contaminations
• Versatile • Contact nécessaire avec les racines
• Socialement acceptable • Nécessité de biodisponibilité des contaminants
• Durable • Besoin d’espace
• Services écosystémiques • Risque de contamination de la chaîne alimentaire
• Enrichissement de la biodiversité • Efficacité variable
• Conservation de la structure et des propriétés des sols • Défis réglementaires
• Meilleure esthétique visuelle des sites
7.1 AVANTAGES
La phytoremédiation exige beaucoup moins d’investissement, 8, 13 environ 10 fois moins que les méthodes de décontamination
basées sur l’ingénierie (Tableau 1), entre autres parce qu’elle fonctionne naturellement à l’énergie solaire, 5 mais aussi parce que
les travaux nécessitent moins de transport des sols excavés,4 et que les coûts peuvent être amortis sur plusieurs années. La
décontamination du plomb, sur un terrain de 0.4 ha peut coûter entre 50 et 65 % moins cher par phytoextraction et traitement
de la biomasse (150 000-250 000$ US 2000) comparativement à l’excavation et l’enfouissement (500 000$ US 2000).29 Selon
une autre étude, pour un site contaminé au plomb avec des dimensions similaires, la décontamination traditionnelle (incluant
l’excavation sur 50 cm de profondeur) peut coûter entre 400 000 et 1 700 000$ US, tandis que la phytoremédiation peut coûter
entre 60 000 et 100 000$ US (2004).10 La remédiation de solvants dans l’eau souterraine, sur un terrain de 1 ha pendant 3 ans,
peut coûter 50 % moins cher par la phytodégradation et le contrôle hydraulique effectué par des plantes qui assèchent les sols
ou font baisser la nappe phréatique (200 000$ US d’installation et de maintenance initiale) qu’un système de pompage et de
traitement (700 000$ US de coût d’opération annuels; estimé en 2000).29 Enfin, l’enlèvement des hydrocarbures pétroliers, sur
un terrain de 0.4 ha, peut coûter 80 % moins cher par la phytodégradation in situ (50 000-100 000$ US 2000) que par l’excavation
et l’incinération (500 000$ US 2000).29
Un des principaux avantages de la phytoremédiation est sa grande versatilité. 5 En effet, plusieurs types de contaminants peuvent
être éliminés dans divers types d’environnements, grâce à la multitude de plantes qui existent et à leurs diverses adaptations.
De plus, la phytoremédiation étant généralement pratiquée in situ, cela permet de conserver la structure et les propriétés des
sols, de limiter l’érosion et le déplacement des polluants.4 Certes, dans les projets de phytoextraction, il faut traiter les végétaux
contaminés, mais comme ceux-ci concentrent les métaux, seuls de petits volumes de biomasse sont déplacés (jusqu’à 95 % moins
de volume)12, comparativement à des tonnes de sol avec les méthodes conventionnelles ex situ.3 Enfin, la phytoremédiation étant
une méthode basée sur les plantes, ces dernières rendent généralement divers services écosystémiques en plus de permettre
la décontamination d’un site. Elles contribuent ainsi à assainir l’air, séquestrer du dioxyde de carbone et à enrichir la biodiversité
des sites dégradés.8
L’acceptabilité sociale de la phytoremédiation est généralement grande grâce à son effet visuel esthétique rapide, son faible taux
de nuisances sonores, et son opportunité d’éducation. L’image ‘’verte’’ de cette technologie incite les entreprises y ayant recours
mettent leurs actions de l’avant dans leurs rapports de responsabilité sociale ou encore dans leurs campagnes de marketing.4
Seuls de rares cas d’opposition à son application ont été documentés, soulignant l’importance de prendre en considération les
inquiétudes du public au tout début d’un projet visant un site pouvant concerner directement les communautés locales. 5 La
phytoremédiation est aussi une solution verte compatible avec les grands principes du développement durable 8 et en adéquation
avec diverses politiques (Loi sur le développement durable (2006), Politique québécoise de gestion des matières résiduelles visant à
bannir l’enfouissement des matières organiques, Règlements sur l’enfouissement des sols contaminés, etc.).

Tableau 1: Tableau comparatif des coûts moyens associés à la décontamination traditionnelle ou à la phytoremédiation.8
ANNÉE ET
TYPE ÉTAPE DE RÉHABILITATION COÛT
RÉFÉRENCE
Préparation du terrain et des sols 10$/tonne de sol 20148
Achat des boutures et leur implantation 20$/tonne de sol 20148
Entretien du terrain en cours de décontamination 10$/tonne de sol 20148
Disposition des matières végétales contaminées 20$/tonne de sol 20148
Phytoextraction de métaux 15-40$/m3 de sol 199742
Phytoextraction (terrain de 12 acres contaminé au Pb) 16 666$/acre 200029

Phytoremédiation
Rhizofiltration de radionuclides 1.50-2.60$ US/1000L 200029
Phytostabilisation 200-1000$ US/ha 200029

ou
0.02-1.00$/m3
Phytoremédiation 10-35$/tonne de sol 199742
Bioremédiation in situ 50-150$/tonne de sol 199742
Contrôle hydraulique avec des arbres (pour traiter un aquifère de 250 000$ 200029
20 pieds de profondeur, sur une acre de terrain)
Excavation des sols contaminés, élimination des débris et 125$/tonne de sol 20148
chargement
Excavation et lessivage 250-500$/m3 199742
Mise en remblai (ajout d’une couche de terre) 22$/tonne de sol 20148
Mise en remblai (soil cap) (terrain de 12 acres contaminé au Pb) 50 000$/acre

Plantation de gazon ou d’arbres matures 30$/tonne de sol 20148
Excavation et enfouissement 100-400$/m3 199742
Excavation et enfouissement de métaux (terrain de 12 acres 1 000 000$/acre 200029

Décontamination contaminé au Pb)
traditionnelle
Ventilation du sol 20-220$/tonne de sol 199742
Méthode thermique 120-300$/tonne de sol 199742

Lavage du sol 80-200$/tonne de sol 199742
Lavage du sol 525 000$/acre 200029
(terrain de 12 acres contaminé au Pb)
Extraction avec des solvants 240-340$/tonne de sol 199742
Incinération 200-1500$/tonne de sol 199742
Pompage et traitement (pour traiter un aquifère de 20 pieds de 660 000$ 200029
profond, sur un acre de terrain)

7.2 LIMITES
La phytoremédiation reste une solution à long terme, limitée par la croissance ou l’efficacité des végétaux utilisés, comparativement
aux techniques de décontamination traditionnelles.8 Elle contraint donc le propriétaire du terrain à être patient avant de pouvoir
utiliser ou vendre son terrain contaminé.8 En ce sens, la phytoremédiation est une solution à privilégier dans les cas où les
investissements majeurs des solutions traditionnelles de décontamination sont repoussés à long terme parce que leur coût est
supérieur à la valeur du terrain, qui est alors la plupart du temps laissé en friche. Pour des projets de phytoextraction de métaux,
un horizon de 18 à 60 mois est à prévoir, comparativement à seulement 6 à 9 mois pour l’excavation et l’enfouissement ou
encore 8 à 12 mois pour l’excavation et le lavage des sols.42 Pour évaluer le temps requis pour nettoyer un site, on peut faire des
estimations en fonction du taux d’accumulation d’un contaminant dans la plante, de la masse initiale de contaminants dans un site
et de la concentration finale visée.42, 44
La survie et la croissance des plantes sont difficiles dans les sols très contaminés (même si les amendements peuvent aider)
alors il existe une certaine limite à la concentration des polluants pouvant être traités par phytoremédiation.4 Après 3 ans, il a
été observé que dans un sol contenant >20 000 ppm de Pb et Zn, 50 % des Populus sp. avaient péri, mais cela ne représentait
pas nécessairement un échec de revégétalisation si l’on considère l’ensemble de la communauté végétale s’étant établie. Dans
un autre cas de site contaminé (As, Cd), la mortalité des Populus sp. a atteint 95 % mais ce n’était pas seulement à cause des
taux de polluants: les chevreuils et la température peuvent aussi avoir joué un rôle.42 Le climat peut donc être un défi pour la
phytoremédiation au Québec, mais pas nécessairement un obstacle insurmontable: même lorsque les hivers sont froids, l’activité
des végétaux est ralentie, mais dans le sol, à l’abri des plantes, un certain niveau de décontamination microbienne peut persister.
Par contre, les contaminants doivent nécessairement se trouver dans la zone d’influence des plantes, ce qui peut représenter un
défi particulier par exemple, là où la contamination se trouve en profondeur, hors de portée des racines (les pompes ou des
tubes de plantation pouvant aider dans certains cas). Les sols avec une granulométrie fine (comme les argiles) ont une plus grande
capacité de retenir certains ions (forte capacité d’échanges cationiques), ce qui rend difficile leur décontamination. Les sols avec
une grande concentration en humus ou en matières organiques sont généralement enclins à retenir certains ions, mais aussi
les polluants organiques hydrophobes.4 La biodisponibilité de certains polluants peut alors être limitante. Là encore, l’ajout de
certains amendements peut aider: par exemple, l’ajout de chélateurs comme l’EDTA peut faire augmenter le taux d’assimilation
des éléments-traces métalliques par certaines plantes comme Brassica juncea.43
Pour que les végétaux puissent croître convenablement et décontaminer efficacement un terrain, ils doivent avoir un espace
suffisant. Cependant, même sur des superficies restreintes, il peut être possible de recourir à la phytoremédiation, en employant
par exemple de plus petits végétaux. Si l’efficacité de la phytoremédiation pour certains sites particuliers doit être démontrée dans
les conditions spécifiques à chaque projet (études en serre ou projets pilotes), afin de choisir l’assemblage végétal et la méthode
de traitement la plus appropriée pour un site, il existe quand même une abondance d’études techniques et scientifiques appuyant
les méthodes les plus communes et généralisables. 5 Plusieurs exemples témoignent d’un grand succès de la phytoremédiation: en
rhizofiltration, Helianthus annuus peut réduire les concentrations de 137CS et 90Sr de 90 % en 2 semaines, ou les concentrations
en Uranium de 95 % en 24 h (de 350 ppb à <5 ppb).42 En phytotransformation, des taux d’enlèvement de plus de 90 % ont été
atteints pour des explosifs (TNT et RDX) avec des élodées (Elodea sp.), des joncs (Scirpus sp.), et de l’alpiste (Phalaris sp.) ou pour
des produits agrochimiques (atrazine, nitrates) avec du peuplier hybride.42
Même si certains insectes ou autres animaux semblent dédaigner les végétaux contaminés à cause de leur mauvais goût,19 il ne faut
pas négliger le potentiel de contamination de la chaîne alimentaire avec la phytoremédiation. Pour limiter ce potentiel, on peut
préférer des espèces qui séquestrent les métaux lourds sur leurs racines, plutôt que d’utiliser des espèces qui vont transloquer
ces métaux vers leurs parties aériennes. Sinon, on peut aussi clôturer les sites, utiliser des filets, du bruit ou des épouvantails pour
éloigner les animaux. Lorsque ces précautions sont prises, certains sites phytoremédiés peuvent ensuite devenir des sanctuaires
pour la faune et la flore sauvage (voir exemple de cas du Parc Opémiska à Chapais).4
Étant une technologie liée à l’innovation, la phytoremédiation fait parfois face à des défis réglementaires, ou encore à des défis
liés aux marchés. 5 Si la science a maintes fois démontré le potentiel de la phytoremédiation, l’émergence d’un secteur commercial
semble avoir été limité par le développement d’une image commerciale unifiée et d’un système de normalisation. Il semble que la
production de biomasse utile (bois d’oeuvre, biomasse énergétique ou production d’espèces écologiques importantes) pourrait
être une avenue permettant le développement de ce secteur dans les années à venir. La combustion de la biomasse contaminée
pouvant entraîner la volatilisation de certains polluants comme le mercure, l’arsenic ou le sélénium, il importe d’avoir un bon
contrôle sur le processus de combustion ou sur le type de contaminant à traiter.

8.0 EXEMPLES DE PROJETS • Amendements: Pour limiter la croissance des mauvaises
herbes, une couche de paillis de bois (10 cm) a été utilisée
DE PHYTOREMÉDIATION après la plantation, et un désherbage manuel a été effectué
durant les saisons de croissance. En juillet, du fertilisant a
8.1 PARC D’ENTREPRISES DE LA POINTE- été ajouté (N-P-K, 13.5-3.5-3.5 Kg/ha).
SAINT-CHARLES
• Fonctionnement: À l’aide d’une pompe, l’eau souterraine
a été dirigée vers les plantations de saules dans un
système d’irrigation au compte-goutte en 2010 et 2011
(Figure 10). Le système était contrôlé par minuterie, mais
aussi couplé à un pluviomètre pour couper l’irrigation dès
que les précipitations atteignaient 5 mm, afin de limiter la
lixiviation.
• Résultats: L’irrigation avec l’eau souterraine contaminée
n’a pas entraîné de symptômes visuels de toxicité chez
les saules, ni de mortalité importante (95 % de survie). La
croissance des saules a même été favorisée par l’irrigation
(augmentation de la grandeur, du diamètre des tiges et de
la biomasse de bois). La plantation a permis de réduire
d’environ 95 % les concentrations en NH4 -N. Les plants
irrigués ont aussi séquestré dans leurs feuilles certains
éléments (principalement le N et le Cu, mais aussi du
P, K, Fe et B). Les teneurs en BPC ou en hydrocarbures
Figure 9 pétroliers n’ont pas été signicativement réduites.
Rhizofiltration d’eau souterraine contaminée avec
• Défis: Des précipitations plus abondantes que la normale
des saules à Pointe-Saint-Charles.
ont limité le potentiel de traitement, mais les saules ont
tout de même filtré environ 2600 m3/ha d’eau souterraine
• Historique: Sur ce site anciennement appelé le Technoparc, par année.
plusieurs activités industrielles, incluant l’enfouissement • Direction: Michel Labrecque, IRBV
de déchets industriels et domestiques, se sont déroulées
durant un siècle. En préparation pour l’Expo 67, le site • Référence: 39, 2
a été remblayé de matériaux hétérogènes pour servir
de stationnement et d’héliport. Avec le temps, la pluie
s’est infiltrée à travers les déchets enfouis, générant un
lixiviat qui a ensuite contaminé la nappe phréatique. Dans
l’eau souterraine, l’azote ammoniacal qui diffuse vers le
Saint-Laurent, pose un risque pour les poissons et les
mammifères qui y habitent. Vu sa situation stratégique
dans le Grand Montréal, ce site contaminé a aujourd’hui
un potentiel de développement économique énorme.
• Rhizofiltration et phytoextraction: Décontamination de
l’eau souterraine riche en azote ammoniacal (NH4 -N)
se trouvant à 9 m sous la surface à l’aide de saules à
croissance rapide (Salix miyabeana SX67; Figure 9).
• Plantation: Le sol de surface a été débarrassé des débris
minéraux, de plastiques et de bois. Des tranchées (30 cm
de largeur et de profondeur) ont été creusées avec
un espacement entre les rangs de 1,80 m. Un terreau
commercial a été ajouté dans les tranchées pour assurer
Figure 10
un bon établissement des saules. Des boutures ont été
Dispositif de rhizofiltration pour accéder aux contaminants
plantées au printemps 2009, jusqu’à densité de plantation
en profondeur à Pointe-Saint-Charles, d’après Guidi et al.39
de 19 600 plantes/ha, et coupées à 5 cm du sol à l’automne
(pour stimuler la production de tiges).

8.2 TRAITEMENT TERTIAIRE DES EAUX • Fonctionnement: Les effluents de l’usine municipale
USÉES À SAINT-ROCH-DE-L’ACHIGAN d’épuration des eaux usées ont été filtrés (pour enlever
les débris) avant d’être pompés vers une canalisation
de 1,5 km reliant l’usine à la plantation (Figure 12). Un
système de contrôle automatisé a permis de contrôler
l’irrigation durant la saison de croissance.
• Résultats: Les saules ont éliminé 90 % de l’azote et 85 %
du phosphore présent dans l’eau épurée. Jusqu’à 5,4 mm
d’effluent par jour ont pu être traités par les saules, car
ceux-ci ont un fort potentiel d’évapotranspiration et
peuvent aussi tolérer des conditions de sol saturé pour
des périodes prolongées. L’irrigation a augmenté la
productivité de biomasse, avec des valeurs entre 14 et 20
tonnes/ha/an, selon l’intensité de l’irrigation.
• Défis: Ce type de système ne peut pas opérer à longueur
d’année au Québec en raison du gel et de la période de
dormance des végétaux. Cependant, il permet tout de
même de miminiser la contamination environnementale à
faible coût sur une partie de l’année.
• Direction: Michel Labrecque (IRBV)
• Référence: 45
Municipalité
Saules
Égoûts
Pompe et
contrôles
Usine d’épuration
Eau traitée
Boues
Figure 11 Eau purifiée

Filtration des eaux usées épurées par des saules avant leur rejet
dans une rivière à Saint-Roch-de-l’Achigan. Rivière
• Historique: L’eau traitée dans les usines d’épuration

Figure 12
contient encore des nutriments (azote, phosphore).
Dispositif d’affinage tertiaire des eaux usées à l’aide des saules,
L’irrigation de plantation visant la production de biomasse
d’après Guidi et al.45
permet de suppléer en nutriments nécessaires pour
maintenir une forte productivité, malgré les récoltes
effectuées toutes les 2 à 3 ans.
• Rhizofiltration: Réduction de la charge nutritive d’une
eau usée prétraitée à l’aide de saules à croissance rapide
(Salix miyabeana SX67; Figure 11).
• Plantation: Un ancien champ de maïs a été tondu, puis
ameubli au rotoculteur en surface (15 cm). Des boutures
ont été plantées (16 000 tiges/ha) au printemps 2008, puis
recépées à l’automne (pour favoriser la multiplication des
tiges).
• Amendements: Pour contrôler les mauvaises herbes, un
herbicide pré-émergence avec un effet résiduel a été
utilisé la première année, et ensuite l’espace entre les
rangs a été désherbé mécaniquement.

8.3 DÉCONTAMINATION DU RUISSELLEMENT • Fonctionnement: Les eaux de ruissellement et de lixiviation
DANS UNE USINE DE COGÉNÉRATION recueillies sont d’abord décantées, puis acheminées
gravitairement et horizontalement dans un bassin
(Figure 14). Le site en opération depuis 15 ans fonctionne
bien et nécessite un entretien minimal. Environ 2 journées
par année (au printemps et à l’automne) sont consacrées
au désherbage, enlèvement des branches, fertilisation
minimale, nettoyage des entrées et des sorties. En hiver,
l’eau est gelée dans le marais, sans aucune lixiviation.
• Amendements: Pour combler les besoins du phragmite

en azote (faiblement disponible dans l’eau traitée), on
recueille le ruissellement (passivement) depuis des bacs
ensemencés avec du trèfle sur le pourtour du marais
filtrant. Ceci fournit environ 25 kg/ha d’azote annuellement
au système.
• Résultats: L’eau initialement noire à cause de la suspension

de suie est clarifiée (matières en suspension 5-36 mg/L;
DBO5 = 2-13 mg O2 /L). Son pH initialement fortement
alcalin (12-13) devient plus neutre (7-8,5). Les métaux sont
faiblement disponibles au pH initial et précipitent dans le
champ de phragmite (Fe = 0,5-4,3 mg/L à l’effluent). Ceux
qui sont biodisponibles sont captés par la végétation.
Figure 13 • Défis: Pour limiter la dégradation du marais filtrant par les

En haut, l’usine de cogénération de Chapais utilise la animaux herbivores et les adeptes de sports motorisés
rhizofiltration à l’aide de roseaux communs pour assainir le (véhicules tout-terrain et motoneiges), le site a dû être
ruissellement et le lixiviat collecté sur son terrain. En bas à clôturé. Le phragmite, une espèce ailleurs plus invasive, n’a
gauche: Le bassin en construction. À droite: Les roseaux matures. pas étendu son aire au-delà du bassin.
• Historique: La ville de Chapais a été fondée en 1955 pour • Direction: Chapais-Énergie sec, Lucien Bordeleau
des activités minières. Aujourd’hui, les 1630 habitants y (Biolostik Lté)
vivent plutôt de l’activité forestière. Pour diversifier son
économie, la ville a accueilli en 1995 la première usine • Référence: 46, 47, 48
de cogénération à la biomasse forestière au Québec. La
communauté désirait un projet durable et innovant qui ne
se limiterait pas à la vente d’électricité à Hydro-Québec.
Ainsi, on souhaitait que la récupération de la chaleur de Phragmites
l’usine serve à alimenter des serres pour produire des Ruissellement

aliments locaux. Dans la même vision, on voulait minimiser et lixiviat
Surnageant
l’impact de l’usine sur la qualité de l’eau dans ce milieu. Usine de Eau purifiée
Biomasse
cogénération forestière Cendres Rhizosphère
Bassin de
• Rhizofiltration: L’usine de cogénération produit des cendres décantation Phytoréacteur
MD
qui sont accumulées dans des unités de sédimentation. Le

ruissellement de surface au printemps est similaire à l’eau Figure 14
de surface dans le bois avoisinant, et n’est pas très chargé Processus de rhizofiltration utilisé pour le ruissellement et le lixiviat
en polluants. Malgré cela, le ruissellement de surface du produits sur le site de Chapais Énergie, d’après Bordeleau47.
site et l’eau qui s’infiltre dans les bassins d’entreposage
sont chargés en cendres, calcium et magnésium, éléments
traces métalliques (i.e. Fe <120 mg/L), avec des matières
organiques (DBO5= 460-850 mg O2/L) et en suspension
(170-180 mg/L).
• Plantation: Des roseaux communs (Phragmites australis)

ont été implantés dans un marais filtrant (Phytoréacteur®
Biolistik; Figure 13).

8.4 RÉHABILITATION DU PARC MINIER • Fonctionnement: Les plantes et les microorganismes de la
OPÉMISKA À CHAPAIS rhizosphère génèrent divers acides organiques (humique,
fulvique) qui migrent dans le sol, entraînant certains minéraux
qui précipitent sous la zone des racines.
• Résultats: Après 11 ans, les plantes ont accéléré le phénomène

de podzolisation (Figure 16). Comparé au podzol naturel
situé à proximité (âgé d’environ 800 ans), le podzol recréé
semble relativement stable. Il y a eu formation d’une croûte
indurée à 15-20 cm de profondeur bloquant le passage de
l’air et de l’eau. Dans cet horizon, il y a aussi eu déposition des
métaux (Mn, Zn, Bo), et une diminution de leur infiltration
vers la nappe phréatique. Entre 70 et 90 % de l’eau de pluie
ruisselle maintenant à la surface du sol. On a ainsi réduit la
lixiviation vers la nappe phréatique. Le niveau de cette nappe
phréatique, auparavant élevé, s’est abaissé, minimisant le
contact entre les résidus miniers et l’eau souterraine. Grâce
aux légumineuses, aucun apport d’azote n’est nécessaire sur
le site. Les plantes échantillonnées présentaient aussi un fort
Figure 15 niveau de mycorhization. La technique adaptée au milieu
Phytostabilisation d’anciens résidus miniers à l’aide de centre et nordique peut être utilisée sur d’autres sites miniers.
d’herbacées. Après une décennie, un sol propre à la croissance
des végétaux s’est formé, et le trèfle permet d’y fixer l’azote • Limite: Bien que le site bien revégétalisé semble propice au
atmosphérique (dans les nodules sur les racines). retour de la faune et de la flore, il faut rester prudent pour
éviter de déstabiliser le site. Ainsi, 10 ans après l’amorce de
• Historique: La mine d’or et de cuivre Opémiska Copper phytostabilisation, des arbres ont été plantés par des membres
a cessé ses opérations en 1988 laissant un grand parc de de la communauté. Un suivi étroit du site a été nécessaire
résidus miniers de 73 hectares non restauré. Le slam, issu pour s’assurer que cela ne favoriserait pas l’infiltration.
de l’extraction de l’or dans des bains d’acide sulfurique et
d’arsenic, est un résidu minier fin qui n’a pas de portance • Direction: Chapais-Énergie sec, Biolistik Lté (Lucien Bordeleau)
lorsque mouillé et est sensible à l’érosion éolienne. Ces
résidus sont donc réfractaires à l’atténuation naturelle. • Référence: 49-52
Une usine de cogénération utilisant la combustion de
résidus forestiers (Chapais-Énergie) désirait valoriser ses
résidus de cendre et restaurer 70 ha du parc d’Opémiska.
• Phytostabilisation à l’aide d’une couverture végétale et de

cendres de résidus miniers hostiles à la vie (faible teneur en
matières organiques, faible capacité d’échange cationique
et concentration minime de nutriments, concentration
moyenne en cuivre).
• Amendements: Des cendres issues de l’usine de

cogénération (pH 13) ont été incorporées jusqu’à une
profondeur de 1 m pour stabiliser la surface (agrégation).
Pour créer un lit d’ensemencement de 15 cm de profondeur,
des sciures de bois et des boues de décantation de pâtes et
papiers ont été utilisées pour fournir de l’azote, des fibres
structurantes ainsi que des microorganismes vivants.
• Plantation: Une variété d’avoine adaptée au climat

nordique a été semée la première année. Des mycorhizes
et de l’urée ont aussi été ajoutées. L’année suivante, cet
engrais vert a été incorporé au sol. Ensuite, à l’abri d’un Figure 16
autre ensemencement d’avoine, un consortium de plantes Phénomène de podzolisation, sous le couvert végétal, assurant
(trèfle blanc, lotier et phléole des prés ou mil) a été établi une phytostabilisation avancée d’anciens résidus miniers
(Figure 15). impropres à la vie.

8.5 TRAITEMENT DE SÉDIMENTS DRAGUÉS • Résultats: Un couvert végétal a pu être mis en place sur
AU PORT DE MONTRÉAL les sédiments (Figure 18). Les mycorhizes, le compost et
une plus grande biodiversité ont permis d’obtenir une
meilleure couverture végétale. Les végétaux ont accumulé
des teneurs intéressantes en métaux lourds. Les végétaux,
l’exposition à l’air et aux rayons du soleil semblent tous
avoir contribué à diminuer la teneur en HAP. Cependant,
la décontamination complète des métaux n’a pu être
achevée durant les trois années du projet, et les sédiments
prétraités ont été enfouis.
• Direction: Alfred Jaouich, Antoine Karam, Philippe

Giasson (Enutech)
• Référence: 35
Figure 17
Sédiments de la rivière Saint-Charles avant phytoremédiation.
• Historique: Le fleuve St-Laurent et la rivière St-Charles
(à Québec) ont subi 200 ans d’activités industrielles
(notamment des raffineries de pétrole) qui ont entraîné
diverses contaminations, incluant des HAP, du Zn, du
Pb et du Cu. Le dragage est la méthode classique de
décontamination, mais le traitement de cette boue est
coûteux.
Figure 18
• Phytoextraction, phytovolatilisation et phytostabilisation:
Projet de phytoremédiation avec diverses herbacées et des
Décontamination de 1400 tonnes de sédiments HAP, du
mycorhizes sur des sédiments du Port de Montréal.
Zn, du Pb et du Cu épandu sur 40 cm d’épaisseur (675m2)
durant des essais de 2007 à 2009 (Figure 17).
• Plantation: Des plantes indicatrices capables d’accumuler

les métaux lourds et de produire beaucoup de biomasse:
fétuque rouge traçante (Festuca rubra), fétuque élevée
(Festuca eliator), agropyre (Agropyron repens), ray-grass
(Lolium perenne), fléole des prés (Phleum pratense), lotier
corniculé (Lolium corniculatus), trèfle blanc (Trifolium repens)
et tanaisie vulgaire (Tanacetum vulgare).
• Amendements: Compost de pâte à papier et mycorhizes

arbusculaires Glomus intraradices pour accroître la
biomasse aérienne et augmenter l’absorption des métaux.

8.6 DÉCONTAMINATION DE TERRES PRÈS • Défis: Les essais ont duré deux ans, soit trop peu de
D’UNE FONDERIE temps pour apercevoir une diminution significative des
métaux dans le sol. Les projets en phytoremédiation ont
besoin de beaucoup plus de temps pour être efficaces.
Chemin Parce que le propriétaire du terrain a l’obligation légale
de fer
de décontaminer le site lorsqu’il cessera ses activités
Panache de industrielles, et parce que les essais préliminaires ont
Pilote contamination donné des résultats intéressants, un déploiement à plus
phytoextraction Zone à grande échelle et sur une durée plus grande est envisagé.
s dé co ntaminer
a nt
Route i n • Direction: Philippe Giasson (Enutech)
Stat. om
s d
Bassins nt • Référence:15
Ve
Fonderie
Cheminées
Port
Figure 19
Projet de phytoextraction dans une fonderie.
• Historique: Une fonderie en opération depuis plus de 40

ans dans la région de Montréal a entraîné la contamination
de vastes étendues de terres (>10 ha). En aval éolien de la
cheminée, du zinc et du cadmium se sont redéposés à la
surface du sol (Figure 19).
• Phytoextraction: Un mélange de plantes spécialement

adaptées aux sites dégradés a été utilisé.
• Amendements: Trois souches de champignons mycorhiziens

ont été utilisées durant les essais (Glomus intraradices,
G. mossae et G. etunicatum). Aucune fertilisation n’a
été ajoutée au site pour maximiser la colonisation
mycorhizienne des plantes.
• Plantation: Après un labour, 384 m2 de terre ont été

ensemencés avec un mélange d’herbacées (25 % agropyre
à crête, 20 % fétuque rouge traçante Salsa, 20 % fétuque
élevée Typton, 15 % raygrass vivace Vail, 11 % fétuque
durette Slalon, 5 % lotier corniculé, et 4 % trèfle blanc).
Pendant l’été, de la verge d’or, de la vesce jargeau et du
phragmite ont spontanément colonisé le terrain, jusqu’à
représenter 10% de la biomasse.
• Résultats: Après une saison de croissance, la végétation

a produit environ 1,4 tonnes/ha de biomasse (humide;
Figure 20). Le Zn, initialement très concentré dans le sol
(>6200 mg/kg) a été fortement accumulé dans la biomasse
végétale (1800 mg/kg). Le Cd (concentration dans le sol
32 mg/kg) a aussi été accumulé dans la biomasse (21 mg/kg).
Figure 20
Projet pilote de phytoextraction à l’aide
d’un mélange d’herbacées.

9.0 RESSOURCES EN PHYTOREMÉDIATION
Si vous êtes aux prises avec un problème de contamination et que vous voulez explorer l’option de la phytoremédiation
plusieurs ressources sont à votre disposition. La Société Québécoise de Phytotechnologies (www.phytotechno.com) et
l’Association Canadienne de Réhabilitation des Sites Dégradés – Chapitre Québec (www.acrsd-quebec.org) comptent plusieurs
membres qui sont actifs à divers niveaux dans ce domaine. Si peu d’entreprises québécoises spécialisées exclusivement dans
les phytotechnologies ont réalisé des projets au Québec en 2016, vous pourriez vous tourner vers des firmes d’éco-conseil
ou de génie-conseil qui ont développé des services en complémentarité avec d’autres solutions environnementales. Plusieurs
sociétés américaines ont aussi développé une expertise maison pour résoudre à l’interne certains problèmes de contamination
liés à leurs activités, et certains partagent leurs bons coups et leurs échecs via des forums spécialisés (Petroleum Environmental
Research Forum, PERF; Remediation Technologies Development Forum, RTDF).
Le gouvernement du Québec et le Fond municipal vert de la Fédération canadienne des municipalités offrent des aides
financières pour la réhabilitation des terrains contaminés. Le programme ClimatSol Plus financé par le Fonds vert (enveloppe
totale de 55 millions sur 5 ans) vise à soutenir financièrement les municipalités et d’autres demandeurs souhaitant réhabiliter
des terrains contaminés, incluant ceux ayant un fort potentiel de développement économique. Des agences gouvernementales
(comme l’agence américaine de protection de l’environnement, USEPA) mettent aussi à la disposition du public des données
techniques (https://clu-in.org/techfocus/default.focus/sec/Phytotechnologies/cat/Overview/) ou du financement pour des
projets particuliers. Le gouvernement du Canada a aussi créé un site permettant de comparer diverses approches de
remédiation, avec plusieurs données techniques sur les analyses requises et le type de contaminants, incluant des techniques
de phytoremédiation (http://gost.irb-bri.cnrc-nrc.gc.ca/techlst.aspx?ind_lang=fr). Il existe des bases de données de plantes
spécialisées pour la décontamination de divers types de polluants, par exemple les hydrocarbures pétroliers (PHYTOPET) ou
encore les métaux et les métalloïdes (PHYTOREM).4 Une base de données en ligne peut aussi être utilisée pour choisir les
bonnes plantes adaptées à divers polluants (www.steviefamulari.net/phytoremediation/index.php). Enfin, il y a aussi plusieurs
laboratoires académiques actifs dans la recherche et le développement de nouvelles applications de la phytoremédiation,
notamment à l’Institut de Recherche en Biologie Végétale, et ils pourraient être intéressés à réaliser de nouveaux projets de
phytoremédiation sur des sites particuliers.

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phytoremediation of heavy metals using Brassica and Salix
supplemented with EDTA: Results of the first growing season.
Journal of Environmental Science and Engineering 2010, 4, (9), 51.

11.0 DROITS DE REPRODUCTION
Date d’émission :
1er juin 2016
Date de dernière modification :

N/A
Droits d’auteur : Société québécoise de phytotechnologie
Recherche, rédaction et illustrations:

Louise Hénault-Ethier
Photographies:
Merci à Lise Servant de la Médiathèque du Jardin botanique de Montréal pour plusieurs photos : Frédéric Pitre (IRBV, Figure 7-1),
Ahmed Jerbi (IRBV, Figure 7-3 et 11), Jardin botanique de Montréal (Figure 7-4 et 7-5), Édith Smeesters (Figure 7-6),
Michel Tremblay (Figure 7-7), Normand Fleury (Figure 7-9), Gilles Murray (Figure 7-10 et 7-11). Autres photos par Pixabay (Figure 7-2),
Louise Hénault-Ethier (Figure 7-8), Michel Labrecque (IRBV, Figure 9), Lucien Bordeleau (Biolistik, Figure 13, 15 et 16) et
Philippe Giasson (Enutech, Figure 17, 18 et 20).
Merci aux personnes qui ont fourni des informations, de la documentation ou ont participé à la révision de cette fiche: Les
membres du conseil d’administration 2016 de la SQP, Michel Labrecque (IRBV), Lise Servant (Jardin botanique de Montréal),
Frédéric Pitre (IRBV), Philippe Giasson (Enutech), Marc Hébert (MDDELCC), Antoine Karam (Université Laval), Sébastien Hue (Viridis),
Martin Beaudoin-Nadeau (Viridis-Terra Innovations), Lucien Bordeleau (Biolistik), Ahmed Jerbi (IRBV), Éric Clayessen, Maxime Fortin
Faubert (IRBV), Isabelle Dupras (Horticulture Indigo), Michel Rousseau (Groupe Rousseau Lefebvre), et Alexis Fortin.
Droits de reproduction à des fins non commerciales

L’information de cette fiche peut être reproduite à des fins personnelles ou publiques non commerciales sans autorisation de la
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• La source de l’information doit être ainsi citée : Société québécoise de phytotechnologie, Fiches techniques de la SQP. La
phytoremédiation. 1er juin 2016. www.phytotechno.com
• L’utilisateur doit prendre soin de conserver l’exactitude des documents reproduits.
• La copie ne peut être présentée en tant que version officielle originale.
• La copie ne peut être présentée comme étant faite en affiliation avec la SQP ou avec son aval.
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sans la permission écrite de la SQP. Par cette autorisation, la SQP cherche à s’assurer de la diffusion des versions les plus exactes et
actualisées des documents dont elle dispose. On peut obtenir une autorisation de reproduction à des fins commerciales en s’adressant à :
SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE

2030, Boul. Pie-IX, bureau 403
Montréal (Québec) Canada H1V 2C8
PHYTOTECHNO.COM
Courriel :
info@phytotechno.com
Mise en garde :
La présente fiche est un instrument d’information. Son contenu ne constitue aucunement une recommandation, une liste exhaustive
de procédés ou de règles en vigueur. Il demeure la responsabilité du lecteur de se référer aux recommandations, procédés et
règlements en vigueur, ainsi qu’à toutes autres normes applicables, le cas échéant.

Annexe 1
PAGE 25
Exemple de quelques plantes ayant un potentiel de phytoremédiation disponibles sur le marché commercial québécois, ou présents dans nos écosystèmes. Leur port (Herbacée, arbuste ou arbre) et
leur habitat (terrestre, aquatique, riverain ou saumâtre) sont décrits. Quelques exemples d’applications de leur potentiel de phytoremédiation sont donnés, avec des commentaires. Pour la disponibilité
commerciale: D = Disponible; MA = Disponible sur le marché agricole; DS = Disponible sous forme de semences; ND = Non-disponible ou difficile à se procurer. En plus des références citées dans le texte,
les références 2, 4, 8, 13, ainsi que la base de données PLANTS du USDA (Département américain de l’agriculture) et Canadensys ont été utilisées pour compléter le tableau.
LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE

Phyto ou rhizodégradation
Introduite (Québec)
Hyperaccumulatrice
Phytovolatilisation
En milieu riverain
Phytostabilisation
Plante aquatique
Phytoextraction
Plante terrestre
Forte biomasse
Rhizofiltration
Eau saumâtre
Disponibilité
Herbacée
Indigène
Arbuste
Arbre
Nom latin Nom commun Famille Commentaires

Acer rubrum Érable rouge Sapindaceae x D x x x x Accumulateur de césium ou plutonium
Acer saccharinum Érable argenté Sapindaceae x D x x x x x x BPC, TCE, chlorure de vynile
Achillea achillée Asteraceae Accumulateur de cadmium
x D x x x
millefolium millefeuille
Agrostis capillaris Agrostide Poaceae Capable d’accumuler des radionuclides,
capillaire x DS x x x x x de l’aluminium, de l’arsenic, du plomb, du
manganèse ou du zinc
Amaranthus Amarante à Amaranthaceae Plante capable d’accumuler le cadmium, le
retroflexus racine rouge césium, le nickel et le zinc.
x ND x x x x Difficile à obtenir commercialement mais utilisé
dans le marché des plantes médicinales donc
potentiellement disponible.
Ambrosia Petite herbe à Asteraceae Plante capable d’hyperaccumuler le plomb, aussi
artemisiifolia poux utile pour contrer l’érosion.
Non disponible commercialement mais les
x ND x x x x x semences peuvent facilement être récoltées.
Attention à l’endroit où elle est utilisée, cette
plante peut être envahissante et causer des
problèmes de santé (allergies).
Armoracia Raifort Brassicaceae Ses racines peuvent produire des peroxydases
x D x x x x
rusticana
Avena sativa Avoine Poaceae Plante capable de phytostabiliser les sites
contaminés à l’arsenic, cadmium, cobalt, cuivre,
MA x x x
plomb, nickel et zinc. Plante éphémère au
Québec. Plante disponible.
PAGE 26
Hyperaccumulatrice
Phytovolatilisation
En milieu riverain
Phytostabilisation
Plante aquatique
Phytoextraction
Plante terrestre
Forte biomasse
Rhizofiltration
Eau saumâtre
Disponibilité
Herbacée
Indigène
Arbuste
Arbre

Bouteloua Buchloé faux- Poaceae Système racinaire dense et profond offrant une
(anc. Buchloe) dactyle D x x x large surface de contact. Bon soutien contre
dactyloides l’érosion.
Brassica juncea Moutarde d’Inde Brassicaceae La moutarde indienne, une autre Brassicacée, est
communément utilisée pour la phytoextraction
x MA x x x x du plomb et de cuivre. Plante terrestre,
croissance rapide, forte biomasse, grande
tolérance aux organiques et aux inorganiques.
Brassica sp. Moutarde Brassicaceae MA x x x Grande capacité à volatiliser le sélénium
Carex normalis Carex normal Cyperaceae Plantes capables d’accumuler des BPC dans leurs
tissus. Fait partie de liste d’espèces de la flore
x x x x
vasculaire menacées ou vulnérables susceptibles
d’être ainsi désignées (version avril 2016).
Cucurbita pepo Courge Cucurbitaceae Plantes capables d’accumuler des BPC dans leurs
(ex. ssp pepo cv tissus
DS x x x
Howden ou cv
Goldrush)
Datura innoxia stramoine Solanaceae Exsudats racinaires contenant des enzymes
inoffensive (peroxidase, laccase, nitrilase) pouvant dégrader
x x
certains polluants, incluant des explosifs (TNT,
RDX, HMX). Plante éphémère au Québec.
Distichlis spicata distichlis dressé Poaceae Plante indigène dans d’autres régions au Canada,
x x x x non-documentée au Québec. Utilisé pour la
restauration des milieux côtiers.
Eichhornia jacinthe d’eau Pontederiaceae Plante flottante, facilitant la récolte. Espèce
D x x x
crassipes envahissante
Elodea sp. Élodée Hydrocharitaceae Grande production d’enzymes dégradant les
x D x x x
matières organiques
Lolium (anc. fétuque élevée Poaceae Plantes capables d’accumuler des BPC dans
Festuca) x D x x x x leurs tissus. Peut-être utilisée pour le contrôle de
arundinacea l’érosion ou sur les sites peu fertiles.
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Hyperaccumulatrice
Phytovolatilisation
En milieu riverain
Phytostabilisation
Plante aquatique
Phytoextraction
Plante terrestre
Forte biomasse
Rhizofiltration
Eau saumâtre
Disponibilité
Herbacée
Indigène
Arbuste
Arbre

Festuca sp. fétuque Poaceae Système racinaire dense et profond offrant une
x D x x x
large surface de contact.
Helianthus tournesol Asteraceae Plante terrestre, croissance rapide, forte
annuus biomasse, grande tolérance aux organiques
x D x x x x
et aux inorganiques. Peut accumuler les
radionuclides. Besoin du plein soleil.
Lemna sp. Duckweed Araceae x D x x x Petite plante aquatique flottante
Lolium sp. Ivraie Poaceae système racinaire dense et profond offrant une
x D x x x x
Lycopersicon Peruvian Solanaceae Exsudats racinaires contenant des enzymes
peruvianum nightshade (peroxydase, laccase, nitrilase) pouvant dégrader
D x x x certains polluants, incluant des explosifs (TNT,
RDX, HMX). Introduit en Californie, non-
documenté ailleurs en Amérique du Nord.
Medicago sativa Luzerne Fabaceae Peut volatiliser des hydrocarbures chlorés.
Cette plante qui fixe l’azote et a un fort
x MA x x x potentiel d’évapotranspiration stimule l’activité
microbienne, ce qui augmente l’oxydation des
résidus organiques.
Morus rubra Mûriers Moracea Plante pouvant stimuler les microorganismes
impliqués dans la dégradation des BPC et
HAP grâce à leur production de composés
phénoliques. Sécrète des composés phénoliques
D x x x x x
dans le sol favorisant la dégradation des BPC
et HAP par les bactéries. Plante indigène de
l’Ontario. Certains cultivars disponibles sur le
marché québécois.
Nicotiana Tabac commun Solonaceae Plante à croissance rapide, forte production de
tabacum biomasse, facile à récolter, propagation facile
avec les graines, très tolérantes aux différentes
MA x x x
conditions de croissance et aux polluants
organiques et inorganiques. Peut bioaccumuler le
cadmium, peu affecté par les BPC et le TNT.
PAGE 28
Hyperaccumulatrice
Phytovolatilisation
En milieu riverain
Phytostabilisation
Plante aquatique
Phytoextraction
Plante terrestre
Forte biomasse
Rhizofiltration
Eau saumâtre
Disponibilité
Herbacée
Indigène
Arbuste
Arbre

Panicum sp. Panic Poaceae Système racinaire dense et profond offrant une
x D x x x x
Polypogon sp. Rabbitfoot grass Poaceae x ND x x Grande capacité à volatiliser le sélénium
Populus sp. (i.e. Peuplier hybride Salicacée Établissement facile, croissance rapide,
Populus deltoides bon couvert végétal, entretien facile, fort
x nigra) potentiel d’absorption de certains polluants
environnementaux. Utilisé pour traiter des
pollutions agricoles, industrielles, des égouts,
de l’eau usée municipale et du lixiviat minier.
Le plus populaire grâce à son fort potentiel
x x D x x x x x x x
d’évapotranspiration, facilitant le mouvement
des polluants vers le haut dans l’eau souterraine
ou vers l’atmosphère. Un peuplier mature peut
transpirer entre 200 et 1000 litres d’eau par
jour. Capacité à dégrader et/ou volatiliser des
polluants comme le TCE ou l’atrazine. Il peut
aussi dégrader des résidus d’explosifs.
Salix sp. Saules Salicacée Établissement facile, croissance rapide,
bon couvert végétal, fort potentiel
d’évapotranspiration, entretien facile, fort
x x D x x x x x x potentiel d’absorption de certains polluants
environnementaux. Utilisé pour traiter des
pollutions agricoles, industrielles, des égouts, de
l’eau usée municipale et du lixiviat minier.
Spartina sp. Cordgrass Poaceae Croissance rapide, souvent en colonies denses,
x D x x
surtout en milieu côtier salin.
Thlaspi Thlaspis Brassicacées Les Thlaspis appartiennent à la famille
caerulescens des Brassicacées et sont efficaces pour la
ND x x x
phytoextraction du zinc, du cadmium et du
nickel
Typha sp. (i.e. Quenouilles Typhaceae Tolérants, croissance rapide, forte biomasse. Bon
Typha latifolia) x D x x x x x potentiel pour absorber le sélénium. Utilisé pour
le traitement tertiaire des eaux usées.

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LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 2

5.2 CARACTÉRISTIQUES DES DIVERS POLLUANTS

5.2.2 POLLUANTS INORGANIQUES

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 3

5.3 MÉCANISMES DE TRAITEMENT

Physico-chimiques Thermiques Biologiques

Risques pour la santé Excavation et transport Envisager la phytoremédiation

* Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 4

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 5

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 6

5.5 ÉTAPES NÉCESSAIRES À LA PHYTOREMÉDIATION

Les contaminants sont-ils La concentration finale

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 7

6.1.1 LA SÉLECTION NATURELLE OU ARTIFICIELLE DES

6.1.2 QUESTIONS TECHNIQUES ET ÉCOLOGIQUES

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 9

Préparation Amendements Plantation Suivi Récolte Évaluation Fermeture

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 10

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 11

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 12

Achat des boutures et leur implantation 20$/tonne de sol 20148

Entretien du terrain en cours de décontamination 10$/tonne de sol 20148

Disposition des matières végétales contaminées 20$/tonne de sol 20148

Phytoextraction de métaux 15-40$/m3 de sol 199742

Phytoextraction (terrain de 12 acres contaminé au Pb) 16 666$/acre 200029

Phytostabilisation 200-1000$ US/ha 200029

Bioremédiation in situ 50-150$/tonne de sol 199742

Mise en remblai (soil cap) (terrain de 12 acres contaminé au Pb) 50 000$/acre

Excavation et enfouissement 100-400$/m3 199742

Excavation et enfouissement de métaux (terrain de 12 acres 1 000 000$/acre 200029

Méthode thermique 120-300$/tonne de sol 199742

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 13

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 14

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 15

Figure 11 Eau purifiée

• Historique: L’eau traitée dans les usines d’épuration

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 16

• Amendements: Pour combler les besoins du phragmite

• Résultats: L’eau initialement noire à cause de la suspension

Figure 13 • Défis: Pour limiter la dégradation du marais filtrant par les

l’usine serve à alimenter des serres pour produire des Ruissellement

qui sont accumulées dans des unités de sédimentation. Le

• Plantation: Des roseaux communs (Phragmites australis)

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 17

• Résultats: Après 11 ans, les plantes ont accéléré le phénomène

• Phytostabilisation à l’aide d’une couverture végétale et de

• Amendements: Des cendres issues de l’usine de

• Plantation: Une variété d’avoine adaptée au climat

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 18

• Direction: Alfred Jaouich, Antoine Karam, Philippe

• Plantation: Des plantes indicatrices capables d’accumuler

• Amendements: Compost de pâte à papier et mycorhizes

LA PHYTOREMÉDIATION DROITS DE REPRODUCTION – SOCIÉTÉ QUÉBÉCOISE DE PHYTOTECHNOLOGIE PAGE 19

• Historique: Une fonderie en opération depuis plus de 40

• Phytoextraction: Un mélange de plantes spécialement

• Amendements: Trois souches de champignons mycorhiziens