Phytoremédiation des organochlorés. Etude mécanistique et fonctionnelle des capacités épuratrices du système plante-rhizosphère

par Angélique San Miguel

Thèse de doctorat en Médecine

Sous la direction de Patrick Ravanel et de Muriel Raveton.

Soutenue le 01-12-2011

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'Ecologie Alpine (équipe de recherche) et de Laboratoire d'écologie alpine (laboratoire) .

Le président du jury était Christian Mougin.

Le jury était composé de Laurent Lagadic, Frédérique Lesaulnier, Angela Groppi, Luc Bousquet.

Les rapporteurs étaient Michel Mench, Michel Couderchet, Didier Gourier.


  • Résumé

    Les organochlorés (OCs) -molécules utilisées dans des procédés industriels et en applications agricoles dont la plupart sont interdites d'utilisation de nos jours- sont considérés comme des polluants très persistants représentant une menace pour les eaux de surfaces et souterraines, le sol et l'atmosphère. Des méthodes alternatives de décontamination de sites pollués aux OCs sont développées utilisant des technologies in situ d'écoremédiation. L'objectif du projet de thèse est d'étudier les capacités de phytoremédiation des OCs par deux plantes modèles, Zea mays et Phragmites australis. Les OCs choisis dans cette étude sont, le lindane (γHCH), le monochlorobenzène (MCB), le 1,4-dichlorobenzène (DCB) et le 1,2,4-trichlorobenzène (TCB). Notre approche a été de considérer l'impact sur les fonctions physiologiques des plantes de chaque OC en mono-exposition, puis de comparer ces mêmes réponses physiologiques en multi-exposition. Ce travail a permis de mettre en évidence un effet synergique de l'action du mélange des OCs. Toutefois, Z. mays et P. australis tolérent des concentrations OCs largement supérieures aux concentrations environnementales mesurées in situ. La phytoextraction des OCs a été démontrée par nos expériences en conditions contrôlées et en utilisant des molécules 14C-OCs. Les OCs sont majoritairement bioconcentrés au niveau des organes souterrains des plantes. Enfin, cette étude montre une adaptation de la microflore bactérienne de la rhizosphère en présence d'un gradient d'exposition aux OCs (multi-exposition). Les approches d'isolement et d'études d'empreintes moléculaires (ARNr 16S, SSCP, pyroséquançage 454) ont permis de détecter des souches potentiellement capables d'assurer une rhizodégradation des OCs.

  • Titre traduit

    Organochlorines phytoremediation. Mechanistic and functional studies of the system plant rhizosphere purifying capacitis.


  • Résumé

    Organochlorines (OCs) -molecules used in industrial processes and in agricultural applications which are prohibited from use nowadays- are classified as very persistent pollutants and show an environmental risk for surface water and groundwater, soil and atmosphere. To restore polluted sites, alternative methods are developed using ecoremediation technologies in situ. The aim of this thesis is to study the OCs phytoremediation capacities using two model plants, Zea mays and Phragmites australis. OCs slected for this work are, lindane (γHCH), monochlorobenzene (MCB), 1,4-dichlorobenzene (DCB) and 1,2,4-trichlorobenzene (TCB). The work strategy was to compare the effects on plant physiological functions when plants were exposed to each OC (mono-exposure) and to a mixture of all OCs (multi-exposure). This study highlighted a synergistic effect of the OCs mixture. However, Z. mays and P. australis were able to tolerate OCs mixture concentrations much higher than the environmental concentrations measured in situ. The OCs phytoextraction was demonstrated by our experiments under controlled conditions and using 14C-OCs molecules. OCs were mostly bioconcentrated in the underground parts of the plants. This study also demonstrated an adaptation of the rhizospheric bacterial microflora under a gradient of OCs exposures (multi-exposure). The techniques used (16S rRNA, SSCP, 454 pyrosequencing) held to the detection of strains potentially able to provide OC-rhizodegradation.


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