Saules dépollueurs

La nature est capable de s’auto-guérir si on lui laisse cette opportunité. La phytoremédiation voilà une médecine naturelle qu’on peut adapter pour les sols contaminés. Ainsi des plantes, des arbres, des champignons peuvent donc aider a décontaminer certains sols.
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Saules dépollueurs

PHOTO HUGO-SÉBASTIEN AUBERT, LA PRESSE

Les saules sont des arbres privilégiés pour la phytoremédiation, notamment car ils ont la capacité de bien pousser dans des sols peu fertiles.

Planter des arbres pour nettoyer les sols contaminés. Cette approche appelée phytoremédiation est de plus en plus populaire aux quatre coins du monde. La Ville de Montréal la teste depuis l’an dernier dans l’est de la ville.

MATHIEU PERREAULT
LA PRESSE

Le projet pilote

Depuis 2016, trois hectares de terrains contaminés dans Pointe-aux-Trembles se trouvent sous la loupe des chercheurs.

« C’est un banc d’essai de quatre ans pour la phytoremédiation », explique Josée Samson, ingénieure au Service de l’environnement de la Ville. « Il s’agit de planter sur un sol contaminé des arbres et d’autres végétaux, qui absorbent les polluants. Chaque année, on enlève des branches et, au bout de cinq à dix ans, on a décontaminé le sol. On peut aller jusqu’à une profondeur de 1,5 m. »

PHOTO HUGO-SÉBASTIEN AUBERT, LA PRESSE

Depuis 2016, trois hectares de terrains contaminés dans Pointe-aux-Trembles sont traités par phytoremédiation, un banc d’essai qui doit durer quatre ans. 

Genèse

Le concept de phytoremédiation est né dans les années 70, selon Michel Labrecque, de l’Institut de recherche en biologie végétale du Jardin botanique, qui enseigne à l’Université de Montréal.

« Il y avait des équipes en Angleterre qui travaillaient alors sur des sites miniers. À cette époque, on s’intéressait plus à la tolérance des plantes pour reverdir les sites. C’est dans les années 90 qu’on a commencé à viser directement l’élimination des contaminants. On a fait les premiers essais au Québec au début du millénaire, dans le secteur du Sud-Ouest, le long du canal de Lachine. Aux États-Unis, en Europe et en Chine, on fait de la phytoremédiation de façon opérationnelle. »

À terme, on pourrait ainsi décontaminer des terrains industriels pour les recycler afin de faire des ensembles immobiliers.

Le froid, un obstacle ?

Le froid explique-t-il pourquoi le Québec en est encore seulement aux projets pilotes ?

« C’est sûr que les saisons de croissance sont plus petites, dit M. Labrecque. Ça limite l’efficacité du traitement. Mais le ministère de l’Environnement a été plutôt réticent, même s’il y avait des exemples concrets ailleurs dans le monde. »

La phytoremédiation est aussi utilisée en Alberta sur les sites de sables bitumineux et en Colombie-Britannique, selon M. Labrecque.

Boutures et bactéries

Parmi les avancées de l’équipe de l’Institut de recherche en biologie végétale, M. Labrecque cite le mélange de différentes plantes à différents niveaux de croissance ainsi que l’utilisation de bactéries.

« Les sols contaminés sont souvent des milieux hétérogènes avec différents types de pollution, zinc, cuivre, plomb, hydrocarbures, composés de remblais. Ça complique la croissance. Pour bien coloniser, on établit d’abord des végétaux à croissance rapide et on fait de la micropropagation avec des petites boutures de saules. On aime bien ces plantes-là parce qu’elles s’établissent bien dans les sols peu fertiles. Puis, on a travaillé sur des micro-organismes pour inoculer ces plantes et favoriser leur croissance. Nos travaux sur ces bactéries et champignons sont en cours. »

Sur place ou ailleurs

Le principe de la phytoremédiation implique le traitement sur place des sols contaminés. Que faire quand on veut se servir rapidement d’un terrain ?

« On pourrait concevoir de rassembler les sols contaminés d’un grand terrain à un seul endroit, pour limiter le transport de sols contaminés, par exemple dans les anciens terrains de l’industrie pétrolière dans l’est de Montréal, dit M. Labrecque. Mais il ne faut pas se mettre la tête dans le sable, si le transport des sols contaminés continue, on peut viser la phytoremédiation dans les endroits où les sols sont transportés. »

Chimie verte

Une autre avenue de recherche est la valorisation du bois.

« On cherche à s’associer avec des partenaires pour utiliser les molécules des plantes qu’on utilise, pour la chimie verte ou le biomédical, dit Michel Labrecque. Pendant que se fait le travail des plantes sur le milieu, on pourrait tirer profit des plantes. »

Pourquoi ne pas en faire du compost ?

« Parfois, ce n’est pas possible parce que le bois devient contaminé », dit Josée Samson, ingénieure du Service de l’environnement de la Ville. « Nous regardons d’autres options, par exemple se servir de la biomasse pour alimenter en énergie une cimenterie. »

Trois études

Au fil des ans, Michel Labrecque a publié plusieurs études sur la phytoremédiation. L’une d’entre elles, publiée en 2017 dans l’International Journal of Phytoremediation, a montré que dans un terrain contaminé à Montréal, un essai avec des peupliers a permis de réduire de plus de 60 % la concentration des contaminants, avec des pointes de réduction de 91 % pour le cadmium et de 94 % pour le zinc. Environ trois tonnes de bois étaient récoltées chaque année. Une autre étude a montré l’efficacité de champignons vivant sur la racine de saules pour améliorer la productivité de la phytoremédiation, et une troisième a permis de constater qu’un mélange de plantes – un arbrisseau, de la luzerne et un roseau appelé fétuque – était prometteur pour certains types de sols.

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Les plantes à la rescousse des villes polluées

Je crois aussi que nous avons intérêt a utilisé les plantes partout en ville avec les chaleurs que nous connaissons.  Les saules semble très efficaces pour le traitement des eaux et les murs anti-bruit.
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Les plantes à la rescousse des villes polluées

 

Le reportage d’Anne-Louise Despatie

Les plantes sont appelées à résoudre un grand nombre de problèmes environnementaux. Avec les excès de chaleur, de pluie ou de pollution, les municipalités et les citoyens vont davantage chercher à en utiliser les propriétés naturelles pour apporter des solutions simples ou plus complexes.

Un texte d’Anne-Louise Despatie

Juste à côté de l’usine de traitement des eaux usées de Saint-Roch-de-l’Achigan, dans Lanaudière, se trouve la station de filtration de l’avenir. Un marais filtrant planté de saules y reçoit une partie des eaux souillées de la municipalité, et les traite.

« Depuis deux ans, on a atteint un niveau d’efficacité tout à fait correct, donc l’eau qui sort des filtres répond aux normes gouvernementales », explique Xavier Lachapelle-Trouillard, responsable de la recherche d’Agro Énergie, une entreprise qui développe une technologie de traitement des eaux pour les petites municipalités.

Les saules sont de véritables éponges qui collaborent avec les micro-organismes présents dans le sol. Ces bactéries transforment les contaminants et laissent des éléments comme l’azote ou le phosphore, qui deviennent des fertilisants pour les saules.

Ceux qui reçoivent les eaux usées poussent donc plus vite et sont également en meilleure santé que les autres.

Outre leur utilité comme filtres naturels, les saules peuvent aussi servir de matériau pour des murs antibruit. Photo : Radio-Canada/Anne-Louise Despatie

Un « nettoyage » naturel

On s’attaque aussi aux eaux provenant d’un site d’enfouissement en cherchant la meilleure recette pour les traiter.

« [Il s’agit] de faire une application contrôlée d’eau contaminée sur différents types de sol où des saules sont plantés. Pour trouver la juste mesure, pas trop de contaminants pour les plantes ou le sol », explique Xavier Lachapelle-Trouillard.

Les résultats sont visibles : l’eau noirâtre et malodorante en ressort claire et débarrassée de sa forte odeur.

En plus de traiter les eaux usées de petites municipalités, les saules pourront être récoltés et servir à fabriquer des écrans antibruit. Rien ne se perd dans cette économie circulaire; les restes de saule sont aussi transformés en paillis.

Un parcours explicatif au Jardin botanique

D’ici cinq ans, le Jardin botanique de Montréal va initier le grand public aux phytotechnologies – l’utilisation des plantes pour résoudre des problèmes environnementaux – au moyen d’un parcours explicatif. La célèbre institution en profitera pour régler certains problèmes environnementaux qui l’affligent.

« Dans notre parcours, on va trouver des toits verts, des bassins de rétention pour les stationnements pour récupérer les eaux de pluie, que l’on peut très bien utiliser pour arroser les plantes ornementales. Par ailleurs, [il y aura] des marais filtrants derrière pour traiter les eaux usées qui vont sortir des bassins de nos collections de plantes aquatiques », décrit Andrée Hallé, responsable des programmes éducatifs et chef de section pour les programmes publics au Jardin botanique.

La première des sept stations devrait être prête cet automne, dans la section des plantes aquatiques.

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Des saules pour recycler les eaux usées

Des saules pour décontaminer des eaux usées de petites villes. Un avantage très net pour sa croissance et son utilisation économique
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Des saules pour recycler les eaux usées

 

Prise de vue aérienne par drone d’un champ de saules à Saint-Roch-de-l’Achigan. Au centre de l’image, les zones irriguées par des eaux usées se démarquent du reste de la plantation par la coloration plus foncée du feuillage des saules.    Photo : Simon Amiot IRBV/Université de Montréal/Polytechnique de Montréal

Exit les usines de traitement des eaux usées. Désormais, les StaRRE – pour Stations de récupération des ressources de l’eau – volent la vedette. Car quoi qu’on en pense, les eaux usées sont remplies de ressources.

Un texte de Chantal Srivastava, aux Années lumière

Depuis 2016, à Saint-Roch-de-l’Achigan, dans Lanaudière, les eaux usées irriguent une plantation de saules à croissance rapide dans le cadre du projet PhytovalP, une initiative de l’Institut de recherche en biologie végétale (IRBV) de l’Université de Montréal et de Polytechnique Montréal.

L’azote et le phosphore qui contaminent les eaux usées sont utilisés comme nutriments.

Xavier Lachapelle-Trouillard montre les feuilles d’un saule irrigué avec des eaux usées. Photo : Radio-Canada/Chantal Srivastava

Dans le cadre de sa maîtrise, Xavier Lachapelle-Trouillard a constaté que la méthode est efficace pour les trois principaux contaminants organiques : l’azote, le phosphore et la matière organique.

On voit vraiment une application économique viable pour les petites municipalités au Québec. Xavier Lachapelle-Trouillard

Faire d’une pierre deux coups

Selon Xavier Lachapelle-Trouillard, le tiers des municipalités québécoises ont tout intérêt à utiliser cette méthode de traitement des eaux usées qui convient tout à fait aux besoins des villes de 300 à 800 habitants. Au Québec, cette catégorie compte 242 municipalités.

Schéma montrant le fonctionnement du système de traitement des eaux usées utilisant des saules.   Photo : Xavier Lachapelle-Trouillard, Michel Lachapelle, Yves Comeau IRBV/Université de Montréal/Polytechnique de Montréal

Dans le projet en démonstration à Saint-Roch-de-l’Achigan, les eaux usées sont acheminées vers la plantation de saules à croissance rapide. L’azote, le phosphore et les matières organiques stimulent la croissance des saules. Une portion de l’eau est évacuée dans l’atmosphère par évapotranspiration. Le reste percole dans le sol. Le choix du saule se justifie par le fait que c’est une espèce qui pousse très vite sous nos latitudes et qu’elle n’est pas envahissante.

Il faut certes construire des canalisations pour acheminer les eaux usées et un bassin de rétention pour stocker les eaux usées durant l’hiver. Mais une fois l’été venu, les résultats sont au rendez-vous. Car en décontaminant ainsi les eaux usées, on fait d’une pierre deux coups.

Cette année on va probablement produire le double de biomasse dans les zones irriguées par les eaux usées. Xavier Lachapelle-Trouillard

Les saules irrigués avec des eaux usées produisent davantage de biomasses. Photo : Radio-Canada/Chantal Srivastava

Les troncs des arbres qui ont été irrigués avec les eaux usées sont plus massifs. Les arbres ont davantage de tiges. Ces avantages ne sont pas négligeables, car une fois récoltés, ces saules ont une valeur économique.

On les utilise entre autres pour fabriquer des murs antibruit qu’on installe à proximité des autoroutes.

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Plantes et champignons pour dépolluer le sol

Utiliser des saules et des pleurotes pour décontaminer le sol industriel. Une approche naturelle qui serait moins chère que les moyens actuels ..
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Des champignons utilisés pour la décontamination des sols   Photo : Maxime Fortin Faubert

Maxime Fortin Faubert combine deux approches pour décontaminer les sols de friches industrielles, pollués aux hydrocarbures et aux métaux lourds : la phytoremédiation, utilisant les plantes, et la mycoremédiation, utilisant les champignons.

L’étudiant au doctorat à l’Institut de recherche en biologie végétale de l’Université de Montréal teste l’efficacité de saules et de pleurotes sur un ancien terrain industriel de la région de Montréal qui contient des résidus pétrochimiques.

Il s’agit d’une méthode moins dispendieuse que les approches traditionnelles, qui consistent essentiellement à déplacer la matière contaminée, explique-t-il.

 

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Le Saviez-Vous ► Il était une fois la maladie: pour l’amour d’un père, l’ASPIRIN

L’aspirine a une petite histoire, qui commença par la volonté de soulager les douleurs et la fièvre. L’aspirine fut le premier médicament vendu en comprimés solubles
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Il était une fois la maladie: pour l’amour d’un père, l’ASPIRIN

 

 

Hippocrate, cinq siècles avant Jésus-Christ, prescrivait l’écorce et les feuilles de saule blanc pour combattre douleur et fièvre. Chez les Romains, Pline le Jeune (61 – 114 après J.-C.) ainsi que le célèbre Claude Galien né en Grèce, mais qui aménagea à Rome en 162 (approximativement 129 – 201 après J.-C.) en préconisaient l’usage pour les mêmes motifs.

L’ASPIRIN au XVIIIe siècle

Plus près de nous, en 1763, un révérend de l’Église anglicane britannique, le Père Edward Stone, présenta une publication à la Société des Sciences vantant les mérites de l’écorce de saule pour traiter la fièvre. Il avait entendu parler de la découverte de la quinine et lorsqu’il constata le goût amer de l’écorce de saule, il en déduit qu’elle aussi devait avoir des applications thérapeutiques. Il avait administré une décoction de cette écorce à 50 patients souffrant de fièvres et ceux-ci en avaient été soulagés.

Puis, en 1825, deux Italiens les pharmaciens F. Fontana et B. Rigatelli réussissent à isoler une forme plutôt impure de la salicyline. Le principe actif du saule fut isolé dans sa forme pure pour la première fois en 1829, par le pharmacien français, Pierre-Joseph Leroux. À partir de 1,5 kilogramme d’écorce, il avait isolé 30 grammes d’acide salicylique. Mais la substance provoquait de fortes brûlures d’estomac. Son utilisation fut donc vite oubliée. En 1853, l’un des pères de la chimie moderne, le français Charles Gerhardt fut le premier à faire réagir de l’acide acétique avec le salicylate de soude. Il fut donc le premier à obtenir de l’acide acétylsalicylique (AAS). Mais Gerhardt qui effectuait aussi des recherches sur une autre substance, la quinine, ne vit pas le potentiel de l’AAS.

Le chimiste allemand Karl Johann Kraut trouva aussi quelques années plus tard un moyen de produire de l’AAS, mais personne n’est convaincu du potentiel clinique de cette substance amère et irritante.

La véritable naissance de l’ASPIRIN

Félix Hoffman

En 1897, un jeune chimiste allemand, Felix Hoffman voulait soulager les souffrances de son père atteint d’un rhumatisme chronique sévère. Le 10 octobre 1897, il réussit à obtenir de l’AAS assez pur à partir d’une autre plante: la spirée ulmaire. Il vint certes en aide à son père, mais ses notes vont être tablettées pendant plus d’un an chez son employeur: la société Bayer. Il faut comprendre que Bayer était à l’époque une compagnie qui s’intéressait surtout à développer et produire des colorants. Elle commençait tout juste alors à s’intéresser aux produits pharmaceutiques.

Spirée Ulmaire

Un an plus tard, un autre chimiste de la même compagnie, Arthur Eichengrunt, entreprend des études cliniques préliminaires sur l’AAS élaborée par Hoffman. S’utilisant lui-même comme cobaye initial, il étend ses recherches avec quelques amis puis quelques médecins et même un dentiste. Ce dernier d’ailleurs constate l’efficacité du produit avec un patient soulagé d’une terrible rage de dents. Fort de ces arguments, il convainc Bayer de procéder à des essais cliniques à plus grande échelle. Les résultats sont des plus positifs, tant et si bien que le 6 mars 1899 Bayer obtient le brevet pour un nouveau médicament: l’ASPIRIN.

Le nom vient de A pour acétyl, SPIR pour l’acide spirique (Hoffman avait extrait l’AAS à partir d’une plante: la reine-des-prés ou en latin Spiraea ulmaria), et in parce que plusieurs suffixes d’appellation de médicaments se terminaient en in ou ine, exemple: quinine, morphine, etc.

Dès sa lancée, l’ASPIRIN alors sous la forme d’une poudre blanchâtre aux médecins s’affiche comme numéro 1 de la vente de médicament au monde. L’entrée au vingtième siècle verra la poudre se transformer en comprimés solubles. C’est le premier médicament qui est vendu sous cette forme.

Quelques grandes dates dans l’évolution de l’ASPIRIN

1915: ASPIRIN est fabriqué sous forme de comprimés et devient disponible en vente libre.

1920: ASPIRIN est utilisé pour traiter la douleur associée aux rhumatismes, au lumbago et à la névralgie.

1952: Lancement de l’ASPIRIN croquable pour enfant.

1969: Le comprimé ASPIRIN atteint la lune. En effet, il fait partie de la trousse pharmaceutique apportée lors du voyage des astronautes qui souffrent souvent de maux de tête et de douleurs musculaires provoqués par les longues périodes d’immobilité durant le voyage.

1974: On commence à découvrir le mode d’action de l’ASPIRIN sur les prostaglandines qui agissent sur l’inflammation et la douleur. Le prix Nobel fut attribué au chercheur britannique J. Wayne pour avoir découvert que l’AAS inhibait une enzyme nommée cyclo-oxygénase (COX) responsable de la production de la prostaglandine.

1981: Santé Canada reconnaît l’ASPIRIN en usage quotidien comme mesure préventive de l’infarctus du myocarde chez les hommes ayant déjà subi une première attaque. Il est aussi recommandé chez les hommes qui ont subi un premier ICT (ischémie cérébrale transitoire) pour réduire le risque d’AVC.

1987: Santé Canada inclut les femmes dans la prise d’ASPIRIN pour prévenir un AVC suite à une ITC. La recommandation s’étend aussi à tous les patients souffrants d’angine instable pour réduire les risques de décès prématurés.

1998: Arrivée au Canada de l’ASPIRIN. Enrobé à faible dose (81mg) en prévention cardiaque quotidienne sous surveillance médicale.

2001: L’utilisation de l’ASPIRIN est officiellement reconnue pour le traitement immédiat d’un infarctus du myocarde aigu présumé. L’administration de l’ASPIRIN dans les quatre premières heures suivant une crise cardiaque peut réduire jusqu’à 25% les risques de décès.

6 mars 2009: l’ASPIRIN souffle ses 110 bougies.

D’autres applications assez surprenantes sont en cours d’études. Ainsi l’ASPIRIN aurait des effets bénéfiques dans le traitement des cancers du côlon. L’American Cancer Society fait état d’une diminution de 40% de ces cancers par l’AAS. Dans une autre étude publiée en décembre dernier, la prise quotidienne d’AAS sur une longue période réduirait de 21% le risque d’apparition de toutes les tumeurs solides.

Les côtés sombres de l’ASPIRIN

L’association entre le syndrome de Reye et la prise d’ASPIRIN chez les enfants au début des années 1980 fit en sorte que l’on ne recommande plus depuis ce temps la prise d’ASPIRIN chez les enfants particulièrement dans le traitement de la fièvre lors d’infections virales. L’autre effet secondaire, et celui-là est connu depuis les tous débuts du médicament, a trait aux douleurs gastriques et aux ulcères d’estomac dont souffrent souvent ceux qui doivent prendre de l’ASPIRIN sur de longues périodes. Les COX1 ont pour effet de participer à la production du mucus qui protège la paroi de l’estomac. L’AAS qui inhibe cette classe de COX, réduit donc cette protection naturelle de la paroi stomacale.

Au milieu des années 1950, la FDA approuve l’utilisation de l’acétaminophen, un antidouleur et un antipyrétique qui offre une meilleure protection de l’estomac. Malheureusement, l’acétaminophen ne présente pas les propriétés anti-inflammatoires de l’AAS. En 1961, les docteurs John Nicholson et Colin Burrows des Laboratoires Boots, en Angleterre, identifièrent une nouvelle classe de médicaments aux propriétés anti-inflammatoires et analgésiques prometteuses. Il s’agit de l’ibuprophène qui présente aussi des propriétés anti-inflammatoires tout en étant un peu moins protecteur pour la paroi de l’estomac.

Au début des années 1990, des chercheurs ont découvert qu’il existait une deuxième classe de COX, baptisée COX2 qui, tout en agissant comme anti-inflammatoire, n’avait aucun effet sur la formation du mucus dans l’estomac. Des médicaments furent donc mis au point comme anti-COX2, comme le Vioxx et le Célébrex. Malheureusement le premier dut être retiré du marché dès le début des années 2000 à cause d’effets négatifs sur la fonction cardiaque.

D’autres avenues sont à l’étude. Ainsi l’étanercept et l’infliximab ont fait leur apparition vers la fin des années 1990. Ces antagonistes du facteur de nécrose tumorale (TNF) sont utilisés dans le traitement des polyarthrites rhumatoïdes. Mais le fait qu’ils soient injectables et surtout leurs coûts, qui se situent entre dix mille et vingt-quatre mille dollars par année, réduisent leur utilisation de beaucoup.

La bonne vieille ASPIRIN est donc loin d’être battue sur le terrain du traitement de la douleur, de la fièvre et de l’inflammation. Elle a même connu des percées dans la prévention des maladies cardiovasculaires et des maladies cardiaques et de nos jours présente des avenues intéressantes dans le traitement et la prévention de certains cancers. L’AAS: une molécule aux multiples surprises.

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