Theses Year : 2024

Rehabilitation of an industrial wasteland with Miscanthus x giganteus in a combined crop

Réhabilitation d'une friche industrielle par Miscanthus x giganteus en association culturale

Sarah Berns

Abstract

This thesis is included in a project to rehabilitate a brownfield in the Orne valley, more specifically in Rombas, France. This work aimed to adapt phytoremediation to the industrial wasteland at Rombas, which is mainly contaminated by lead and polychlorinated biphenyls, using Miscanthus x giganteus (MxG). The aim was to improve soil quality, without impacting the production of the aerial biomass of MxG so it could be valorised. We assessed the metabolic and defense mechanisms of plants, particularly those classified as tolerant to organic and mineral pollution. An initial mesocosm experiment was carried out to determine the most suitable plant for a cropping association with MxG to facilitate its establishment. An ornamental plant was chosen: Pelargonium x hortorum (PxH). A second experiment was then carried out to test the effectiveness of co-culture in response to multiple contamination (Pb and PCBs). The results obtained highlighted the plants' ability to reduce soil toxicity while producing a significant amount of biomass. In addition, the ability of MxG to decontaminate soil without translocating contaminants to its leaves was confirmed. As a result, it also confirm that the aerial parts of the plant can be recycled. Phytohormone assays revealed the complex network set up by the plants to develop despite the presence of contaminants in the soil, as well as the protective role of PxH towards MxG. Based on the obtained results, a co-culture of these two plants appears to be the most practical for improving soil quality on the brownfield site studied compared to single cultures. The results need to be confirmed by implementing confirmeding in situ planting Miscanthus x giganteus and Pelargonium x hortorum in Rombas.
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la réhabilitation d'un ancien site sidérurgique situé dans la vallée de l'Orne et plus précisément à Rombas (57). L'objectif de ce travail consistait à adapter la phytoremédiation à la friche industrielle de Rombas, majoritairement contaminée par du plomb et des polychlorobiphényles, à l'aide de Miscanthus x giganteus (MxG). Le but était d'améliorer la qualité du sol en vue du réaménagement prévu, sans impacter la production de la biomasse aérienne de MxG pour pouvoir la valoriser par la suite. Aussi l'objectif de ce travail était de mieux comprendre les mécanismes métaboliques et de défense des végétaux, en particulier chez les plantes classées comme tolérantes vis-à-vis des pollutions organiques et minérales. Une première expérimentation réalisée en mésocosme a permis de déterminer le végétal le plus adapté pour une association culturale avec MxG dans le but de faciliter son implantation. Le choix s'est tourné vers une plante ornementale : Pelargonium x hortorum (PxH). Puis, une seconde expérimentation a été réalisée dans le but de tester l'efficacité de la co-culture face à une contamination multiple (Pb et PCB138). Les résultats obtenus ont mis en évidence la capacité des végétaux à diminuer la toxicité du sol, tout en produisant une quantité importante de biomasse. De plus, la capacité de MxG à décontaminer un sol sans transloquer les contaminants vers ses feuilles a été confirmée. Par conséquent, ces résultats confirment également la possibilité de valorisation de ses parties aériennes. Les dosages des phytohormones ont révélé le réseau complexe mis en place par les végétaux pour se développer malgré la présence de contaminants dans le sol, mais aussi le rôle protecteur de PxH vis-à-vis de MxG. D'après les résultats obtenus, une co-culture entre ces deux végétaux apparait comme étant le choix le plus judicieux pour améliorer la qualité du sol de la friche industrielle étudiée. Ces résultats devront être confirmés in situ en implantant Miscanthus x giganteus et Pelargonium x hortorum à Rombas.
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Dates and versions

tel-04929480 , version 1 (04-02-2025)

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  • HAL Id : tel-04929480 , version 1

Cite

Sarah Berns. Réhabilitation d'une friche industrielle par Miscanthus x giganteus en association culturale. Sciences de l'environnement. Université de Lorraine, 2024. Français. ⟨NNT : 2024LORR0142⟩. ⟨tel-04929480⟩
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