De : Services publics et Approvisionnement Canada
La bioaugmentation est une technique de bioremédiation in situ qui consiste à introduire des microorganismes indigènes ou exogènes (non indigène) dans le sol ou l’eau souterraine pour augmenter ou remplacer la population bactérienne déjà présente sur le site. Lors de l’utilisation de cette technique, une souche microbienne ou un consortium de microorganismes est introduit dans la zone contaminée afin d’augmenter la biodégradation des contaminants. Le processus peut s’effectuer en conditions aérobies (par exemple : diesel), ou anaérobies (par exemple : solvants chlorés). L’activité biologique peut dégrader les contaminants, réduire leur mobilité et/ou leur toxicité.
Un inoculum est préparé en laboratoire à partir d’échantillons de sol ou d’eau souterraine provenant du site contaminé ou provenant d’un site où la biodégradation du ou des composés ciblés est présente et efficace. Il est aussi possible d’utiliser des microorganismes cultivés pour leur capacité à dégrader le composé ciblé. Les microorganismes de l’échantillon de sol ou d’eau souterraine sont d’abord isolés sur milieu sélectif (où seuls les microorganismes capables de dégrader le composé ciblé poussent et se reproduisent), puis enrichis sur un milieu plus riche en nutriments pour obtenir un inoculum. Ils sont ensuite introduits dans la zone contaminée du site, où ils doivent s’acclimater, surtout pour les microorganismes exogènes, aux conditions géochimiques souterraines avant d’être en mesure de se multiplier.
Il est important de noter qu’au Canada, l’injection de souches microbiennes non indigènes est soumise au Règlement sur les renseignements concernant les substances nouvelles, de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement de 1999. Les microorganismes utilisés doivent être inscrits dans la Liste intérieure des substances (LIS) d’Environnement Canada; peu de consortiums bactériens sont approuvés pour utilisation au Canada.
Les projets de bioaugmentation in situ peuvent inclure :
Normalement, la vaporisation est utilisée pour introduire les microorganismes lorsque les sols sont contaminés en surface tandis que des puits d’injection sont utilisés lorsque les sols sont contaminés en profondeur. Dans certains cas, des nutriments, des donneurs d’électrons (substrat, nourriture), des accepteurs d’électrons, des réducteurs et/ou des oxydants sont également introduits pour stimuler l’activité bactérienne qui permettra la destruction ou la transformation des contaminants ciblés.
Les principaux enjeux de la bioaugmentation sont liés à la répartition du traitement dans le milieu souterrain et la sélection d’une souche microbienne ou d’un consortium de microorganismes adapté au milieu et capable de traiter les contaminants ciblés.
La bioaugmentation a été largement appliquée pour le traitement aérobie de carburants et la réduction anaérobie de solvants chlorés.
Les microorganismes injectés varient considérablement en fonction des contaminants, de la composition des eaux souterraines et du spécialiste. Le matériel utilisé pour favoriser la croissance de la biomasse est similaire à tout autre projet de bioremédiation, soit des substrats apportant des nutriments et des donneurs ou des accepteurs d’électrons.
L’entreposage sur le site est principalement lié aux composés utilisés dans les systèmes d’eaux souterraines et aux procédés d’injection. Les projets utilisant des injections périodiques peuvent apporter sur le site des matériaux selon les besoins et ainsi éviter l’entreposage sur le site.
Remarque : Des essais sur le terrain pour mesurer la conductivité hydraulique au niveau de la barrière gelée ainsi que le rayon d'influence des tubes frigorifiques sont nécessaires avant de procéder à l'installation d'une barrière gelée.
La bioaugmentation in situ est potentiellement applicable dans certaines régions éloignées où les obstacles de mobilisation et de transport des matières et du matériel d’injection peuvent être surmontés. Le froid extrême peut nuire à la biodégradation et l’activité microbienne est optimale seulement durant la saison chaude et le traitement peut prendre plusieurs années. En profondeur (sous le pergélisol), l’activité microbienne est possible, car la température des sols est relativement constante tout au long de l’année.
Un suivi de la qualité des eaux souterraines pourrait être nécessaire afin de s’assurer du respect des objectifs de réhabilitation et des critères et normes applicables lors du retour à l’équilibre de l’aquifère suivant l’arrêt du traitement et la décomposition de la biomasse.
La biodégradation de certains hydrocarbures aliphatiques chlorés peut générer des métabolites plus toxiques que le composé d’origine. En cas de déchloration réductrice (anaérobie), la formation de chlorure de vinyle ou de chlorure d’éthane peut justifier l’utilisation d’une étape de biorémédiation aérobie. Des problèmes similaires avec des intermédiaires toxiques peuvent se produire lors de la dégradation de certains explosifs et pesticides. Des essais en laboratoire ou pilotes, ainsi qu’un contrôle strict de la qualité des matières injectées sont généralement requis.
Il n’y a pas de technologie secondaire requise.
Les sites suivants fournissent des exemples d’application :
Le temps nécessaire à la restauration d’un site par bioaugmentation in situ est très variable et est fonction à la fois du type et de la concentration en contaminant, du l’efficacité de la population bactérienne ainsi que des propriétés physico-chimiques du site.
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Fiche rédigée par : Magalie Turgeon, Conseil national de recherches
Mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches
Date de mise à jour : 1 avril 2008
Dernière mise à jour par : Marianne Brien, P.Eng., Christian Gosselin, P.Eng., M.Eng., Golder Associés Ltée
Date de mise à jour : 22 mars 2019
