11.2. 3 Traitements biologiques
II.2.3. 1 Biolixiviation
Principe :
La biolixiviation reprend le principe de la lixiviation chimique, sauf que l'acidité du milieu est
générée par des microorganismes {(bactéries : Thiobacillus, Paracoccus) ; (champignons
Aspergillus, Penicillum et Paecilomyces)}. Cette technique peut être statique ou dynamique.
Dans le premier cas, le matériau à traiter est mis en tas, et les solutions lixiviantes riches en
microorganismes sont introduites par irrigation. Leur percolation favorise la dispersion des
bactéries d'une part et la récupération des métaux dissous d'autre part. Les jus de lixiviation sont
collectés à la base du tas dans des bassins pour être traités et recyclés. Des essais en colonne
permettent de mener ces expériences à l'échelle du laboratoire. Les biolixiviations dynamiques se
déroulent dans des réacteurs biologiques d'oxydation. Le choix des microorganismes dépend du
pH, de la source de carbone, de la vitesse d'agitation, de la température et du potentiel redox.
Exemples d'application :
Les résultats de laboratoire qui ont été obtenus sur différents sédiments sont mitigés. Une étude
a été réalisée aux Pays-Bas sur un sédiment contaminé par des métaux, des HAP et des huiles
(SCHOTEL et al., 1993). L'utilisation de bactéries a permis l'acidification du milieu par
production d'acide sulfurique. Cependant, l'aération du matériau est nécessaire pour maintenir
des conditions aérobies optimales, indispensables à ces bactéries. Les résultats de lixiviation sont
très prometteurs pour les métaux, à l'exception toutefois du plomb, qui se transforme en sulfate
insoluble en présence de cet acide. Les résultats sont plus controversés pour les organiques,
dont le comportement a divergé dans de larges proportions entre les différents essais.
Le port de Hambourg a mené des essais analogues sur les sédiments de l'Elbe (DETZNER (b),
1993). Les résultats obtenus sont nettement moins enthousiasmants. D'une part les temps de
traitement sont extrêmement longs. D'autre part, seuls quelques métaux sont libérés et dans des
proportions trop faibles pour permettre une décontamination suffisante. Enfin, la filtration des
silts pour éliminer la solution chargée en métaux dissous a posé de nombreux problèmes.
D'autres essais ont été effectués en France sur trois sédiments de dragage de l'étang du Vignoble
contaminés par des métaux (Zn, Pb, Cd, As et Hg), (DEPOLLUTECH, 1993). Les tests réalisés
en réacteurs avec des bactéries se sont avérés assez efficaces. Cependant, tous les métaux ne
sont pas traités dans les mêmes proportions. Ainsi, le mercure et le zinc sont dissous plus
rapidement que l'arsenic, le plomb et le cadmium. La décontamination est cependant réellement
efficace après plusieurs mois d'opération. Compte tenu de ces résultats, le traitement à grande
échelle est envisagé.
Une autre étude est en cours sur les sédiments du canal de la Deûle prélevés à Haubourdin (ISA,
1994). Dans ce cas, des champignons ont été préférés aux bactéries car la solubilisation des
métaux lourds se produit à des pH nettement moins acides. Ces microorganismes produisent des
acides organiques capables de solubiliser les métaux selon trois mécanismes : l'acidolyse, la
complexolyse et la rédoxolyse. Des réacteurs air-lift sont utilisés car ils favorisent l'aération et
l'homogénéisation de la pulpe. Les tests de toxicité montrent que les champignons se
développent facilement sur les boues, même fortement contaminées. Les premiers résultats
confirment la lixiviation des métaux. Cependant, les bilans définitifs ne sont pas encore établis.
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II.2.3. 1 Biolixiviation
Principe :
La biolixiviation reprend le principe de la lixiviation chimique, sauf que l'acidité du milieu est
générée par des microorganismes {(bactéries : Thiobacillus, Paracoccus) ; (champignons
Aspergillus, Penicillum et Paecilomyces)}. Cette technique peut être statique ou dynamique.
Dans le premier cas, le matériau à traiter est mis en tas, et les solutions lixiviantes riches en
microorganismes sont introduites par irrigation. Leur percolation favorise la dispersion des
bactéries d'une part et la récupération des métaux dissous d'autre part. Les jus de lixiviation sont
collectés à la base du tas dans des bassins pour être traités et recyclés. Des essais en colonne
permettent de mener ces expériences à l'échelle du laboratoire. Les biolixiviations dynamiques se
déroulent dans des réacteurs biologiques d'oxydation. Le choix des microorganismes dépend du
pH, de la source de carbone, de la vitesse d'agitation, de la température et du potentiel redox.
Exemples d'application :
Les résultats de laboratoire qui ont été obtenus sur différents sédiments sont mitigés. Une étude
a été réalisée aux Pays-Bas sur un sédiment contaminé par des métaux, des HAP et des huiles
(SCHOTEL et al., 1993). L'utilisation de bactéries a permis l'acidification du milieu par
production d'acide sulfurique. Cependant, l'aération du matériau est nécessaire pour maintenir
des conditions aérobies optimales, indispensables à ces bactéries. Les résultats de lixiviation sont
très prometteurs pour les métaux, à l'exception toutefois du plomb, qui se transforme en sulfate
insoluble en présence de cet acide. Les résultats sont plus controversés pour les organiques,
dont le comportement a divergé dans de larges proportions entre les différents essais.
Le port de Hambourg a mené des essais analogues sur les sédiments de l'Elbe (DETZNER (b),
1993). Les résultats obtenus sont nettement moins enthousiasmants. D'une part les temps de
traitement sont extrêmement longs. D'autre part, seuls quelques métaux sont libérés et dans des
proportions trop faibles pour permettre une décontamination suffisante. Enfin, la filtration des
silts pour éliminer la solution chargée en métaux dissous a posé de nombreux problèmes.
D'autres essais ont été effectués en France sur trois sédiments de dragage de l'étang du Vignoble
contaminés par des métaux (Zn, Pb, Cd, As et Hg), (DEPOLLUTECH, 1993). Les tests réalisés
en réacteurs avec des bactéries se sont avérés assez efficaces. Cependant, tous les métaux ne
sont pas traités dans les mêmes proportions. Ainsi, le mercure et le zinc sont dissous plus
rapidement que l'arsenic, le plomb et le cadmium. La décontamination est cependant réellement
efficace après plusieurs mois d'opération. Compte tenu de ces résultats, le traitement à grande
échelle est envisagé.
Une autre étude est en cours sur les sédiments du canal de la Deûle prélevés à Haubourdin (ISA,
1994). Dans ce cas, des champignons ont été préférés aux bactéries car la solubilisation des
métaux lourds se produit à des pH nettement moins acides. Ces microorganismes produisent des
acides organiques capables de solubiliser les métaux selon trois mécanismes : l'acidolyse, la
complexolyse et la rédoxolyse. Des réacteurs air-lift sont utilisés car ils favorisent l'aération et
l'homogénéisation de la pulpe. Les tests de toxicité montrent que les champignons se
développent facilement sur les boues, même fortement contaminées. Les premiers résultats
confirment la lixiviation des métaux. Cependant, les bilans définitifs ne sont pas encore établis.
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