Des saules qui traitent des eaux usées et qui produisent du carburant!

Les saules n’ont pas fini de surprendre. Une récente étude réalisée au Québec montre que les plantations de ces arbres faciles à cultiver pourraient combiner traitement des eaux usées et production de carburant.

C’est leur tolérance à la contamination et leur grande production de biomasse qui a attiré l’attention des chercheurs.

Les saules ont toutes les qualités

«On savait les saules capables de traiter les eaux usées… Et on connaissait la bioénergie qu’ils procurent… On a voulu combiner les deux dans un champ, pas au laboratoire», explique la doctorante de l’Université de Montréal et auteure principale de l’étude, Eszter Sas.

Déjà, leur utilisation dans le traitement des terres contaminées révélait une étonnante vitalité. En plus de leur capacité à nettoyer les sols. Et de leur résistance aux attaques de parasites.

Le saule s’inscrit dans une tendance plus large appelée la phytoremédiation – la dépollution par les plantes. Appliquée au traitement des eaux usées, la phytoremédiation a de l’avenir devant elle en raison de la capacité qu’ont les racines à filtrer l’azote, en forte concentration dans ces eaux usées.

La dépollution par les plantes

La plantation de saules (Salix miyabeana) couvre, depuis 2008, quatre hectares dans la municipalité de Saint-Roch-de-L’Achigan.

Les chercheurs ont analysé des arbustes âgés de trois ans, dont ils ont prélevé des sections de trois à quatre mètres, mises à sécher puis broyées. La moitié de ces arbustes provenait de sections irriguées avec l’eau municipale usée et l’autre moitié, de sections de contrôle non irriguées.

Les chercheurs ont comparé la biomasse et la composition des uns et des autres, afin de comprendre la réponse chimique des plantes aux eaux usées.

«Les feuilles étaient plus vertes, elles ont grandi considérablement et se sont adaptées physiologiquement avec des changements chimiques notables», relève la jeune chercheuse.

Les saules sécrètent des anticontaminants

Les saules grandissent considérablement sous l’alimentation continue en eau. Leur biomasse est 200 fois plus vaste, notent les chercheurs

Et ils sécrètent des composants chimiques destinés à lutter contre la contamination, comme l’acide salicylique (molécule active de l’aspirine), mais aussi des composés de défense (composés phénoliques).

Plus particulièrement, ils ont trouvé des molécules qui ont permis de tolérer les sels présents en plus grand nombre dans les eaux usées – que l’on retrouve aussi chez les plantes des mangroves, elles qui ont les pieds dans l’eau salée.

«Ce sont les mêmes molécules qu’on trouve dans la réglisse», précise Mme Sas.

Les plantes «transpirent» une «eau propre»

Les arbres s’abreuvent donc de ces eaux usées. Tout dépendant des municipalités, ces eaux constituent un mélange complexe d’azote, de phosphore, de sels, de contaminants et de microorganismes. Et à mesure qu’elles grandissent, les plantes «transpirent» (évotranspiration) une «eau propre».

Chez les saules, cela a donné des plantes plus grandes, plus grosses et riches en lignine et en cellulose – ce qui intéresse, par exemple, ceux qui veulent produire des biocarburants.

«La composition ne change pas, en termes de proportions», mais comme l‘arbre est plus grand, il en produit plus, «ce qui nous permet de valider notre hypothèse du double emploi de la plantation», note Eszter Sas.

25 ans de recherches

Cela fait maintenant 25 ans que les chercheurs de l’Institut de recherche en biologie végétale s’intéressent à la culture de saules dans le but de produire de la biomasse végétale.

Le Jardin botanique de Montréal est aussi l’hôte de nombreux projets de phytoremédiation avec des saules à cycles courts, des espèces poussant rapidement et qui sont résistantes aux hivers rudes du Québec.

«Il s’agit d’une approche intéressante de “fertilisation” des champs de plantation des saules», commente la professeure titulaire du Département des sciences du bois et de la forêt de l’Université Laval, Tatjana Stevanovic.

L’impact de l’eau

Ce qui manquerait dans cette étude, selon elle, c’est de mieux connaître la caractérisation des minéraux dans la biomasse des saules. Des  minéraux que l’on peut trouver dans les cendres.

Et il serait aussi intéressant de voir une caractérisation plus détaillée des eaux usées appliquée aux champs.

«La biomasse de saule est d’intérêt, parce qu’il s’agit d’essences à croissance rapide. L’augmentation de rendement de la biomasse, c’est positif.»

«Mais l’impact de l’irrigation avec les eaux résiduaires devrait être regardé aussi du point de vue de l’impact sur les organismes vivants des sols. L’eau résiduaire risque de contenir des métaux toxiques (mercure, chrome) ou du plomb», soutient encore la professeure Stevanovic.