PROJET
DE CREATION
du
GIS du Redéploiement Post-Industriel :
Loire Territoires
Urbains
(Ex projet Observatoire des
Pollutions Post-Industrielles)
PRESENTATION
de PROJETS de RECHERCHE des differentes equipes
En cours de réflexion
EN 2006, trois projets de recherche basés sur la
structure O2PI ont été proposés par les différents partenaires.
Ces projets, résumés ci-dessous, devront être
actualisés
En 2009, ils restent néanmoins
emblématiques des potentialités de
Cette présentation ne prend pas en compte les souhaits plus
récents de participation au GIS PILoT (e.g. ENISE).
Une mise à jour de l’ensemble est demandée
aux équipes concernées dès lors que le principe d’une signature du GIS PILoT
aura été accepté
Projet - I -
Phytotechnologie/Bio-indication :
LEPA(UJM - EA 3296)-SPIN GENERIC (ENSM-SE)-
CNRS (UMR 6524)
http://www.emse.fr/fr/transfert/spin/index.html
http://portail.univ-st-etienne.fr/LABECP/0/fiche___laboratoire/
Personnels, chercheurs et techniciens* concernés
|
Nom Prénom |
Laboratoire |
Tél. /. email |
|
Faure Olivier |
LEPA (EA 3296) Univ.J.Monnet
St-Etienne |
04 77 46 09 07 04 77 42 02 06 faure@emse.fr |
|
Remon Esteban |
SPIN Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 66 35 remon@emse.fr |
|
Bouchardon Jean-Luc |
SPIN Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 00 44 |
|
Guy Bernard |
SPIN (UMR UMR 6524) Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 64 |
|
Moutte Jacques |
SPIN Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 62 |
|
Bilal Essaid |
SPIN (UMR UMR 6524) Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 63 |
|
Gallice
Frederic* |
SPIN (UMR UMR 6524) Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 64 |
Contexte Scientifique.
De nombreuses espèces
de plantes, dites métallophytes,
sont capables de se développer normalement sur des sites fortement pollués par
divers types d’éléments métalliques et peuvent donc être utilisés dans des stratégies
de revégétalisation. La maîtrise de leur culture permettrait de limiter
l’érosion et le lessivage de friches contaminées en attente de dépollution (phytostabilisation). Par ailleurs,
certaines métallophytes, qualifiées d’hyperaccumulatrices,
sont capables d’extraire les métaux du sol et de les stocker dans leurs parties
aériennes (phytoextraction) ;
la culture de ces plantes, suivie de leur incinération, pourrait donc
représenter une alternative efficace dans un programme de dépollution. Le développement de ces deux méthodes
rencontre cependant deux obstacles principaux :
1)
le nombre d’espèces connues, potentiellement utilisables à l’échelle
industrielle, est limité. En effet la
plupart des métallophytes identifiées à ce jour sont caractérisées par un
enracinement peu profond, une croissance assez lente et une faible production
de biomasse, autant de critères qui limitent considérablement les taux
prévisibles d’extraction.
2)
La maîtrise de la
mobilité et du transfert des métaux lourds vers les végétaux impose de définir précisément les modalités des
interactions « source-cible » dans des systèmes complexes. Il
est donc nécessaire d’étudier conjointement les paramètres physico-chimiques
contrôlant la mobilité des métaux lourds dans les sols, et leurs actions sur
les végétaux.
Contexte International et National.
Sur le continent
Nord-Américain, une vingtaine de
brevets ont été déposés au cours de ces 10 dernières années, qui
protègent des méthodologies spécifiques ou l’utilisation d’espèces végétales nouvellement
caractérisées. Paradoxalement en France, seules quelques équipes s’intéressent
à ces phytotechnologies. Dans ce cadre, le LEPA et le laboratoire GENERIC se
sont engagés en 2002 dans un premier programme régional (AVENIR 2002-2005) visant à mieux
comprendre l’influence des métaux lourds sur la biodiversité végétale. Par
ailleurs, un contrat entre l’ADEME
(programme « bioindicateurs ») et le LEPA-GENERIC a été initié en
2005 dans le but de mieux comprendre les mécanismes de réponse aux stress métalliques
chez les végétaux. Au niveau Européen enfin, nous participons au programme COST 859 (« Phytotechnologies
to promote sustainable land use management and improve food safety »),
pour lequel nous avons organisé le second « Scientific Workshop »
(31/08 02/09/2006) à Saint-Etienne.
Enjeux
De récentes
études ont montré que plusieurs éléments métalliques (e.g. chrome, le cadmium,
le plomb) peuvent non seulement être responsables d’intoxications aiguës, mais
qu’ils sont aussi à l’origine de perturbations chroniques (effets génotoxiques
et mutagènes, lésions neurologiques, perturbations du développement fœtal, …)
représentant un réel problème de santé publique à plus ou moins long terme. De
fait, selon un récent rapport de
l’Office Parlementaire des Choix Scientifiques et Technologiques, la
menace est sérieuse: « si les métaux lourds ont fait la civilisation, ils
peuvent aussi la défaire ».
Aujourd’hui, le
marché français de la dépollution des sols représente un chiffre d’affaire
d’environ 80 millions d’euros, et il est très probable qu’un
« réajustement » de la législation européenne conduise très
prochainement à multiplier les contrôles et les actions de dépollution. Ainsi,
selon l’ARTEB ,« le segment est en phase de croissance et le marché en
attente de décollage ». Dans un tel contexte, où la mise en oeuvre des
techniques classiques de dépollution est particulièrement onéreuse, les
phytotechnologies, moins coûteuses, représenteront une alternative de choix
pouvant s’intégrer aux impératifs paysagers. Cette orientation est déjà très
nette aux Etats-Unis où, selon une étude prospective réalisée en 1998, ce
marché devrait atteindre quelques 300 millions de dollars en 2005.
Objectifs du projet, partenaires.
Le but principal
de ce projet est de mieux comprendre les effets et devenirs des métaux lourds
dans des écosystèmes pollués et leurs mécanismes de transfert et de
bioaccumulation, afin d’identifier a terme de nouvelles plantes pouvant être
utilisées en tant qu’outil de stabilisation et/ou décontamination des sols
pollués. Nous avons donc construit un projet de recherche multidisciplinaire
visant à explorer en particulier trois questions fondamentales :
- savoir
si les populations végétales colonisant les sites pollués sont constituées
d’écotypes particuliers, ou au contraire d’espèces à large spectre écologique
et, en définitive, quelle est la
biodiversité sur sites pollués ?
- savoir
si les pollutions métalliques d’origine anthropique favorisent des stratégies
d’exclusion, ou d’accumulation et, plus précisément, quelles sont les espèces accumulatrices et quelle est leur fréquence
d’occurrence ?
- savoir
quels sont les principaux symptômes de stress provoqués par la présence de
métaux lourds et comment peut-on les quantifier d’une manière objective ?
Outre les
porteurs du projet, LEPA-UJM et département GENERIC (centre SPIN) de l’ENM-SE,
les partenaires de ce programme sont institutionnels (DDE Loire, ADEME) et
industriels (ARCELOR, Aubert & Duval).
programme prévu.
L’étude des
plantes sur site et l’analyse de leur stratégie vis-à-vis des métaux lourds
seront réalisées par le LEPA, la caractérisation des substrats et les études de
spéciation des métaux seront réalisées par GENERIC.
La réalisation du projet
comporte 3 étapes :
i)
caractériser
la flore métallifère des sites étudiés en terme de biodiversité et de capacité
d’accumulation ;
ii)
caractériser
les paramètres géochimiques des sols, la mobilité potentielle des métaux et
leur fraction disponible ;
iii)
optimiser/expérimenter
la culture sur site et au laboratoire (conditions phytotroniques,
concentration/nature des contaminants du sol contrôlés) des espèces
sélectionnées.
Projet- II - Hydrogéologie et impact sociétal
des sites post industriels
SITE (ENSM-SE)
http://www.emse.fr/fr/transfert/site/index.html
Personnels, chercheurs et techniciens* concernés
|
Nom Prénom |
Laboratoire |
Tél. /. email |
|
Graillot Didier |
SITE Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 30 |
|
Bourgois Jacques |
SITE Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 22 |
* italique
La contribution
du centre SITE (Sciences Information et Technologies pour l’Environnement) de
l’ENSM-SE se situe a deux niveaux : celui de l’étude physique des sites en
matière d’impact vis-à-vis de la gestion des ressources en eau transitant dans
les sols pollués et celui de l’étude des conséquences sociétales induites par
l’historique industriel des sites étudiés
1) Hydrogéologie, transferts dans les sols, modélisation en zone saturée, monitoring de site
Les
compétences en hydrogéologie des zones délaissées en matière d’exploitation
minière ont donné lieu à plusieurs recherches en matière d’impact des
résurgences d’eaux de mines (modélisation spatio-temporelles). La protection
des ressources en eau de surface vis-à-vis des eaux de mines séléniteuses est
un enjeu sur le site stéphanois. La modélisation spatiale et hydrodynamique des
écoulements souterrains en interaction avec les eaux de surface fera l’objet de
techniques de modélisation à l’échelle locale des sites et des bassins versants
correspondants afin de prévoir l’évolution de la qualité des eaux en accord
avec les exigences de
Cette phase
du programme doit permettre aussi d’évaluer les risques liés à la pollution
industrielle s’infiltrant dans les aquifères après lessivage dans les sols.
L’observatoire
devra donc inclure l’installation de piézomètres de surveillance et des
stations de mesure en cours d’eau permettant de couvrir les aspects
quantitatifs et qualitatifs.
2) Aspects sociologiques sur les inégalités écologiques
En
collaboration avec le CRENAM, une équipe du centre SITE développe un programme
de recherche sur des aspects plus sociétaux, puisqu’il s’agit d’identifier les
inégalités écologiques qui peuvent être induites par le
« recyclage » ou non des zones post-industrielles reléguées
souvent en marges urbaines. Ce programme actuellement financé par le MEDD et le
Ministère de l’équipement (PUCA) intègre les aspects risques naturels,
technologiques et sociaux (accès aux ressources naturels et aux services) liés à l’occupation des friches industrielles
par les habitants et les entreprises. L’analyse historique des strates
d’activités (industrielle, service,…) de ces zones comme les crassiers de la
zone d’activité de Molina
Les
compétences développées à l’occasion de ce programme pourront être directement
intégrées dans l’observatoire pour l’étude des sites du programme O2PI.
Projet - III - Expertise historique et analyse
des relations entre acteurs
CRESAL(UJM-Univ Lyon 2)- CNRS (UMR 5043)
Personnels, chercheurs et techniciens* concernés
|
Nom Prénom |
Laboratoire |
Tél. /. email |
|
Micoud André |
CRESAL (UMR 5043) Univ.J.Monnet St-Etienne Univ. Lyon2 |
04 77 42 19 82 andre.micoud@univ-st-etienne.fr |
|
Roux Jacques |
CRESAL (UMR 5043) Univ.J.Monnet St-Etienne Univ. Lyon2 |
04 77 42 19 80 jacques.roux@univ-st-etienne.fr |
|
Charvolin Florian |
CRESAL (UMR 5043) Univ.J.Monnet St-Etienne Univ. Lyon2 |
04 77 42 19 91 florian.charvolin@univ-st-etienne.fr |
*
italique
Contexte Scientifique.
Le CRESAL par plusieurs de ses travaux a eu
à connaître des problèmes que les pollutions post-industrielles pouvaient poser
dans tel ou tel contexte sociaux. Il est, de ce fait, un des rares laboratoires
en sciences sociales a avoir acquis en France une capacité d’expertise dans ce
domaine. Des recherches menées dans le cadre du Programme CNRS « Risques
collectifs et situations de crise » ont donné lieu à des publications au
niveau national. Ce sont notamment ses chercheurs qui sont à l’origine du
concept de « patrimoine négatif », quand la prise de conscience de
l’existence d’un risque issu des pratiques passées peut être le déclencheur
d’une solidarité contemporaine dans la recherche collective des moyens de
remédiation. Il est par ailleurs dépositaire d'une expertise sur l'histoire
industrielle de la région de Saint-Etienne (notamment les sites de l'ancienne
société Creusot Loire, ex CAFL).
Contexte International et National.
Le Crésal a
récemment étoffé son réseau de coopération internationale non seulement avec
des pays francophones mais aussi avec des pays anglosaxons. Une activité de
coordination éditioriale dans le domaine de l'environnement a amené et continue
à amener le CRESAL à approfondir des contacts avec l'étranger. Jacques Roux a
été responsable du programme de recherches sur les sols contaminés et a assuré
la coordination d'un ouvrage sur les risques et la vigilance, publié en 2006,
dans lequel était notamment représentées des recherches suisses en sciences
sociales ; Florian Charvolin et André Micoud travaillent à l'édition d'un
ouvrage, en collaboration avec Lynn Nyhart de l'University of Wisconsin à
Madison, ouvrage qui regroupera des contributions anglaises, américaines et
suédoise sur la question des sciences citoyennes dans le domaine de
l'environnement. Enfin, Florian Charvolin est le responsable éditorial d'un
numéro de "Responsabilité et Environnement" des Annales des Mines,
sur l'histoire de l'environnement, dans lequel interviendra Michael Bess, le principal
spécialiste américain de l'histoire de l'écologie politique et sociale
française du XXe siècle.
Enjeux
Dans une sociologie qui reste encore très
timide dans son appréhension de la dimension sociale des phénomènes
environnementaux, la question des pollutions post-industrielles, en tant que
« patrimoine négatif », constitue à ce titre un objet analyseur fort
intéressant pour une meilleure connaissance de la construction des liens de
solidarité territoriale et intergénérationnelle. Il peut aussi être un terrain
très sensible sur les questions de responsabilité face aux problèmes de santé
publique.
Objectifs du projet, partenaires.
Il sera possible de constituer, sur les sites retenus, une participation au
suivi de l'étude sur le site, notamment en termes d'expertise historique, et
une analyse des relations entre acteurs et de la participation de la population
concernée.
programme prévu.
Par définition, les sols pollués ne sont pas vierges. Ils ont été
le lieu d’usages variés et conservent en eux les traces de ces usages, comme
les traces de métaux lourds, ou l’affectation à des usages urbains tels que les
jardins ouvriers encore en activité. Autrement dit, ils sont des territoires,
au sens où un territoire se définit par un périmètre de résidence d'une
population et d'inscription d'activités, et une autorité chargée de gérer ce à
quoi elle le destine : ici l’entreprise Aubert Duval ou là les retraités
s’occupant de jardins ouvriers. Il ne peut alors manquer d’exister des conflits
entre autorités différentes lorsque ces territoires sont investis, en plus des
usages traditionnels, d’une vocation scientifique comme celle à laquelle va se
consacrer l’O2PI et qui tend à donner une information publique sur l'état des
sols. On ne peut empêcher un rapport au politique au sens de mobilisation des
populations ou des acteurs concernés, dont la réactivité se fonde sur des
choses qui leur sont proches (les sites voisins ou la santé de leurs enfants
par exemple). Ni la vulgarisation, ni l’information, ne suffiront à leur
présenter l’action de l’O2PI — qui, rappelons-le s’intéresse à des sites dits
« pollués » c’est à dire impropres par certains côtés à certains
usages — sous un jour qui leur siérait, s’il n’est pas mené en parallèle une
entreprise citoyenne d’association de ces personnes ou institutions.
Un autre conflit possible concerne le fait de changer le statut de
territoires qu’on avait pris l’habitude de voir comme marginaux : friches,
jardins ouvriers, crassiers, etc. De ce point de vue, la géographie des lieux
de valeurs et des lieux dénigrés s’en trouve modifiée. Du coup c’est l’image que la ville de
Saint-Etienne ou l’agglomération donnent de ces territoires qui sera changée. De plus les questions de
santé publique peuvent également rejaillir sur les politiques territoriales des
autorités, notament devant les risques qui peuvent surgir au moment où telle
contamination est mise sur la place publique. Les nouveaux problèmes de
responsabilité posés peuvent devenir sensibles et un suivi sociologique des
négociations nécessaires peut s'avérer non seulement scientifiquement pertinent
mais, qui plus est, socialement opératoire.
Projet - IV – Modification de perméabilité des
matrices rocheuses
GENERIC
(ENSM-SE, UMR 6524)
Personnels, chercheurs et techniciens concernés
|
Nom Prénom |
Laboratoire |
Tél. /. email |
|
Battaia Jérôme |
SPIN Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 60 |
|
Garcia Daniel |
SPIN Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 60 |
|
Guy Bernard |
SPIN (UMR UMR 6524) Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 64 |
|
Moutte Jacques |
SPIN Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 62 |
|
Gallice
Frederic* |
SPIN (UMR UMR 6524) Ecole Nat Sup Mines -SE |
04 77 42 01 64 |
Contexte Scientifique et Sociétal.
Les transformations induites
par la circulation de fluides dans les roches et matériaux poreux
conditionnent la dégradation des matériaux (sols,
sédiments, patrimoine bâti) et la modification de leurs propriétés
d’usage (eg. circulation des fluides dans la matrice minérale
des réservoirs pétroliers). Elles conditionnent aussi leur éventuelle valorisation
(eg. minerais, déchets). Les moyens d’étude sont d’une part la géochimie
analytique, qui permet une caractérisation des substrats solides et de leurs
transformations, la thermochimie et la simulation numérique, qui visent à en
prédire ces transformations et enfin l’expérimentation, qui permet de valider
les modèles.
Objectifs du projet, partenaires.
Les phénomènes de dissolution-précipitation dans une matrice
rocheuse, provoqués par les réactions chimiques entre le fluide qui circule
dans les pores et les minéraux de cette roche, sont capables de faire varier
fortement sa perméabilité. Si cette roche est un réservoir d’huile ou de gaz,
ils sont donc susceptibles de modifier le rendement de son exploitation, en
bien ou en mal selon les cas. GENERIC développe en partenariat avec l’Institut
Français du Pétrole (IFP) des simulateurs numériques permettant de prédire ces
transformations, pour des applications dans le domaine pétrolier.
La séquestration du CO2 dans des réservoirs souterrains
est une option envisagée pour limiter l’accroissement de la teneur en gaz à
effets de serre dans l’atmosphère. Dans certains cas, l’injection de CO2
dans un champ pétrolier dont l’huile est trop visqueuse peut en faciliter la
récupération. Mais cette injection induit une acidification de l’eau du
gisement, et des réactions chimiques de neutralisation avec les minéraux du
réservoir. Leur prédiction constitue un domaine d’application de nos
simulateurs. Le développement de ces outils de calcul demande une validation, et donc des
expérimentations difficiles à réaliser sur un champ pétrolifère, et pour
lesquelles l’équipe recherche un site susceptible d’être instrumenté, et qui
présente une certaine analogie avec un réservoir.
En outre, on souhaite aborder le problème de la description d’un milieu poreux très hétérogène, la manière dont cette hétérogénéité doit être prise en compte dans les modèles et tester notre capacité à capturer cette hétérogénéité au cours d’une expérimentation. Les méthodes de la géostatistique sont mis
Dans ce cadre, la mise à
disposition de crassiers industriels représente un champ expérimental potentiel
pour les thèmatiques suivantes :
-
1. Modélisation des interactions chimiques fluides-roches
(développement de codes numériques)
-
2. Construction de diagrammes de phases (exemple de
l’altération de phases cimentaires en milieu naturel)
-
3. Etude géostatistique de la variabilité de constitution et
composition des friches industrielles
