ARCHIVÉ - Domestiquer les bactéries pour combattre la pollution

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Le 06 juillet 2006— Ottawa (Ontario)

Une nouvelle technologie du CNRC pourra aider à l'assainissement de décennies de contamination environnementale.
 
 
Concours Dossier commercial du CNRC 2006
 
 

Transformer la technologie en occasions de licences

 
 

Leur sauver la peau

 
 

Domestiquer les bactéries pour combattre la pollution

 
 

Le dernier cri en matière d'ordonnanceur

 
 

La biologie et les mathématiques se liguent pour sauver des vies et réduire le coût des soins de santé

 
 

Depuis les années 1940, des millions de tonnes de solvants chlorés, causant le cancer, ont été rejetés, déversés, enterrés ou se sont infiltrés dans le sol et l'eau de l'Amérique du Nord. Chaque année, des milliers de tonnes suivent encore ce chemin et rejoignent la nappe phréatique. La question est de savoir comment traiter cette contamination toxique? Les chercheurs de l'Institut de recherche en biotechnologie du CNRC (IRB-CNRC) ont une solution : convertir ces solvants en inoffensifs dioxyde de carbone et eau.

Leur technologie unique pour la biorestauration de l'eau souterraine contaminée par des solvants chlorés a récemment été louangée par un panel distingué d'hommes d'affaires et de scientifiques. Les juges ont accordé à leur technologie, eMaMoc, le premier prix dans la catégorie exploitation sous licence d'une technologie, du concours Dossier commercial du CNRC de 2006.

La biorestauration est une technique qui stimule dame nature à nettoyer nos dégâts. Le procédé se fie au fait que parmi la gamme étonnamment diverse des bactéries de la terre, il est presque certain d'en trouver une ou plusieurs qui vont manger, et donc transformer de façon sécuritaire, n'importe lequel des polluants en question, même les solvants chlorés. Selon les estimés, le marché des services de biorestauration va atteindre, aux É.-U. seulement, le milliard de dollars d'ici 2010.

Les solvants chlorés sont un important groupe de produits chimiques à base de chlore qui sont utilisés comme agents de dégraissage, principalement pour la machinerie. Ils sont largement utilisés dans une variété d'industries, de l'automobile jusqu'aux semi-conducteurs, et également pour le nettoyage à sec de textiles.

Le problème est leur toxicité. Pendant les 60 dernières années, on en a disposé suivant des méthodes, comme l'enfouissement dans des barils qui rouillent et fuient, qui ont contaminé les sols et les eaux souterraines. Il y a au moins 150 000 sites ainsi contaminés aux États-Unis et des milliers d'autres au Canada.

La technologie de l'IRB-CNRC utilise une technique brevetée de biorestauration « deux-dans-une » qui enlève presque complètement les solvants chlorés de l'eau traitée. Présentement, les techniques de biorestauration qui sont sur le marché utilisent des bactéries, soit aérobies (qui utilisent de l'oxygène) ou anaérobies (sans oxygène), seules ou de façon consécutive. La technologie repose sur l'idée que, dans les bonnes conditions, ces bactéries peuvent travailler ensemble de façon synergétique.

Représentation graphique d'un procédé de biorestauration des eaux usées utilisant un traitement biologique anaérobie et aérobie, et notamment des populations microbiennes méthanogènes (strictement anaérobies) et méthanotrophiques (strictement aérobies), en combinaison avec un approvisionnement en oxygène et hydrogène générés in situ et dissous dans l'eau. On utilise l'électrolyse de l'eau pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène dissous dans l'eau.
Représentation graphique d'un procédé de biorestauration des eaux usées utilisant un traitement biologique anaérobie et aérobie, et notamment des populations microbiennes méthanogènes (strictement anaérobies) et méthanotrophiques (strictement aérobies), en combinaison avec un approvisionnement en oxygène et hydrogène générés in situ et dissous dans l'eau. On utilise l'électrolyse de l'eau pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène dissous dans l'eau.

« Même si à première vue ça paraît contre-intuitif, notre technologie est basée sur le fait que les micro-organismes aérobies et anaérobies peuvent croître ensemble dans un seul et même habitat naturel, comme des biogranules » explique M. Serge Guiot, chef du groupe de bioingénierie environnementale de l'IRB-CNRC.

Les biogranules sont des agrégations microscopiques de bactéries d'origine naturelle. L'équipe de M. Guiot a découvert que ces granules fournissent un environnement naturel sur mesure pour les bactéries aérobies et anaérobies. Les bactéries aérobies vivent sur la surface riche en oxygène du granule, tandis que les bactéries anaérobies vivent dans le coeur, où il y n'a pas d'oxygène.

Cela veut dire que pour la biorestauration, les biogranules sont centraux à la technologie, livrant une combinaison gauche-droite écrasante, précise M. Guiot. Les bactéries anaérobies commencent à décomposer les solvants chlorés et les bactéries aérobies finissent le travail en digérant les sous-produits du travail de leurs cousines. Les seuls sous-produits de cette digestion en équipe de relais sont le dioxyde de carbone, l'eau et des sels chlorés inoffensifs.

La technologie brevetée du CNRC stimule et accélère cette biodégradation naturelle en utilisant l'électrolyse de l'eau (ou en clivant le H2O par l'électricité) pour alimenter les diverses bactéries en oxygène et en hydrogène. L'hydrogène est utilisé par les bactéries anaérobies méthanogènes pour déchlorer les solvants et produire du méthane. À leur tour le méthane et l'oxygène activent la digestion aérobie des produits finaux de la décomposition anaérobie.

Prototype de l'eMaMoc, l'outil de biorestauration des organo-chlorés développé par le CNRC.
Prototype de l'eMaMoc, l'outil de biorestauration des organo-chlorés développé par le CNRC.

Lors d'essais à l'échelle pilote, la technologie a démontré que les techniques réduisent la contamination par des solvants chlorés, dans de l'eau modérément et fortement contaminée, à des niveaux inférieurs à ceux des directives contenues dans les réglementations.

« Nous sommes enthousiasmés par l'efficacité de la technologie dont nous avons fait la démonstration dans le laboratoire, ajoute M. Guiot. Nous avons démontré la validité du concept et la technologie est maintenant prête pour les essais à l'échelle réelle sur le terrain. »

L'équipe du CNRC est présentement en négociations de concessions de licence partiellement exclusive avec deux sociétés canadiennes d'assainissement environnemental. Les deux licences comporteraient des installations initiales à grande échelle de la technologie des solvants chlorés sur des sites contaminés bien connus du Québec.

La technologie, développée pendant plus de cinq ans, bénéficie d'une équipe diversifiée et expérimentée du CNRC. Elle inclut un chercheur, M. Boris Tartakovsky, et des agents techniques Ruxandra Cimpoia, Michelle-France Manuel, Marie-Josée Lévesque et Jérôme Breton.

Une fois sur le marché, M. Guiot croit que cette technologie trouvera rapidement sa propre niche de croissance rapide.

Unité mobile de traitement de site contaminé par extraction et réinjection d'eau souterraine et biostimulation.
Unité mobile de traitement de site contaminé par extraction et réinjection d'eau souterraine et biostimulation.

« La technologie de biorestauration de l'IRB-CNRC aura un avantage concurrentiel sur d'autres technologies de biorestauration. Elle sera moins dispendieuse tout en étant efficace sur une gamme plus large de produits chimiques que les autres technologies » conclut-il.

La technologie du CRNC peut également être utilisée avec presque toutes les techniques de biorestauration, y compris les puits profonds bioréactifs et les barrières biologiques perméables souterraines.


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