Bio – inoculation

Le prototype simule les phases de bio-inoculation et de bio-stimulation in-situ pour la biorémédiation des sols contaminés.

Il s’agit d’une machine à circuit hydraulique fermé, dans laquelle six unités de sol, représentant plusieurs couches lithologiques, sont soumises à un traitement par des solutions biologiques et bio-stimulantes. Ces solutions traversent les volumes de sol contenus dans les bio-cellules, par filtration. Les bio-cellules sont réalisées en polyméthacrylate de méthyle transparent.

L’écoulement à travers les cellules est réglé pour simuler le traitement biologique, avec des débits et des pressions qui peuvent être régulés dans des plages établies par l’aptitude de l’écologie microbienne et de l’inoculum.

Le traitement biologique qui a lieu dans les Bio-cellules a pour but l’épuisement des TPHs et PAHs contenus dans le sol expérimental, effectué par l’inoculum de microorganismes autochtones, isolés dans des échantillons de sol et sélectionnés pour leur capacité à dégrader des molécules récalcitrantes, et par des bactéries stimulées qui font partie de l’écologie naturelle du sol traité.

Le prototype est équipé de différentes sections :

  • Dosage des solutions biologiques
  • Dosage des micronutriments
  • Production et dosage de nano-bulles au moyen d’un mélangeur air-eau.
  • Purification des éluats

Le procédé est contrôlé par des capteurs insérés en différents points du circuit. Les capteurs permettent de surveiller et d’ajuster le fonctionnement du système grâce à un retour d’information vers l’automate, afin que les conditions à l’intérieur du prototype restent similaires à celles in-situ, et favorables à la biorémédiation.

Au cours du processus, les paramètres suivants sont mesurés :

  • Oxygène dissous dans le flux de biostimulation et dans l’éluat des bio-cellules.
  • Pression dans les bio-cellules et dans le circuit hydraulique.
  • Conductivité, pH, température dans les éluats des bio-cellules.
  • Débits hydrauliques qui traversent les bio-cellules.

Le prototype est automatisé et contrôlé par des logiques de processus implémentées dans un automate, qui commande des électrovannes, des pompes et des moteurs électriques.

Les résultats des tests sont mesurés en analysant des échantillons de sol et d’eau extraits des bio-cellules tous les 15 jours. Les analyses chimiques du sol sont effectuées pour déterminer la variation de la concentration des contaminants cibles, tandis que les analyses de l’eau ont pour objectif de déterminer la toxicité des matrices traitées.

La cinétique de dégradation des contaminants et la courbe de détoxification ne vont pas en parallèle, en raison des sous-produits de la dégradation biologique, qui peuvent avoir une toxicité similaire ou supérieure à celle des composés parents. En conséquence, la courbe de toxicité décroît plus lentement que la courbe de contamination.

Les résultats sur la cohérence et la diversité de la communauté microbienne proviennent de l’analyse métagénomique basée sur le métabarcodage des communautés fongiques et bactériennes.