Des champignons pour réparer nos dégâts

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crédit photo @ Olivier Marcoux

Les mycotechnologies n’ont pas fini de nous surprendre. Vous connaissez probablement les mycorhizes (voir l’article Les mycorhizes: une symbiose plante-champignon gagnante surtout pour nous) et la péniciline (et le fromage bleu!), des découvertes qui ont changées nos vies. Mais avez-vous entendus parler de la mycoremédiation et de la mycofiltration? Ce sont deux procédés qui mettent en oeuvre un talent naturel des champignons, celui de dégrader les matières organiques.

La mycoremédiation, ou la décontamination des sols grâce à la dégradation des contaminants organiques par les champignons, est en plein essor. Tout a commencé avec la bioremédiation. Celle-ci fait appel aux bactéries déjà présentes dans le sol (ou à des bactéries spécifiques ajoutées dans le but d’accélérer la décontamination). En stimulant leur activité, c’est-à-dire en améliorant l’aération du sol, en y augmentant la température et en y ajoutant des éléments nutritifs pour stimuler leur activité, elles peuvent dégrader les contaminants organiques présents dans le sol plus rapidement qu’en abandonnant le sol contaminé (1-3). La mycoremédiation permet d’aller encore plus vite que la bioremédiation seule (6). C’est une technologie peu coûteuse et écologique en comparaison aux techniques industrielles de décontamination des sols. Parmi les techniques industrielles les plus utilisées, l’incinération, le lavage du sol à l’aide de solvants, la désorption thermique et le stockage des déchets dangereux, impliquent l’excavation du sol contaminé, sa décontamination en usine, et la gestion des déchets restant (4,5). Ces procédés sont donc très coûteux, et impliquent l’utilisation de produits toxiques pour extraire les contaminants et les détruire ou les stocker.  Avec la mycoremédiation, les champignons dégradent les matières organiques pour se nourrir. Ils peuvent soit consommer directement le polluant organique pour en tirer de l’énergie, soit le dégrader pour utiliser seulement certaines composantes comme source d’énergie, soit le dégrader par erreur lors de la prise d’éléments nutritifs dans le sol (1-3). Les champignons les plus utilisés en mycoremédiation sont des champignons dont les conditions de culture sont très bien connues en raison de leurs qualités culinaires. Évidemment, il est préférable de ne pas consommer les champignons retrouvés en sites contaminés. Plus précisément, les basidiomycètes à pourritures blanches, comme le pleurote à l’huitre (Pleurotus ostreatus)  et le tramète versicolor  (Trametes versicolor) sont parmi les plus utilisés puisqu’ils excellent dans la dégradation de la lignine, mais aussi dans la dégradation de dérivés du pétrole (7).

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Pleurotus ostreatus (crédit photo @ Catherine Emond)

La lignine est hydrophobe, tout comme les hydrocarbures pétroliers, donc les enzymes extracellulaires pouvant s’y attaquer sont les mêmes (8, 9). La marche à suivre pour décontaminer un sol est la suivante: On doit d’abord choisir un champignon dont le potentiel de dégradation des contaminants visés est élevé, mais qui y soit aussi résistant. Une fois le champignon choisi, on multiplie son mycélium sur le substrat contaminé en laboratoire, pour ensuite l’implanter et le propager sur le site à décontaminer. On peut  faciliter l’implantation du champignon en améliorant les conditions du site. Sur un sol à nu, des plantes permettront de fournir de l’ombre et de l’humidité au champignon, et l’ajout de matières organiques saines telles que des copeaux de bois, de la paille ou du bois raméal fragmenté, lui serviront de nourriture (et d’énergie) et stimuleront son activité (10). Dans le meilleur scénario, les plantes semées ou transplantées sur le site pour améliorer les conditions abiotiques seraient choisies pour leurs qualités de décontamination (phytoremédiation).

La mycofiltration fait quant à elle référence au traitement des eaux usées. Elle consiste à implanter le mycélium d’un champignon dans le sol pour filtrer activement des contaminants bactériens toxiques dans des liquides comme des boues septiques, des eaux contaminées par les rejets de fermes industrielles, et bien d’autres. Elle est utilisée d’une manière semblable aux marais filtrants, c’est-à-dire qu’on veut y implanter des champignons pour détruire les contaminants qui entreront dans le système et améliorer la qualité de l’eau. Par exemple, une étude de 2014 a prouvé l’efficacité de la mycofiltration en laboratoire pour retirer la bactérie E. coli. d’eaux pluviales à l’aide d’une espèce de strophaire (Stropharia rugoso-anulata) (7). Pour en savoir plus sur cette étude, vous pouvez visionner le documentaire de Fungi Perfecti :

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documentaire sur la mycofiltration (Fungi perfeti)

En résumé, la mycoremédiation et la mycofiltration mettent en oeuvre la capacité des champignons à dégrader les matières organiques pour débarrasser les sols ou les liquides de contaminants toxiques. Nous n’en sommes qu’à nos débuts dans le domaine des mycotechnologies. Avec la disponibilité des outils technologiques, du nombre croissant de passionnés de mycologie, et avec la nécessité de trouver des solutions innovantes pour solutionner les problèmes d’origine anthropique, nous en apprendrons encore beaucoup sur l’utilisation de ces organismes dans le futur. Pour approfondir vos connaissances dans le domaine de la mycoremédiation, je vous conseil la lecture du livre Mycoremediation: Fungal Bioremediation, et le livre Mycelium Running: How Mushrooms Can Help Save the World, de vraies mines d’or d’informations dans le domaine.

Par Catherine Emond

Références

  1. Anastasie A, Tigini V, Varese GC (2013) The bioremediation potential of different exophysiological groups of fungi. Dans Goltapeh EM, Danesh YR, Varma A Fungi as bioremediators. Springer Heidelberg New York Dordrecht London. Soil Biology 32 : 29-49.
  2. Reddy CA, Mathew Z (2001) Bioremediation potential of white rot fungi. Dans Gadd GM Fungi in bioremediation. Cambridge University Press, Cambridge, 52-78.
  3. Schauer F, Borris R (2004) Biocatalysis and biotransformation. Dans Tracz JS, Lane L Advances in fungal biotechnology for industry, agriculture and medicine. Kluwer/Plenum, New York.
  4. Plata-Chebbah N (2000) Étude inhérente à un procédé de phytoremédiation de sols contaminés par des hydrocarbures du pétrole. Thèse de maîtrise N°2306 présentée à l’École polytechnique fédérale de Lausanne. 194 pp.
  5. Viglianti C (2007) Approche alternative du lavage de sols pollués par des hydrocarbures aromatiques polycycliques : utilisation des cyclodestrines avec procédés de recyclage. Environmental Sciences. Thèse de doctorat présenté à l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 305 pp.
  6. Šašek, V. 2003. “Why mycoremediations have not yet come into practice”The Utilization of Bioremediation to Reduce Soil Contamination: Problems and Solutions. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. Pp. 247-266.
  7. Tailor, AW., Stamets PE. (2014) Implementing fungal cultivation in biodiltration systems – The past, present and future of mycofiltration. USDA Forest Service Proceedings, RMRS-P-72 pp. 1-28.
  8. Viglianti C (2007) Approche alternative du lavage de sols pollués par des hydrocarbures aromatiques polycycliques : utilisation des cyclodestrines avec procédés de recyclage. Environmental Sciences. Thèse de doctorat présenté à l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 305 pp.
  9. Using fungi to clean polluants. http://www.permaculture.co.uk/readers-solutions/using-fungi-clean-pollutants
  10. H. 2006. Mycoremediation : Fungal bioremediation. John Wilhey & Sons.
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