Champ d'applicationContamination des sédiments marins par les hydrocarbures
Description du produit :L'agent microbien est formulé à partir d'un consortium de souches bactériennes indigènes isolées de zones du Pacifique touchées par des marées noires. Les micro-organismes sont adsorbés sur un support et encapsulés avec un agent filmogène pour obtenir la préparation microbienne. Toutes les souches ont fait l'objet d'évaluations de biosécurité. Cet agent microbien a été appliqué avec succès pour dépolluer les sédiments contaminés par les hydrocarbures sur un site marin touché par une marée noire.
Cas d'application : Projet de démonstration pour la remédiation microbienne in situ des sédiments dans les eaux publiques
Un projet pilote de dépollution in situ des sédiments a été mené sur environ 670 000 km² d'eaux marines touchées par une marée noire. Plus de 360 tonnes d'agent microbien ont été déployées, suivies d'un suivi post-dépollution. Les concentrations d'hydrocarbures pétroliers aux stations de surveillance entourant la plateforme contaminée ont diminué de manière significative, avec des taux de dégradation atteignant 90 %.
(1) Zone de réhabilitation
La zone de dépollution des sédiments se situe dans la zone marine centrale, à une profondeur d'environ 28 m. Le courant de fond y est d'environ 2 nœuds. Les sédiments du fond marin sont principalement composés de limon argileux. Des plateformes offshore et des pipelines sous-marins se trouvent à proximité de cette zone.
(2) Développement d'agents microbiens sûrs et très efficaces pour la dégradation du pétrole
Le développement d'agents microbiens privilégie les souches microbiennes indigènes présentant un faible risque environnemental. Les souches indigènes isolées et sélectionnées à partir de sédiments de zones marines touchées par des déversements d'hydrocarbures peuvent prévenir efficacement l'invasion de souches non indigènes et minimiser les modifications de la structure et des fonctions écologiques de la zone de dépollution.
Lors de tests en laboratoire, des souches présentant une efficacité de dégradation du pétrole supérieure à 80 % en 7 jours ont été sélectionnées. Il s'agissait notamment de Bacillus subtilis (souche : Bs), Bacillus amyloliquefaciens (souche : Ba), Bacillus safensis (souche : Bb), Bacillus cereus (souche : KF8), Acinetobacter calcoaceticus (souche : T32), Pseudomonas putida (souche : SP1), Acinetobacter sp. (souches : HC8-3 et LKG-A), Oceanimonas baumannii (souche : N6) et Bacillus pumilus (souche : BPL-1).
En tenant pleinement compte des interactions synergiques entre les communautés microbiennes, différentes combinaisons de souches ont été évaluées afin d'identifier celle présentant la meilleure efficacité de dégradation du pétrole. Des essais à l'échelle du laboratoire et à l'échelle pilote ont ensuite été menés pour déterminer les performances de dégradation du pétrole du consortium microbien sélectionné. L'innocuité des souches a également été évaluée, notamment par des tests de toxicité aiguë chez la souris et sur des organismes marins.
(3) Fermentation de cultures microbiennes et traitement par agents microbiens
Le processus de fermentation microbienne a été étudié, notamment la composition du milieu de culture, le pH, la température de fermentation, l'aération et l'agitation dans le fermenteur, la concentration et l'état de la culture lors des transferts entre les cuves de fermentation, la durée de fermentation et la détermination des étapes clés de la fermentation. Un processus de fermentation en trois étapes a été mis en œuvre pour la culture microbienne.
Dans la zone de dépollution concernée par ce projet, la profondeur moyenne de l'eau est d'environ 25 à 30 m. Si la culture microbienne était déposée directement sur le fond marin, seule une faible proportion des micro-organismes de dépollution atteindrait les sédiments. Afin de garantir qu'une quantité importante de souches hautement efficaces pour la dégradation du pétrole atteigne les sédiments marins, la culture microbienne fermentée doit subir un traitement supplémentaire.
Les méthodes de traitement comprennent l'adsorption sur support, l'agrégation et l'encapsulation. Ces techniques permettent de réduire efficacement la dispersion et la perte d'agents microbiens lors de leur déploiement, tout en minimisant l'impact des souches microbiennes introduites sur les zones marines non contaminées.
(4) Déploiement d'agents microbiens
Le coût élevé des opérations en mer et la faible marge d'erreur constituent des défis importants pour la recherche, l'application et le développement des technologies de dépollution des déversements d'hydrocarbures en mer.
Avant tout déploiement d'agents microbiens, des tests de simulation de déploiement complets doivent être menés, incluant des simulations numériques et des simulations à l'échelle du laboratoire. Les résultats de ces simulations permettront de déterminer la taille optimale de l'emballage et la zone de couverture, maximisant ainsi la sécurité et la faisabilité des opérations en mer.
Pour garantir un déploiement efficace des agents microbiens et une dépollution réussie des hydrocarbures, l'ensemble du processus – opérations de déploiement, quantités d'agents microbiens appliquées et performances de la dépollution – peut être suivi par diverses méthodes, telles que la télédétection aérienne, la vidéosurveillance de surface et la surveillance sous-marine. Ces mesures de suivi contribuent au bon déroulement du projet tout en fournissant des références techniques et des méthodologies précieuses pour de futurs projets similaires.
Opérations en mer
Équipement de surveillance sous-marine développé indépendamment
(5) Évaluation de l'efficacité des mesures correctives
L’évaluation de l’efficacité de la remédiation comprenait une enquête de référence avant le déploiement de l’agent microbien et deux enquêtes de suivi après le déploiement.
Les principaux paramètres de surveillance comprenaient les indicateurs conventionnels de qualité de l'eau (oxygène dissous, phosphate, phosphore total, azote inorganique, azote total, etc.) ; les concentrations de pétrole dans les eaux de surface et les sédiments ; le nombre total de bactéries dans l'eau de formation et les sédiments ; l'abondance relative des souches dégradant le pétrole avant et après la remédiation ; et les changements dans la diversité et l'abondance de la communauté microbienne avant et après la remédiation.
Après les travaux de dépollution, la concentration de pétrole a diminué, passant d'une valeur initiale de 1 260 × 10⁻⁶ à 210 × 10⁻⁶ lors du premier suivi, effectué 70 jours après le déploiement. Lors du second suivi, réalisé 210 jours après le déploiement, la concentration de pétrole a encore diminué pour atteindre 155 × 10⁻⁶. Aux stations de surveillance situées à proximité de la plateforme de déversement d'hydrocarbures, le taux moyen de dégradation du pétrole était de 56,34 % après 70 jours et de 70,14 % après 210 jours.
La structure des communautés d'organismes macrobenthiques et méiobenthiques n'a pas présenté de différences substantielles avant et après la remédiation. Suite à la remédiation, la biomasse, la diversité et l'abondance benthiques ont légèrement augmenté, et les communautés biologiques des stations remédiées ont montré une plus grande similarité avec celles des zones marines non contaminées.
La mise en œuvre de ce projet a permis de lutter contre la contamination des sédiments par les hydrocarbures dans la zone marine centrale de [Localisation]. Elle a également permis de relever divers défis liés à la transposition des résultats de la recherche scientifique et des technologies en applications d'ingénierie concrètes. De plus, de nouvelles approches ont été explorées dans la conception et l'application d'équipements de simulation en laboratoire pour les opérations en mer.
Afin de faciliter le déploiement d'agents microbiens en eau de mer et le suivi ultérieur, un équipement de surveillance de surface et sous-marine, développé indépendamment, a été conçu et déployé. Lors des opérations en mer, l'équipe du projet a également étudié les limites de cet équipement et exploré des solutions pour y remédier.
Suite à la mise en œuvre du projet, les concentrations de pétrole dans les sédiments de la zone désignée ont diminué de manière significative, accompagnées d'une certaine restauration écologique. Ce projet constitue une démonstration réussie de restauration écologique marine, générant des avantages sociaux et écologiques considérables.
Date de publication : 12 octobre 2026