Les lixiviats des sites d’enfouissement, formés des eaux de pluie et de fonte de neige percolées à travers les cellules d’enfouissement, constituent un défi pour les filières conventionnelles de traitement des eaux. Ceci est dû à la complexité de ce type d’eaux polluées, mais aussi à la panoplie de contaminants émergents qu’elles peuvent contenir. Par ailleurs, l’évolution des exigences réglementaires en matière de l’environnement requiert un traitement séparé et distinct de eaux de lixiviats par rapport aux stations de traitement des eaux usées urbaines. L’un des produits ubiquitaire au lixiviat est le bisphénol A (BPA) qui est considéré comme un perturbateur endocrinien dû à sa capacité de mimer certaines hormones endocriniennes. Il conduit, entre autre, à la féminisation de certaines espèces aquatiques suite à une réduction d’hormones masculines lors de la différenciation embryonnaire. La destruction de cellules testiculaires, la diminution de production de spermatozoïdes et des oeufs sont également reportés lors de tests au laboratoire. La majorité des études conduites à ce niveau sont par rapport à la présence de BPA dans les eaux usées urbaines. Le présent projet vise l’investigation de la présence et de l’élimination du BPA au niveau d’une station de traitement biologique de lixiviats d’un site d’enfouissement technique au Centre-du-Québec (Canada). Cette installation consiste principalement en un traitement biologique comprenant un réacteur biologique séquentiel précédé par un étang d’accumulation et de régulation. Les résultats de quantification des échantillons prélevés montrent une concentration élevé en BPA de l’ordre de 5 823 ± 575 μg /L à l’entrée de la station et de 256 ± 9 μg/L à la sortie. Le rendement global d’élimination de la station affiche une valeur de 98%. L’adsorption du BPA sur les biosolides semble être un mécanisme d’élimination qui doit être pris en considération. Les tests menés au laboratoire montrent que le BPA s’adsorbe sur les biosolides selon le modèle de Freundlich avec un coefficient de corrélation de 0,986 contrairement au modèle de Langmuir (0,766) ou encore de Dubinin-Radushkevich (0,811). La cinétique réactionnelle de l’adsorption suit une réaction de pseudo deuxième ordre avec une vitesse d’adsorption de 0,0043 g/μg.min et est contrôlée par la diffusion intraparticulaire et la couche limite. D’un point de vue thermodynamique, la réaction est spontanée et exothermique avec des liaisons faibles de type van der Waals et électrostatiques.

Les biodéchets tels que les boues de stations d’épuration ou les fientes de poules peuvent être utilisés pour l’amendement organique des sols. En Nouvelle-Calédonie, l’accroissement démographique a pour conséquence une augmentation de la production de ces déchets. Aussi, la gestion et le devenir de ces derniers est une problématique majeure pour les collectivités. D’autre part, il existe de nombreux sites dégradés liés à l’activité minière. Il s’agit notamment des sites miniers après exploitation, caractérisés par un substrat ultramafique, auxquels s’ajoutent les zones industrielles.L’objectif de cette thèse cherche à apporter des données sur la valorisation des biodéchets (boues d’épuration et fientes de poules) pour la restauration de sites dégradés. Trois types de site sont sélectionnés : un ferralsol non remanié, un ferralsol remanié par l’activité minière et un site industriel. A partir de ces études indépendantes, nous tenterons de répondre à l’opportunité de revégétaliser un site à partir du stock de graine du sol d’origine ou de végétalisé un site dépourvu de son sol d’origine par plantations. Sur ces 3 sites, il a été suivi les variables biométriques, chimiques des végétaux et les variables chimiques et physico-chimiques des substrats.Les résultats sont, dans l’ensemble, encourageants avec des effets très positifs sur la croissance végétale. La quantité de boue à apporter sera à moduler en fonction des objectifs à obtenir entre production végétale et diversité spécifique. La faible biodisponibilité des ETM du sol semble être favorable à l’épandage de biodéchets sur ces substrats spécifiques pour la réhabilitation des sites dégradés. / Biowaste like biosolids or poultry can be used for organic amendment of soils. In New Caledonia, the demographic development involves an increase in waste production and the management of these ones is highly important for local authorities. On the other hand, there are numerous degraded sites issued from mining activity. In particular mining sites after exploitation, characterized by an ultramafic substratum, and industrial sites The objective of this thesis consists to bring data on biowaste valorization (sewage sludge and poultry) for degraded sites restoration. Three kind of degraded sites are selected: a not-reorganized ferralsol, a ferralsol reorganized by the mining activity and an industrial site. From these independent studies, we try to evaluate the opportunity of revegetalization from the seed bank of the original soil, or vegetalized a site free of original soil by plantations. On these 3 sites, it was followed the biometric, chemical variables of the vegetal species and chemical and physico-chemical variables of the substrata. The results are encouraging, with positive effects on plant growth. The biosolids quantity should be modulating according to the objectives to obtain between plant production and specific diversity. The low bioavailability of the ETM seems to be favorable to the biowaste manuring of these specific substrata for the rehabilitation of the degraded sites.

Depuis que la Communauté européenne a interdit la mise en décharge des déchets non ultimes, la recherche de nouveaux débouchés pour les boues d'épuration devient cruciale. En région méditerranéenne, les feux récurrents et les précipitations parfois violentes favorisent l'érosion et induisent l'appauvrissement des sols. Les sols calcaires dégradés sont souvent colonisés par des formations végétales stables à Quercus coccifera, adaptées à un faible niveau de ressources, ce qui ralentit l'installation naturelle des arbres. Dans de tels milieux, un amendement organique pourrait améliorer la fertilité du sol, modifier la dynamique et les relations de dominance de la végétation, et favoriser les processus de succession et de résilience, ainsi que la reforestation. Deux expérimentations ont été menées en Provence pour étudier les effets d'apports de compost de boues d'épuration urbaines et de déchets verts sur la dynamique d'un écosystème de garrigue. Premièrement, 0, 50, et 100 t.ha-1 de compost brut ont été épandues en surface dans le biotope naturel de garrigue, et les conséquences sur le fonctionnement de l'écosystème ont été étudiées. Les compartiments sol, végétation et microorganismes de la litière ont été suivis pendant deux ans après amendement (2002-2004). Deuxièmement, nous avons incorporé au sol trois doses de compost brut (0, 20, et 40 kg.ha-1) au pied de jeunes plants d'arbres. L'évolution des propriétés édaphiques et du développement des arbres a été suivie respectivement pendant trois ans (2001-2003) et deux ans (2002-2003). L'amendement a durablement (2 ans) et efficacement amélioré la fertilité du sol. Cependant, le sol a été fortement enrichi en P et Zn, ce qui pourrait entraîner des problèmes sérieux de pollution des eaux et de toxicité sur les microorganismes. Ces deux éléments limitent l'utilisation de compost de boues dans les milieux naturels, et des amendements répétés aux doses étudiées sont inenvisageables. Dans la plantation, l'amendement a globalement favorisé le processus de reforestation en améliorant la nutrition et la croissance des plants, et surtout en augmentant leur survie en période de sécheresse. En outre, l'apport de compost en surface a généré l'apparition d'îlots fertiles dans le biotope garrigue, au sein desquels les processus de succession végétale pourraient être localement optimisés, ce qui pourrait favoriser à terme la colonisation par la strate arborée, notamment par Pinus halepensis. Par ailleurs, l'amendement augmente la diversité fonctionnelle en garrigue du fait de son effet bénéfique sur les espèces semencières, ce qui pourrait améliorer la résilience de l'écosystème après incendie. Ces effets bénéfiques du compost se produisent surtout pour les doses intermédiaires. L'utilisation de compost aux doses maximales testées devrait être abandonnée, du fait d'une dépréciation de la colonisation fongique de la litière de Quercus coccifera observée pour 100t.ha-1, et du fait d'une augmentation des risques de pollution par le P et le Zn proportionnellement au taux d'apport. Cependant, la nature calcaire du sol expérimental et la maturité élevée du compost ont limité les phénomènes d'exportation vers les eaux et la contamination des plantes par les éléments potentiellement toxiques. L'apport de compost en surface a plutôt augmenté la sensibilité des plantes à la sécheresse, alors que celle-ci a diminué lorsque le compost a été apporté en mélange au sol. Enfin, l'apport de compost en garrigue a eu des effets multiples (fertilisation, écrasement, dépôt d'une couche fertile) et a permis de mettre en évidence les stratégies spécifiques des plantes dans la gestion des nutriments et de la productivité. Ce travail montre l'importance relative des espèces végétales sur le fonctionnement de l'écosystème, identifie les espèces clef pour le recyclage des éléments, et illustre la complémentarité d'utilisation des ressources qui existe au sein de l'écosystème naturel de garrigue.

L’utilisation de matières résiduelles fertilisantes (MRF) dans les plantations de peupliers hybrides (PEH) au Québec pourrait en maximiser la productivité et le volume marchand. Elle présenterait aussi l’avantage de minimiser l’enfouissement ou l’incinération des MRF. Cependant, le dosage des MRF doit être calibré en fonction de la réponse optimale des arbres. L’étude a été réalisée dans une plantation de PEH en Estrie. Un dispositif expérimental comprenant deux blocs (répétitions) de cinq parcelles - un témoin et quatre traitements de combinaisons de biosolides papetiers et de boue de chaux - y a été mis en place à l’automne 2012 et au printemps 2013, soit trois ans avant l’échantillonnage (été 2015). Les traitements représentaient les doses suivantes : 140 et 15 t ha-1 (humides), 140 et 30 t ha-1, 240 et 15 t ha-1 et 240 et 30 t ha-1 de biosolides et de boue de chaux, respectivement. Les propriétés physico-chimiques du sol et la morphologie et la nutrition des PEH ont été évaluées. Nous avons observé un effet très significatif des traitements de MRF sur la croissance des PEH par rapport aux parcelles non traitées. La hauteur des arbres a augmenté de 1,6 à 2 fois, le diamètre de 2,5 à 4 fois, la surface foliaire de 3 à 8 fois et le poids foliaire de 2,7 à 9 fois dans les parcelles traitées comparativement aux arbres des parcelles non traitées. Toutefois, aucune différence significative n’a pu être constatée entre les différents amendements. Les analyses de nutrition foliaire ont, quant à elles, démontré que la fertilisation avec les MRF permettait de pallier la faible disponibilité des nutriments dans le sol. Ainsi, avec l’ajout de MRF, les macronutriments N, P, K et Ca dans les feuilles se situaient à l’intérieur des plages de concentrations optimales, alors que sans MRF, les feuilles montraient des concentrations sous ces seuils. Malgré les faibles différences observées entre les quatre amendements, le traitement combinant 240 t ha-1 de biosolides et 15 t ha-1 de chaux est celui qui se rapprochait le plus d’une nutrition optimale pour le PEH. Les biosolides papetiers en combinaison avec la boue de chaux donnent des résultats très encourageants en ce qui a trait à la nutrition foliaire et le rendement des plantations du PEH lors des premières années d’établissement. / The use of fertilizing residual materials (FRM) in hybrid poplar (HP) plantations in Quebec could maximize yields and merchantable volumes. It would also have the advantage of minimizing the burial (landfill) or incineration of FRM. However, applications rates of FRM must be calibrated for an optimal response of the trees. The study was conducted in a PEH plantation in the Eastern Townships. An experimental design comprising two blocks (repetitions) of five plots - one control and four combinations of papermill biosolids and lime sludge - was established in fall 2012/spring 2013 and sampling was conducted three years later (summer 2015). The treatments represented the following application rates: 140 and 15 t ha-1 (wet), 140 and 30 t ha-1, 240 and 15 t ha-1 and 240 and 30 t ha-1 of biosolids and lime, respectively. Soil properties as well as morphology and nutrition of HP were evaluated. We observed a highly significant treatment effect on HP growth compared to untreated plots. The height of HP trees in the treated plots increased by 1.6 to 2 times, diameter by 2.5 to 4 times, leaf area by 3 to 8 times and the foliar weight by 2.7 to 9 times compared to the trees in the untreated plots. However, there was no significant difference among the various treatments. Foliar nutrition analyses showed that fertilization with FRM was sufficient to compensate for the low availability of nutrients in the soil. Thus, with FRM application, the macronutrients N, P, K and Ca in the leaves were within the optimal concentration ranges, whereas without FRM, the leaves showed concentrations below these thresholds. Despite the small differences observed among the four amendments, the treatment combining 240 t ha-1 of biosolids and 15 t ha-1 of lime was the one the closest to the optimal nutrition for HP. Papermill biosolids in combination with lime sludge provide very encouraging results in regard to foliar nutrition and yields of HP plantations.