Auteur : Boisvert, Maxime

À venir

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Par Laurie Noreau

Au chevet des sites contaminés

Le bon traitement pour la bonne maladie : un concept qui s’applique aussi aux sols contaminés !

Violaine Ponsin n’a pas besoin de stéthoscope pour établir son diagnostic. C’est plutôt à partir d’échantillons de sols et d’un spectromètre de masse qu’elle y parvient. Sa spécialité : les eaux et les sols souterrains qui ont été contaminés par des industries ou lors de déversements accidentels. Dès qu’un tel incident survient, la professeure au Département des sciences de la Terre et de l’atmosphère à l’Université du Québec à Montréal (UQAM) se retrousse les manches et essaie d’établir un portrait clair de la situation.

Telle une détective, Violaine Ponsin remonte la piste des contaminants afin d’en trouver la source. Pendant ses études universitaires, s’il était évident que la recherche scientifique la passionnait, son cœur balançait toujours entre la chimie et la science des sols. Un stage dans une entreprise de décontamination des sols produit l’étincelle : elle allait désormais aider les milieux pollués à recouvrer la santé.

Heureusement, grâce à ses analyses, elle n’est jamais bien loin des laboratoires de chimie. Le cœur de son expertise est la signature isotopique des contaminants dans les sols. Cette technique, qu’elle a découverte lors de son postdoctorat en Suisse, fournit une foule de renseignements.

En effet, un même élément du tableau périodique possède plusieurs isotopes, c’est-à-dire plusieurs versions qui diffèrent par le nombre de neutrons dans leur noyau. Certains sont radioactifs et vont se dégrader progressivement. D’autres sont stables et ne vont pas subir de dégradation. C’est le ratio de ces deux types d’éléments qui représentent la signature isotopique d’un contaminant.

« C’est un outil pour faire un bilan de santé. Nous pouvons dire qu’un sol est malade, identifier sa maladie et déterminer ce qu’il faut faire pour le guérir », illustre Violaine Ponsin. Ces données peuvent être utilisées comme outil de prédiction pour bâtir des modèles hydrogéologiques. « À partir du taux de dégradation, nous pouvons prédire quelle concentration de contaminants aura été théoriquement atteinte dans 50 ans », ajoute-t-elle.

Un coup de main à nos alliés

Le ratio des isotopes permet aussi d’identifier les processus de transformation en cours, car les sols et les eaux contaminés évoluent au fil du temps. Il faut remercier les microorganismes qui agissent comme de véritables alliés dans cette démarche. Lors d’une contamination, ces derniers se mettent rapidement au travail.

Grâce à leur grande capacité d’adaptation, ils réussissent à amorcer le processus de dégradation des molécules. « Les microorganismes peuvent changer le ratio isotopique des contaminants. Ça nous permet de dire qu’il y a effectivement eu dégradation et d’identifier les mécanismes qui en sont responsables ».

Violaine Ponsin aime bien donner un coup de pouce aux bactéries qui participent à la décontamination. Par exemple, la plupart des microorganismes qui décomposent les contaminants ont besoin d’oxygène, mais cette ressource devient rapidement un facteur limitant. La stratégie consiste à leur en fournir en forant de petits puits dans l’aquifère. « Mon rôle est d’accélérer et de perfectionner leurs processus naturels. Ils sont déjà là, ils savent comment faire alors je ne fais que les aider à être plus performants », explique-t-elle.

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Sur les photos ci-dessous, on peut voir la chercheuse Violaine Ponsin sur le terrain, à côté d'un puits d’échantillonnage d’eau souterraine multi-niveaux dans un aquifère rocheux fracturé. Ce genre de puits permet d’échantillonner l’eau à plusieurs profondeurs et dans des nappes différentes. On voit également une sonde multi-paramètres qui enregistre les données pH, température, oxygène dissous dans l’eau souterraine échantillonnée en temps réel.

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Par Laurie Noreau

Percer les secrets des mondes souterrains

Comment des microorganismes arrivent-ils à survivre plusieurs kilomètres sous terre?

C’est le mystère que Cassandre Lazar tente de résoudre depuis plus de dix ans. « Les mondes souterrains sont un des seuls mondes qui restent encore inexplorés sur la planète », constate la professeure agrégée en sciences biologiques à l’Université du Québec à Montréal (UQAM).

Il faut dire que Cassandre Lazar adore les énigmes. Ce n’est pas surprenant qu’elle ait d’abord envisagé la carrière de médecin légiste. Après deux ans d’études, conquise par ses cours de biologie moléculaire et cellulaire, elle quitte la médecine. Par le plus grand des hasards, elle est initiée aux mondes souterrains pendant son doctorat en écologie microbienne. « À partir de là, ça a été fini : les mondes souterrains, je n’en suis plus jamais ressortie. J’étais fascinée par le fait que les microorganismes sont à l’origine de toute la vie sur la planète. Ce sont nos ancêtres », rappelle-t-elle.

À plusieurs mètres sous nos pieds, là où la nourriture est rare et la lumière pratiquement inexistante, il y a pourtant toute une vie qui arrive à s’installer. Devant une rareté de nutriments, la compétition est cependant féroce. Les microorganismes vont donc développer des mécanismes uniques pour survivre. Ce sont ces stratégies d’adaptation qui fascinent la chercheuse.

Les bactéries dans la mine

Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en Génomique Aquatique Environnementale, Cassandre Lazar est une grande amoureuse de la nature. Elle envie ses étudiants qui se déplacent aux sites de collecte d’échantillons situés à une heure de Montréal.

Là, au cœur de la forêt, ils récoltent des échantillons d’eau souterraine pour observer comment les communautés évoluent dans le temps. Au fil de ses recherches, Cassandre Lazar a découvert une grande biodiversité et des êtres vivants dans des lieux insoupçonnés. C’est le cas des mines abandonnées.

Il y a quelques années, le plongeur explorateur Kevin Brown l’a approchée. Avec des collègues, il plongeait dans la mine Forsyth à Gatineau, une mine de fer abandonnée depuis plus de 70 ans. Il y a aperçu des formes de vie qui ont piqué sa curiosité. En contactant la spécialiste de l’écologie microbienne des systèmes souterrains, il n’en fallait pas plus pour qu’une collaboration naisse.

En récoltant des échantillons d’eau jusqu’à 600 pieds de profondeur, ils ont découvert des microorganismes qui n’avaient jamais été identifiés. « Cet environnement est unique sur la planète », confie-t-elle. « Malgré des conditions de vie extrêmes, de petits êtres microscopiques ont réussi à s’y adapter ». Notamment, certains recyclent le fer pour survivre et ont donc appris à se défendre contre les métaux lourds. Ces bactéries pourraient éventuellement être utilisées pour dépolluer des milieux contaminés.

Plus récemment, son laboratoire a mis en place un bioréacteur pour reconstituer des écosystèmes souterrains. En modifiant les conditions atmosphériques, elle pourra voir comment s’adaptent ces petites bêtes. « Les microorganismes souterrains sont responsables de la majeure partie du recyclage de carbone sur la planète. En révélant leurs mécanismes de survie, nous pouvons déterminer comment ce système va réagir à une contamination avec des produits chimiques ou face aux changements climatiques », souligne-t-elle.

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