Mycoremédiation de bois créosotés par FMS (Fermentation en Milieu Solide)
Acronyme : MYCOREM (GRAINE 2023)
Programme : GRAINE (Phase 2) - Production, valorisation des biomasses et préservation des écosystèmes 
Mots-clés : Economie circulaire / Déchets
Contexte : Aujourd’hui, la créosote est l’une des substances les plus toxiques et persistantes dans l’environnement [7]. L'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) a déterminé que la créosote est un cancérogène probable pour l'homme [8]. Elle a été classée par l’Europe comme cancérigène de catégorie 1B, mais également comme très persistante et très bioaccumulable, ce qui a justifié son interdiction au niveau européen [9]. Par manque d’alternatives efficaces, des dérogations permettent encore l’utilisation de la créosote en France, et les stocks de bois contaminés perdurent et représentent environ 100000 tonnes (les principaux utilisateurs étant SNCF, ENEDIS et Orange).
Description : Le projet MYCOREM a pour objectif d’étudier la faisabilité d’une méthode de mycoremédiation de bois créosotés (déchet classe C) par Fermentation en Milieu Solide (FMS) et comprendre les mécanismes fongiques impliqués dans ce processus. Ce projet vise à confirmer que les champignons peuvent être utilisés pour détoxifier les bois créosotés. De plus, il permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la détoxification du bois créosoté, ce qui permettra d'optimiser ce processus. Dans le futur, ce procédé biologique pourrait être développé à plus grande échelle afin de mettre en place un procédé nécessaire aux industriels pour valoriser ce type de bois. La créosote est un mélange d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (85%) et de phénols. Son utilisation est interdite au niveau européen, mais des dérogations ont été accordées par manque d’alternative (notamment pour la SNCF et EDF). L’utilisation de la créosote a généré plus de 100000 tonnes de bois créosotés en France. Actuellement, les bois créosotés sont simplement incinérés car aucun procédé de recyclage n'est possible en raison de la toxicité de la créosote et des produits relargués par les bois créosotés. Ces deux éléments justifient la nécessité de dispositifs particuliers pour l’incinération de ces bois, afin d’éviter le transfert des polluants dans l’environnement et l’exposition des populations et des personnels. Il n’existe en France que quelques incinérateurs habilités, ce qui entraîne un stockage prolongé des bois créosotés en fin d’usage, avec risque de transfert des polluants par lessivage et des surcoûts de prise en charge (stockage et transport). Or, ces bois en fin d’usage industriel représentent une ressource potentielle pour laquelle il n’existe à l’heure actuelle aucune valorisation autre que celle énergétique qui ne couvre pas la totalité du gisement disponible. Dans la nature, les champignons filamenteux, et en particulier les espèces saprotrophes, sont parmi les organismes les plus efficaces pour dégrader les biomasses végétales. Parmi eux, les champignons de la pourriture blanche (en particulier Pleurotus ostreatus, Trametes versicolor et Irpex lacteus) ont fait l’objet de plusieurs études concernant leur potentiel de dégradation des hydrocarbures aromatiques polycyliques (HAP) et de la créosote car ils produisent des oxydo-reductases (laccases, peroxydases) connues pour leur capacité à dégrader les molécules aromatiques, notamment par clivage des cycles phénoliques. Le CRITT Bois et l’UMR BBF ont porté le projet CLEANWOOD, financé par les Instituts Carnot 3BCar et Icéel. L’objectif de ce projet exploratoire était d’identifier des souches fongiques prometteuses pour la mycoremédiation de bois créosoté. Pour cela, plus de 40 souches (de groupes taxonomiques variés) issues de la collection CIRM-CF (www.cirm-fungi.fr) et déjà étudiées pour leur capacité à dégrader des molécules récalcitrantes ont été testées pour (i) leur capacité de croissance en FMS (Fermentation en Milieu Solide) sur des modèles de bois fraîchement créosotés, et (ii) pour leur capacité à dégrader dans le même temps les HAP contenus dans ces bois. Parmi ces souches, 5 se sont révélées très prometteuses et nécessitent des études complémentaires. Dans la continuité du projet CLEANWOOD, il est proposé ce projet de recherche fondamentale « MYCOREM » pour approfondir l’acquisition et le partage de connaissances fondamentales sur les mécanismes de dégradation de la créosote par les champignons. Ces connaissances sont nécessaires au développement de nouveaux procédés de décontamination des bois créosotés en fin d’usage afin de permettre leur recyclage. Ces connaissances serviront également à la mitigation des pollutions organiques dans diverses matrices complexes (bois, sols, eaux, résidus bitumineux) qui comprennent le plus souvent des mélanges de HAP qui sont peu représentés dans les études et la littérature.
Objectifs et résultats attendus : Pour acquérir ces connaissances fondamentales, le projet MYCOREM a défini 4 objectifs : 1. Développer la méthode de mycoremédiation par FMS sur des bois industriels créosotés en fin d’usage, 2. Comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la dégradation des mélanges complexes de HAP, 3. Évaluer l’efficacité de la mycoremédiation sur des bois industriels créosotés en fin d’usage, 4. Tester des voies de valorisation des bois détoxifiés (mycomatériaux et panneaux de particules). Les résultats attendus sont les suivants : - Supports de présentation et d’échange - Lot de bois créosotés caractérisés, étude de la variabilité des teneurs en HAP de ces lots, évaluation des transferts vers le sol - Echantillons calibrés et caractérisés pour les essais de mycoremédiation, étude de la variabilité de la créosote dans les déchets de bois, sur 3 ans (1 lot/an) - Méthodologies standardisées de préparation d’inocula adaptés et d’ensemencement - Conditions opératoires de la conduite FMS et échantillons de bois créosotés colonisés par les souches fongiques pour leurs analyses ultérieures. - Pourcentage de dégradation de la créosote totale et des différentes molécules la constituant (HAP, phénols) ; la quantification de l’efficacité du procédé de mycoremédiation. - Analyse comparative des protéines identifiées en fonction des différentes conditions étudiées, et des performances de mycoremédiation observés. - Liste de produits de dégradation de la créosote identifiés après l’action fongique. - Évaluation écotoxicologique du procédé de détoxication par FMS des bois créosotés. - Les résultats des analyses quantitatives de trois polymères (cellulose, hémicellulose et lignine), une proposition de voie de valorisation - ACV comparative des traverses de chemin de fer avec la possibilité d’un recyclage matériaux donc une fin de vie plus longue. - La valorisation et la diffusion des résultats.
Bénéficiaire : INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT
Localisation : Vosges, Grand Est, FRANCE
Début : 01/09/2025 — Durée : 36 mois
Budget total : 403899 € — Aide ADEME : 299997 €
Statut : Suivi du projet