Changer l’eau (usée) en biocarburant: la découverte d’Ahmed Jerbi

Les saules sont cultivés surtout pour la biomasse qu’ils produisent et qui peut être commercialisée sous différentes formes: copeaux isolants, amendements organiques, combustible pour le chauffage, tiges pour la fabrication de clôtures végétales, etc.

«Pour s’assurer de bonnes récoltes, les producteurs de saules doivent constamment pourvoir les cultures de grandes quantités d’eau et de nutriments, dont l’azote et le phosphore, indique Ahmed Jerbi. Ainsi, plutôt que d’irriguer ces plantations avec de l’eau potable et de les fertiliser avec des engrais chimiques qui coûtent cher et dont la production contribue aux gaz à effet de serre, on pourrait tout simplement les fertiguer – c’est-à-dire les irriguer et les fertiliser à la fois avec des eaux usées qui sont une grande source de nutriments.»

En fait, le système racinaire des saules leur permet d’exploiter de grandes surfaces du sol et d’emmagasiner de grandes quantités de nutriments. Cette caractéristique est d’autant plus mise à profit dans le contexte de la fertigation où les grandes quantités d’azote et de phosphore que renferment les eaux usées sont introduites dans le sol.

De plus, les saules sont faciles à cultiver par simple bouturage et ont un potentiel de croissance très rapide, leurs tiges pouvant atteindre trois mètres de hauteur dès leur première saison.

Dans un premier temps, Ahmed Jerbi a vérifié l’innocuité pour la santé humaine et l’environnement de la fertigation des saules par des eaux usées.

«Nos résultats, publiés en 2020 dans le journal Science of the Total Environment, ont démontré que la fertigation avec une dose aussi grande que 30 millions de litres d’eaux usées à l’hectare avec traitement primaire – donc très riche –, n’a pas engendré un lessivage de l’azote dans les eaux souterraines au-delà de la limite prescrite par la réglementation provinciale, soit de 10 mg/L», précise-t-il.

Par ailleurs, M. Jerbi a observé que la fertigation entraîne des modifications importantes aux propriétés physiologiques et morphologiques des saules.

D’une part, il a constaté des augmentations atteignant 142% de la surface des feuilles et de 15% de la taille des stomates – les petits orifices en bas des feuilles qui leur permettent d’échanger des gaz avec l’atmosphère – chez les saules fertigués, comparativement aux autres.

«Ce résultat étonnant témoigne du potentiel d’adaptation morphologique des saules à leur environnement, se réjouit le doctorant. En effet, des stomates plus grands et des feuilles plus larges permettent à ces plantes d’atteindre de plus hauts taux de transpiration et d’absorber ainsi jusqu’à 69% de plus de CO₂ atmosphériques! À l’échelle de notre champ d’expérimentation, cette augmentation du CO₂ assimilé s’est traduite par une amélioration de la croissance des plantes grâce à laquelle la quantité de la biomasse récoltée a été jusqu’à 207% plus élevée pour les plants ayant reçu la plus grande dose d’eaux usées, comparativement aux plantes irriguées par l’eau potable et à celles qui n’avaient pas été irriguées».

D’autre part, les analyses chimiques du bois des saules récoltés à la fin de la saison de croissance indiquent que le taux de glucose du bois des plantes fertiguées était de 16% plus élevé que celui des plantes témoins. Ces résultats ont été publiés en mars 2023 dans le journal Frontiers in Plant Science.

«Ce constat concorde avec les résultats des analyses microscopiques qui avaient montré une altération cellulaire avec la formation d’une couche supplémentaire riche en glucose sur la face interne de la membrane des cellules du bois», explique Ahmed Jerbi.