Université de Tel Aviv : détecter les sols pollués depuis l'espace, recycler les sols pollués aux hydrocarbures

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Une des conséquences graves de la crise écologique mondiale est la dégradation progressive des propriétés agricoles des terres arables. Les terres cultivables sont en diminution à un rythme d’environ 5 à 10 millions d’ha/an, et ce pendant une période de croissance démographique globale. La Commission Européenne estime que la dégradation des sols est devenue un problème grave en Europe, qui empire, en particulier en Islande, Espagne, Portugal, Grèce et Italie. Selon la CE, « les principales causes de la dégradation des sols sont les pratiques agricoles et sylvicoles mal adaptées». L’expansion urbaine et périurbaine, industrielle, du tourisme, et les « grands travaux » empêchent les sols de rendre les services écologiques et agricoles qu’ils fournissaient auparavant. Ce type d’érosion et l’abandon des terres concernées constitue l’amorce d’un processus pouvant conduire progressivement à la disparition de la couverture végétale des sols et de la transformation de terres en poussière sans humus. Le problème est d’autant plus grave que certains prédisent de ce fait à une insuffisance future des quantités de nourriture face aux besoins des populations du monde.

La percée technologique réussie par des chercheurs de l’Université de Tel Aviv se fonde sur l’utilisation de drones permettant l’usage des techniques de télédétection. Selon l’article publié par les Amis de l’Université de Tel Aviv, la méthode fonctionne comme suit : « le rayonnement solaire est en partie réfléchi par les différents objets qu’il atteint (végétation, eau, sols etc.), et renvoyé vers le capteur qui l’absorbe. Celui-ci contient des composants qui divisent le rayonnement réfléchi en longueurs d’onde spécifiques. Chaque objet possède une courbe décrivant ses couleurs de retour d’onde, appelée spectre, sorte de ‘signature’ qui permet, sans même voir l’objet, de comprendre s’il s’agit de sol ou de végétation, et de quel type. Ces capteurs utilisent une gamme de couleurs dépassant largement celui de la lumière visible détectable par l’œil, qui leur permet de recevoir des informations qui ne sont pas accessibles pour les humains mais décodables par des algorithmes ».

J’ai eu l’occasion de visiter récemment une exposition des développements technologiques très impressionnants de NETAFIM au kibboutz MAGAL de ‘Emek HEFER’’. Eux aussi développent actuellement un système utilisant  des drones et la télédétection  pour surveiller de façon automatique l’irrigation de grandes surfaces par le goutte a goutte. Les données recueillies sont transmises automatiquement à un ordinateur équipé d’un logiciel spécifique à NETAFIM permettant de réguler automatiquement l’irrigation de la parcelle détectée par le drone. Il semble que nous allons vivre ces prochaines années des développements de l’utilisation de ‘’drones- télédétection’’ dans de multiples domaines.

Intérêt 

« Le doctorant Ran Pelta, du laboratoire de télédétection du Prof. Eyal Ben-Dor, à la Faculté des Sciences de la Terre et de l’Environnement de l’Université de Tel-Aviv a développé un capteur capable d’identifier à distance divers types de pollution au sol rapidement et facilement». Ce capteur peut être placé sur un drone ou un satellite. L’intérêt de ce capteur est qu’il contient « des composants qui divisent le rayonnement réfléchi en longueurs d’onde spécifiques. Chaque objet possède une courbe décrivant ses couleurs de retour d’onde, appelée spectre, sorte de ‘signature’ qui permet, sans même voir l’objet, de comprendre s’il s’agit de sol ou de végétation, et de quel type. Ces capteurs utilisent une gamme de couleurs dépassant largement celui de la lumière visible détectable par l’œil, qui leur permet de recevoir des informations qui ne sont pas accessibles pour les humains mais décodables par des algorithme».

Certaines pollutions graves telles que celle du pétrole ne sont pas décelables a l’œil nu. Pelta souligne que la spécificité de sa recherche réside dans son efficacité et son applicabilité. « A l’époque où la technologie de la télédétection a été inventée, elle était pertinente seulement pour les grandes entreprises qui pouvaient investir des sommes énormes dans la recherche des polluants », explique-t-il. « La NASA, par exemple, utilise les spectres de télédétection pour cartographier les roches sur d’autres planètes. Une partie de l’intérêt de la présente étude est que ses exigences système sont relativement faibles et que des organismes moins professionnels peuvent utiliser ses algorithmes. Il suffit de mesurer en laboratoire le spectre du matériau analysé, puis de faire décoder ses données par le capteur qui comprend ses propriétés et développe un algorithme permettant d’identifier facilement et rapidement un large éventail de matières ». Dans une seconde étape le capteur monte sur un satellite et équipe d’algorithmes adaptés pourrait servir à cartographier les espaces d’une région.

Développements

Des chercheurs de l’université de Rice (États-Unis) ont mis au point une technique qui leur permet de chauffer les sols souillés par la pollution d’hydrocarbures tout en empêchant l’oxygène d’y pénétrer, préservant ainsi également leur fertilité.

Des essais en laboratoire « ont montré qu’un chauffage à 420°C pendant 15 minutes élimine 99,9 % des hydrocarbures pétroliers totaux (TPH) et 94,5 % des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)… À cette température, en effet, une série de réactions convertit les hydrocarbures lourds en solutions stables et peu réactives ». Ce traitement ne libère aucun polluant dans l’air environnant.

Les essais ont été effectués sur des sols contamines avec du pétrole lourd ; des laitue Simpson à graines noires, particulièrement sensible à la pollution au pétrole, ont été plantées ; les laitues ainsi cultivées présentaient le même taux de germination et le même poids que celles cultivées dans un sol propre

Conclusion

L’innovation technologique permettra de faire face a toutes les conséquences de la crise écologique y compris a celles qui nous paraissent les plus difficiles à traiter.

Ezra Banoun, septembre 2019

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