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Claude Fortin et la biogéochimie des métaux

Pollution des cours d'eau : À chaque rivière ses paramètres
15 mai 2012 // par Christiane Dupont

Le sous-sol québécois regorge de métaux, et depuis quelques années, la province connaît un véritable boom minier. On observe cependant que certains métaux issus principalement des mines et des industries se retrouvent dans les milieux aquatiques, contaminant du coup sa faune et sa flore. Dans son laboratoire et sur le terrain, le professeur Claude Fortin du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS s’active à mieux comprendre les impacts de cette pollution métallique sur les algues. Grâce à ces organismes microscopiques, il développe un modèle qui permet de prédire la prise en charge et la toxicité des métaux en fonction des paramètres physiques et chimiques de l’eau.  

 

Les sites miniers orphelins, c’est-à-dire abandonnés à la fin de leur exploitation, représentent d’importantes sources de contamination métallique pour le milieu aquatique et, par conséquent, Claude Fortin s’y intéresse depuis quelques années. « Depuis 1995, les entreprises minières doivent mettre 70 % des coûts de restauration de site en fiducie, mais il reste au Québec une centaine de sites orphelins qui ont été laissés à l’abandon avant l’application de cette loi », signale le professeur. Montauban-les-mines, dans la région de Québec, est l’un de ces sites. C’est donc les deux pieds dans l’eau, en grattant les algues sur des roches (le périphyton) d’une rivière en aval de l’ancienne mine, que Claude Fortin et son équipe cherchent à prédire l’accumulation de métaux chez ces organismes aquatiques.

 

Une mine d’expertises

Claude Fortin n’aime pas trop les étiquettes. Est-il écotoxicologue? Oui, bien sûr, car il s’intéresse à la toxicologie des contaminants en milieu naturel, plus spécifiquement du milieu aquatique. Est-il chimiste? Un peu, car certains de ses travaux concernent le comportement des métaux en solution. Est-il biogéochimiste? Forcément, car cette discipline se définit comme l’étude des liens entre les éléments chimiques et les organismes. Bref, le professeur Fortin préfère simplement dire qu’il cherche à analyser le risque écologique des contaminants métalliques dans le milieu aquatique.

 

Il faut savoir que les métaux réagissent différemment selon le milieu où ils se trouvent. « On peut mesurer la même concentration d’un métal dans deux rivières, mais l’effet sur les organismes sera différent puisque les deux cours ne présentent pas les mêmes caractéristiques. Il en résulte parfois des critères de rejet trop ou pas assez exigeants », signale Claude Fortin, qui a pris goût à l’écotoxicologie au début des années 1990 lors de sa maîtrise avec Peter G.C. Campbell, également professeur au Centre Eau Terre Environnement.

 

Algues modèles

Pour le titulaire de la Chaire de recherche du Canada en biogéochimie des éléments traces, le choix de l’algue unicellulaire comme sujet d’étude a été facile : « Elle représente la base de la chaîne trophique. On peut la faire croître facilement au laboratoire dans des milieux simples dont on peut contrôler la chimie et on la retrouve partout dans l’environnement, même ceux les plus contaminés! », s’exclame-t-il.

 

La cellule algale emmagasine les métaux grâce à des « transporteurs » spécialisés qui jouent le rôle d’une porte ne laissant entrer que les molécules invitées. Or, de par leur conformation, certains métaux ressemblent tellement aux invités qu’ils réussissent tout de même à emprunter le transporteur. C’est le cas du cadmium, métal nocif pour l’algue, mais qui utilise les mêmes voies d’entrée que le zinc, qui lui, est essentiel au métabolisme de la cellule. « Dans un milieu où il n’y pas beaucoup de zinc et une concentration élevée de cadmium, un cercle vicieux s’installe puisque la cellule va synthétiser plus de transporteurs ou les rendre plus efficaces pour contrer son déficit en zinc, mais elle se trouve à accumuler encore plus de cadmium », explique Claude Fortin. Sachant que les principales sources de cadmium sont les fumées industrielles, l’exploitation minière et les engrais, il est essentiel d’en connaître davantage sur l’impact de ce contaminant répandu dans l’environnement.

Savoir comment les organismes accumulent les métaux captés dans l’eau n’est donc pas une mince affaire. « Il faut aussi faire la différence entre la concentration totale de métaux et la concentration en métaux libres, c’est-à-dire d’ions métalliques », ajoute Claude Fortin. Dans un cours d’eau, les métaux libres sont représentatifs de la réactivité d’un métal et de son potentiel à pénétrer dans la cellule.

 

Quant aux projets futurs, les nanoparticules (particules très fines utilisées en industrie et présentes dans certaines peintures et vêtements, par exemple) sont dans la mire du chercheur ainsi que les éléments métalliques rares, qu'on retrouve principalement dans les appareils électroniques. Avec la recrudescence de l’exploitation minière et l’essor des hautes technologies, l’effet des métaux sur l’environnement sera d’actualité pendant encore bien longtemps. Grâce aux recherches de Claude Fortin, les autorités seront mieux outillées pour établir des normes environnementales plus adéquates. ♦

 

 

Photo au centre (gauche) : Derrière Claude Fortin, qui peut compter sur une équipe de recherche nombreuse, on aperçoit des algues en formation.

Photo au centre (droite) : Deux carreaux de céramique placés sur un bloc de ciment qu'on dépose au fond d'une rivière permette de récolter les précieuses algues, ou périphyton.

 


 

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