Le talent de recherche
Courtney Toth, Université de Toronto
Le défi
Protéger la santé humaine et celle de l’environnement de la contamination des hydrocarbures
La solution
Une solution verte et novatrice qui « mange » les contaminants pétroliers
Le résultat
Cette technologie novatrice est en cours de déploiement dans les sites contaminés où l’oxygène est limité, notamment dans les sols profonds et les eaux souterraines
Au Canada, on compte par milliers les sites contaminés au pétrole, comme les vieilles stations-service. La chercheuse postdoctorale Courtney Toth a aidé à la conception d’une solution naturelle et abordable pour s’attaquer à ce problème.
Une chercheuse met au point un cocktail de microbes qui « mangent » certains des contaminants les plus répandus au monde
La chercheuse de l’université de Toronto Courtney Toth surveille de près depuis plusieurs années les fermenteurs. Par contre, au lieu d’y fabriquer des boissons comme de la bière ou du vin, elle y cultive un cocktail de microbes qui « mangent » certains des contaminants les plus répandus dans le monde.
Courtney Toth — chercheuse postdoctorale au Département de génie chimique et de chimie appliquée de l’Université de Toronto — a aidé à mettre au point des cultures microbiennes anaérobies (mélanges de bactéries et d’autres micro-organismes qui se développent en l’absence d’oxygène) qui décomposent complètement une catégorie toxique d’hydrocarbures pétroliers appelée BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène, xylène). Cette technologie novatrice qui table sur des dizaines d’années de recherche est en cours de déploiement dans les sites contaminés où l’oxygène est limité, notamment dans les sols profonds et les eaux souterraines. Au Canada seulement, on compte par milliers les sites contaminés par le pétrole, comme les vieilles stations-service et les puits de pétrole abandonnés. 
« Partout où l’on utilise des produits pétroliers, il y a un risque de contamination aux hydrocarbures. Les BTEX sont particulièrement dangereux lorsqu’ils pénètrent dans les systèmes aquifères, car ils peuvent se propager très loin de la source de contamination. Pour protéger la santé humaine et celle de l’environnement, il nous faut des solutions de nettoyage abordables et durables », affirme Courtney Toth. « Et c’est là que nos cultures se démarquent. »
« La beauté de notre technologie, c’est qu’elle est entièrement naturelle », poursuit la chercheuse, qui fait partie d’une équipe de recherche multidisciplinaire au Canada qui étudie la dégradation anaérobique des hydrocarbures. « Elle repose sur des espèces de microbes qui réussissent à décomposer les BTEX et d’autres hydrocarbures depuis des millions, voire des milliards d’années. Maintenant que nous comprenons la microbiologie et la biochimie derrière ces processus, nous pouvons les utiliser à nos propres fins. »
Après avoir mené des douzaines d’expériences en laboratoire, Courtney Toth et son équipe ont démontré que les cultures développées peuvent décomposer de manière fiable les BTEX et qu’elles peuvent être utilisées de manière sécuritaire dans l’environnement. Ensuite, l’équipe a accru l’échelle de production des cultures pour les déployer sur le terrain. Du matériel de forage spécialisé est utilisé pour injecter les cultures en profondeur dans le sol dans les masses de contamination d’hydrocarbures. Et ensuite, les microbes entrent en scène.
« Tout ce que nous faisons, c’est augmenter le nombre de microbes actifs aptes à décomposer les BTEX », explique la chercheuse, ajoutant que ces derniers continuent de grandir et de se « nourrir » des contaminants jusqu’à leur élimination totale. « C’est l’une des méthodes de traitement de site les moins intrusives. »
Non seulement la solution est-elle viable, mais elle coûte une fraction des coûts des autres approches de dépollution qui nécessitent de l’excavation et plusieurs cycles de traitement. De plus, en accélérant les processus de décomposition naturelle, cette technologie pourrait probablement raccourcir de plusieurs années la durée des efforts de dépollution et permettre d’économiser des millions de dollars en frais de gestion de site.
En raison de l’intérêt grandissant à leur égard, les cultures sont présentement produites et distribuées par l’entreprise de dépollution de Guelph SiREM, sous le nom DGGMC Plus, en hommage au microbiologiste Dunja Grbić-Galić, le pionnier du domaine de la décomposition anaérobique des hydrocarbures. Des tests de terrain sont en cours dans cinq sites contaminés en Amérique du Nord, et les données préliminaires indiquent que les résultats sont semblables à ceux en laboratoire. Courtney Toth a joué un rôle clé dans l’obtention de l’approbation fédérale pour la fabrication et la vente des cultures au Canada.
Sa recherche novatrice lui a valu le Prix Mitacs pour la commercialisation 2022, présenté lors d’une cérémonie au Centre national des Arts à Ottawa le 22 novembre 2022. Ce prix souligne le travail d’un ou d’une stagiaire Mitacs pour faire passer une idée de l’étape de la recherche à celle de la mise en marché. 
Courtney Toth reconnait que le projet n’aurait peut-être pas pu être réalisé sans le soutien de Mitacs. Elle venait tout juste de terminer la soutenance de sa thèse de doctorat lorsque la professeure Edwards l’a invitée à travailler sur la mise à l’échelle des cultures, alors que le projet avait besoin de financement. « C’est un si grand honneur de faire partie de ce projet et de travailler aux côtés d’une équipe de scientifiques incroyables », raconte la chercheuse. « Mitacs a rendu ce projet possible et nous a aidés tout au long de la commercialisation. »
Les programmes de Mitacs sont financés par plusieurs partenaires estimés à travers le Canada. Nous remercions le gouvernement du Canada, le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, Research Manitoba, le gouvernement du Nouveau-Brunswick, le gouvernement de la Nouvelle-Écosse, le gouvernement de l’Ontario, Innovation PEI, le gouvernement du Québec, le gouvernement de la Saskatchewan, le gouvernement de Terre-Neuve-et-Labrador et le gouvernement du Yukon de nous aider à favoriser l’innovation et la croissance économique partout au pays.
Avez-vous un défi d’affaires qui pourrait bénéficier d’une solution de recherche? Si tel est le cas, contactez Mitacs aujourd’hui pour discuter d’occasions de partenariat : BD@mitacs.ca.
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