Phytoremédiation: Des végétaux pour dépolluer les sols

En plus de leurs capacités à dépolluer l’air, il existe certains végétaux qui peuvent extraire du sol les métaux lourds qu’il contient : c’est la phytoremédiation. Le procédé est connu mais pas si simple à mettre en œuvre : il faut choisir les bons végétaux, qui accumulent ces atomes avec une efficacité étonnante.

En France, 80 % de la superficie des sols sont pollués, raison pour laquelle il est probable que la parcelle que nous cultivons ne soit pas très clean. En cultivant ces plantes hyper-accumulatrices, nous pouvons aider la terre à se régénérer plus rapidement.

Comment ça marche ? Quels végétaux utiliser ?

Voici quelques piste pour se lancer écologiquement dans la dépollution du sol.

1 – Le principe de la phytoremédiation

La dépollution des sols par les plantes peut se faire aussi bien sur de petites surfaces que sur des grandes. Cependant, cette méthode de dépollution prend du temps.

La durée de dépollution est fonction de la croissance des plantes. Elle peut varier entre 2 ans(pour les sols peu pollués) à 10 ans (pour les métaux lourds). Cette méthode n’est pas adaptée à des traitements en profondeur, car elle dépend de la taille des racines.

La phytoremédiation ouvre néanmoins de nouvelles perspectives dans le domaine de la dépollution des terres agricoles.

Un certain nombre de végétaux, algues ou champignons sont utilisés comme dépolluants. Ils peuvent réduire la mobilité des polluants, les fixer dans leurs tissus ou les absorber. Ils peuvent également les métaboliser et favoriser ainsi leur détoxification et leur élimination. Certaines plantes peuvent naturellement accumuler dans leur tige, leurs feuilles ou leurs racines des métaux lourds puisés dans le sol. Ces plantes peuvent parfois être utilisées dans les mines pour extraire des minéraux. Il est alors question de bio-extraction.

Deux autres procédés sont utilisés dans la lutte contre la pollution des sols : la phytodégradation et la phytostabilisation. Dans les deux cas, on emploie des plantes capables de se développer dans des sols fortement pollués, là où les autres n’aurait aucune chance de survie. Des plantes favorisent l’activité de micro-organismes dépolluants ou éliminent elles-mêmes les composés nocifs. C’est la phytodégradation. Le maïs est ainsi capable de dégrader les hydrocarbures dans la partie du sol pénétrée par ses racines. La phytostabilisation, est un principe basé sur le confinement de la pollution. L’utilisation de végétaux aptes à éviter l’érosion des sols limite en effet la diffusion des éléments toxiques.

2 – Un processus lié à la rhizosphère

La profondeur d’action est une limite évidente. L’enracinement des plantes hyper-accumulatrices dépend des caractéristiques du sol, mais ne dépasse généralement pas 80 cm, ce qui ne permet pas de traiter des pollutions profondes. Par ailleurs, les plantes doivent trouver des conditions favorables à leur développement. Des carences en éléments nutritifs essentiels peuvent compromettre leur développement.

La rhizosphère désigne le volume de sol soumis à l’influence de l’activité racinaire. Ce volume de sol est plus ou moins important et varie en fonction des plantes et du type de sol. Les processus qui se déroulent dans la rhizosphère sont essentiels pour la phytoremédiation. L’activité et la biomasse microbienne y sont bien plus importantes que dans un sol sans racines. Les racines libèrent naturellement des substances dans le sol où elles se développent, par les exsudats racinaires. Ceux-ci favorisent et entretiennent le développement des colonies microbiennes en fournissant des sucres produits par l’activité photosynthétique de la plante. De nombreux composés peuvent ainsi être libérés, par exemple, des hormones, des enzymes ainsi que de l’oxygène et de l’eau. Les micro-organismes rhizosphériques en retour favorisent la croissance de la plante (réduction des pathogènes, mise à disposition de nutriments…).

En pratique, plus les racines sont abondantes plus elles fournissent une surface de développement importante pour la microfaune et microflore rhizosphériques. De fait, les exsudats racinaires favorisent la biodégradation des polluants organiques en stimulant l’activité microbienne

3 – Comment, et avec quelles plantes procéder ?

Certaines graminées, et d’autres plantes sont utilisés pour dépolluer les sols, D’autres dépollueront l’air et de l’eau. Ainsi, avant de cultiver un jardin ou de boiser judicieusement un espace vert dans une zone polluée, vous devrez procéder à des analyses du sol pour savoir s’il est pollué et la nature des métaux ou des substances.

Environ 400 espèces de plantes sont reconnues comme étant hyper-accumulatrices de métaux lourds, la majeure partie d’entre elles (300 espèces) accumulant le Nickel. On a vu que ces végétaux présentent la particularité d’accumuler une très grande quantité de métaux lourds toxiques, à des concentrations cent fois plus élevées que chez les autres.

On peut citer la moutarde brune (Alysum bertolonii), la pensée calaminaire (Viola calaminaria), le tabouret bleuâtre (Thlaspi caerulescens), le colza, le tournesol.

De même, certains arbres comme le peuplier, sont capables d’extraire le métal du sol et des eaux. Contrairement à d’autres arbres qui bloquent les métaux aux racines, les saules et les arabettes facilitent l’absorption des métaux, qui montent avec la sève dans les feuilles . Les saules des vanniers et les arabettes de Haller sont des végétaux qui absorbent du zinc ou du cadmium, deux métaux toxiques que vous pouvez retrouver dans les sols pollués. Les plantes vont donc être choisies en fonction de la nature du polluant contaminant le sol, car il faut que la plante utilisée soit capable d’extraire le métal, en fonction du climat, et également en fonction de sa biomasse racinaire, de façon à ce qu’elle puisse accumuler une quantité importante de polluants. De plus, le sol est souvent contaminé par de nombreux métaux, ce qui nécessite une culture de différentes espèces de plantes.
Les familles les plus utilisées pour l’accumulation du Zinc sont les Brassicacées, les Caryophyllacées, les Lamiacées et les Violacées.

En ce qui concerne le Plomb et le Cadmium il s’agit là encore surtout des Brassicacées (ex: moutardes, colza…).

Les espèces hyper-accumulant le Cuivre et le Cobalt sont peu nombreuses. Ce sont les Lamiacées, les Astéracées, les Cypéracées, les Scrofulariacées et les Amarantacées.

Le tabouret des bois est une plante qui absorbe des métaux lourds avec ses racines. L’amarante réfléchie (Amaranthus retroflexus), une plante de la famille des pattes d’oie est efficace pour réduire considérablement la pollution des sols au césium radioactif.

La fougère « Pteris vitata » emmagasinera de l’arsenic.

Le Nickel est quant à lui hyper-accumulé par les trois quarts des espèces connues. Elles appartiennent à des familles telles que les Brassicacées, les Scrofulariacées, les Euphorbiacées, les Saxifragacées et les Sapotacées.

Dans un sol pollué au nickel, il est aussi recommandé de cultiver la Rinorea niccolifera, un arbuste qui a été découvert aux Philippines en 2014 .Ce petit arbre, de 1,5 à 8 m de hauteur, a été baptisé Rinorea niccolifera car les scientifiques ont découvert son appétence pour le nickel. Ce végétal accumule le nickel dans ses feuilles jusqu’à 18 mg par gramme.

Chaque plante a donc sa «spécialité». Certaines(les Daturas) sont efficaces sur les hydrocarbures, d’autres sur certains éléments chimiques (métaux lourds), etc.

En voici une liste non exhaustive:

• Alysson alpestre (Alyssum alpestre, Alyssum bertolonii )
• Astragale ( Astragalus bisulcatus)
• Baldingère faux-roseau (Phalaris arundicea)
• Brassicacées (chou, moutarde, Streptanthus polygaloides)
• Chanvre
• Fétuque rouge (Festuca rubra)

• Glycérie des marais (Glycéria maxima)
• Iris jaune (Iris pseudacorus)
• Ivraie (Lolium)

• Jacinthe d’eau (Eichomia crassipes)
• Jonc épars (Juncus effuses)
• Maïs

• Massette à larges feuilles (Typha latifolia)
• Menthe aquatique (Mentha aquatica)
• Peuplier

• Ptéris rubané (Pteris vitata), fougère capable d’accumuler l’arsenic

• Rinorea niccolifera
• Roseaux (Phragmites sp.)
• Rubanier d’eau (Sparagnium erectum)
• Saules

• Scirpe des marais (Eleocharis palustris)
• Silène enflé (Silene vulgaris)

• Tabouret bleuâtre (Thlaspi caerulescens et Thlaspi montanum)
• Tournesol
• Trèfle violet (Trifolium pratense)

Beaucoup de ces espèces, comme les roseaux, la jacinthe d’eau, la massette, ou les joncs, servent à dépolluer les eaux. On les trouve dans les stations d’épuration écologiques ou les piscines naturelles.

Ben. MASON