Phytoremédiation : quand les plantes dépolluent les sols

La phytoremédiation est une technique de dépollution qui utilise les plantes pour extraire, stabiliser ou dégrader les contaminants présents dans les sols. Plus économique que les méthodes conventionnelles (excavation, traitement thermique) de 50 à 90 %, elle s'appuie sur la capacité naturelle de certaines espèces végétales à absorber et accumuler les métaux lourds ou à dégrader les polluants organiques. Quatre techniques principales composent la phytoremédiation : phytoextraction, phytostabilisation, phytodégradation et rhizofiltration. Des applications concrètes émergent en Europe et Asie, notamment pour les sites industriels désaffectés.

Imaginez un terrain souillé par des décennies d'activités industrielles. Plutôt que de creuser, de transporter des tonnes de terre polluée et de les traiter chimiquement — au coût vertigineux — on y plante des végétaux. Quelques années plus tard, le sol respire à nouveau. C'est la promesse de la phytoremédiation, une approche qui transforme les plantes en usines vivantes de dépollution.

La phytoremédiation désigne l'ensemble des techniques utilisant les plantes et leurs microorganismes associés (bactéries du sol, champignons mycorhiziens) pour extraire, séquestrer, transformer ou dégrader les polluants présents dans les sols, l'eau ou l'air.

Ce terme regroupe cinq processus biochimiques distincts :

• Uptake (absorption) : les racines prélèvent les contaminants dissous dans l'eau du sol.
• Accumulation (bioaccumulation) : les polluants s'accumulent dans les tissus végétaux, en particulier dans les feuilles et les tiges.
• Complexation : certains composés organiques sont transformés en molécules inoffensives.
• Dégradation enzymatique : les enzymes végétales cassent les liaisons chimiques des polluants.
• Stabilisation : les polluants sont piégés dans la structure du sol, immobiles et non-assimilables.

La phytoremédiation s'inscrit dans la catégorie plus large de la biorestauration — utilisation d'organismes vivants pour restaurer un écosystème. Elle s'en distingue par sa spécificité : cible les polluants chimiques, non les déchets ou les résidus organiques.

Phytoextraction (ou phytoaccumulation)

La phytoextraction est le procédé le plus médiatisé. Des plantes hyperaccumulatrices — capables de concentrer les métaux lourds 100 à 1 000 fois au-delà des niveaux tolérés par d'autres espèces — puisent les contaminants dans le sol et les stockent dans leurs tissus aériens (feuilles, tiges).

Les espèces principales utilisées sont :

• Thlaspi caerulescens : accumule le zinc et le cadmium (500 à 1 000 mg/kg de matière sèche pour le zinc)
• Salix alba (saule blanc) : hyperaccumulateur de mercure et de sélénium
• Brassica juncea (moutarde indienne) : accumule le plomb, le cadmium et le nickel
• Silene vulgaris : accumule le cuivre et le zinc

Le cycle de traitement s'étend de 5 à 20 ans selon le type de contaminant et la concentration initiale. À la fin du cycle, les plantes enrichies en métaux sont récoltées et incinérées, et les cendres triées (une étape cruciale pour la valorisation des métaux extraits).

Avantage : les contaminants ne disparaissent pas, ils sont transférés. Cela ouvre la voie à la « minéradie verte » — extraction de métaux précieux (nickel, cobalt) des sols contaminés, une piste explorée activement en Chine et Afrique de l'Ouest.

Phytostabilisation

Ici, les plantes ne cherchent pas à extraire le polluant, mais à le rendre inoffensif in situ. Les racines absorbent les contaminants, qui s'accumulent en très faible concentration dans les parties aériennes. Le métal reste piégé dans le sol, immobilisé par les sucs racinaires (complexation) ou par les modifications géochimiques induites par la rhizosphère (zone autour des racines).

Les plantes utilisées sont souvent des arbres ou des arbustes rustiques : peupliers, saules, acacias, genêts. Elles ne sont pas des hyperaccumulatrices, mais possèdent des systèmes racinaires puissants qui stabilisent le sol.

Avantage principal : pas de récolte toxique. Le contaminant reste sous contrôle. C'est la technique idéale pour les zones résidentielles où la présence d'une végétation stable protège les habitants du contact direct avec le sol pollué.

Phytodégradation (ou phytotransformation)

Les plantes ne se contentent pas de stocker les polluants : elles les dégradent chimiquement via leurs enzymes (peroxydases, catalases, nitrile hydratases). Les contaminants organiques — hydrocarbures, pesticides, explosifs — sont cassés en molécules inoffensives (dioxyde de carbone, eau, sels minéraux).

Les espèces performantes incluent :

• Peupliers (surtout Populus tremuloides) : dégradent les hydrocarbures, les dioxines, les pesticides chlorés
• Tabac transgénique : expérimentation en laboratoire avec des enzymes surexprimées pour accélérer la dégradation du TNT
• Arabidopsis thaliana : modèle génétique pour étudier les mécanismes enzymatiques

Un cas d'école : le site de l'arsenal militaire de Pantex (Texas, États-Unis), contaminé aux explosifs. Après sept ans de phytodégradation avec des peupliers, la teneur en trinitrotoluène (TNT) a chuté de 85 %.

Avantage : la dégradation transforme le polluant en molécules non-toxiques, réduisant le risque de bioaccumulation.

Rhizofiltration

Technique spécialisée pour les sols hydromorphes (saturés en eau) ou les eaux souterraines contaminées. Les racines absorbent les polluants dissous dans l'eau — métaux lourds, radionucléides — et les concentrent dans le tissu racinaire.

Espèces de choix : jacinthes d'eau (Eichhornia crassipes), lentilles d'eau, roseaux. Ce sont des plantes aquatiques ou semi-aquatiques dont le système racinaire hypertrophié offre une surface de contact maximale.

Application spectaculaire : le site de Tchernobyl, où des roseaux et des jacinthes d'eau absorbent le strontium-90 et le césium-137 dispersés dans les étangs de refroidissement. Une étude de 2005 montre que cette phytofiltration était aussi efficace que le traitement conventionnel, pour un coût dix fois inférieur.

Belgique : friches minières du Hainaut

Les anciennes mines de zinc et de plomb de Wallonie ont légué des traces massives de cadmium et de plomb. Depuis 2004, un programme belge teste la phytoremédiation sur 20 hectares. Des saules et des peupliers ont réduit la biodisponibilité du plomb de 60 %. Coût : 12 000 euros par hectare. Excavation équivalente : 180 000 euros par hectare.

Pologne et Ukraine : contamination radioactive post-Tchernobyl

Des études menées par l'Institut Jagiellonski de Cracovie montrent que des roseaux, des prêles et des saules parviennent à fixer le strontium-90 des sols et des eaux souterraines. Cette technique complète les mesures de confinement classiques.

Chine : exploitation minière du nickel

La province du Yunnan possède des concentrations élevées de nickel. Depuis 2015, les agriculteurs expérimentent la culture de Alyssum murale, une hyperaccumulatrice, suivi d'une incinération contrôlée. Le nickel récupéré (0,5-2 tonnes par hectare) retrouve le marché de la batterie automobile. Enjeu géopolitique : réduire la dépendance envers la Birmanie et l'Indonésie pour le nickel.

En janvier 2026, l'Union européenne a adopté une directive sur la remédiation des sols pollués, obligeant les États à inventorier les sites contaminés. La phytoremédiation y est explicitement reconnue comme une « solution nature » éligible aux financements de transition écologique.

Trois seuils sont fixés :

• Contamination faible (moins de 2 fois les valeurs de référence) : phytoremédiation largement acceptée
• Contamination modérée (2-10 fois les références) : phytoremédiation en combinaison avec d'autres techniques (biorémédiation, stabilisation chimique)
• Contamination sévère (supérieur à 10 fois) : excavation + traitement, phytoremédiation en post-traitement

La directive incite les États membres à créer des pépinières de remédiation — infrastructures régionales de production de plantes spécialisées et de formation des opérateurs.

Peut-on cultiver du riz ou des légumes sur un sol en phytoremédiation ?

Non. Les cultures alimentaires sont strictement interdites pendant et jusqu'à 5 ans après la fin du traitement. Le risque est que le contaminant résiduel s'accumule dans les aliments. Seules les plantes non-vivrières (ornementales, énergétiques) sont tolérées.

La phytoremédiation garantit-elle une dépollution totale ?

Non. Elle réduit les teneurs de 50 à 95 % selon le cas. À la fin du cycle, une analyse de sol est obligatoire pour comparer aux seuils de référence (valeurs de l'ADEME ou directives EU). Si la cible n'est pas atteinte, on recommence un cycle ou on bascule sur une autre technique.

Combien de temps pour dépolluer un hectare ?

Variable : 5 à 20 ans selon la profondeur (phytoextraction superficielle sur 0-30 cm), la charge polluante initiale et le climat. Un site modérément contaminé en zinc : 8-10 ans. Un site lourdement contaminé en plomb : 15-20 ans.

Les plantes absorbant du mercure ou du cadmium peuvent-elles être compostées ?

Jamais. Elles doivent être incinérées dans des installations labellisées avec filtration des émissions toxiques. Les cendres concentrées en métaux sont traitées comme déchet dangereux. C'est un aspect crucial souvent oublié dans les projets amateurs.

Existe-t-il des plantes transgéniques pour accélérer la phytoremédiation ?

Oui, au stade de recherche. L'arabette des champs (Arabidopsis thaliana) et le tabac ont été modifiés pour surexprimer des enzymes de dégradation (nitrile hydratase, surtout). Mais les cultures transgéniques en champ ouvert se heurtent à des réticences réglementaires en Europe. Les applications restent confinées aux États-Unis, au Canada et en Asie du Sud.

La rhizofiltration est-elle applicable aux aquifères souterrains ?

Partiellement. Impossible d'implanter des roseaux à 100 mètres de profondeur. La rhizofiltration s'applique aux nappes phréatiques peu profondes (moins de 5 mètres) ou aux eaux de surface contaminées. Pour les aquifères profonds, il faut recourir à d'autres technologies (barrières réactives perméables, pompages et traitement ex situ).

• Encyclopédie de l'environnement — Phytoremédiation
• Genome Canada — Bioremediation and phytoremediation technologies
• ZeGreenWeb — Dépollution des sols urbains 2026
• Wikipedia — Phytoremédiation
• ADEME — Remédiation des sols (guides techniques)
• European Commission — Directive Sols Pollués 2026
• Institut Jagiellonski (Cracovie) — Phytoremediation of radioactive soils

• Tuyau pratique : Si votre communauté identifie un site minier ou industriel désaffecté, vérifiez auprès de la Direction régionale de l'environnement (DREAL) si un inventaire existe. Les diagnostics environnementaux pré-remédiation sont souvent cofinancés par l'UE.
• Apprentissage : L'ADEME et plusieurs universités (Lorraine, Montpellier, Rennes) proposent des formations courtes en phytoremédiation et gestion des sites contaminés.
• Exploration : le projet BIOREMEDIATE financé par Horizon Europe met en réseau les chercheurs européens sur la remédiation des sols. Accès gratuit aux données de cas d'étude réels.

La phytoremédiation incarne une promesse que l'écologie sait tenir : transformer une contrainte (sols pollués) en solution vivante. Elle ne remplace pas les technologies conventionnelles pour les sites très contaminés, mais elle excelle là où les ressources financières sont limitées et où le temps permet d'attendre. En Europe, avec le durcissement des normes environnementales et l'urgence climatique, cette technique de dépollution « verte » gagne du terrain, porteuse d'une vraie transition : faire travailler la nature plutôt que de l'ignorer.