Quand les plantes guérissent les sols pollués

[Mis à jour le 03/07/2018]

Alors que la population mondiale augmente, les terres cultivables ne cessent de diminuer notamment à cause des pollutions. Récupérer les sols dégradés et contaminés devient un enjeu agricole mais aussi sanitaire. Chaque jour on mesure un peu plus les dangers pour la santé de ces sites pollués. Ainsi on sait que les PCB sont de redoutables perturbateurs endocriniens, tandis que l’on découvre de l’arsenic dans le riz ou encore du plomb et du cadmium dans le thé. Certaines terres agricoles chinoises ont été si polluées par les effluents d’anciens sites miniers, qu’elles ont été retirées de la production agricole. En France, les activités métallurgiques ou minières ont entraîné d’importantes contaminations au plomb et au cadmium bien au-delà du périmètre des usines, tandis que les sols de nombre de régions viticoles, contiennent jusqu’à cinq fois plus de cuivre que la teneur limite normale, suite à l’utilisation de la bouillie bordelaise. Aux Antilles françaises, un insecticide puissant, la chlordécone, utilisé dans la culture des bananiers, a souillé près de 20 000 hectares.

Expériences grandeur nature

Restaurer ces terres ou tout au moins contenir leur pollution devient crucial car ces toxiques peuvent se diffuser aux eaux souterraines, aux plantes, à toute la chaîne alimentaire et finalement à l’homme. Face à ces désastres, la phyto-remédiation – l’utilisation des plantes pour soigner les sols – cherche des solutions depuis une vingtaine d’années, intéressant de près les industriels comme les communes. Jean-Louis Morel et le laboratoire Sols et Environnement qu’il a dirigé au sein de l’université de Lorraine et de l’INRA, font partie des pionniers. « Il y avait encore peu de recherches dans les années 1990, explique le chercheur. Mais aujourd’hui, les publications scientifiques et les expériences commencent à être plus solides pour passer aux réalisations grandeur nature. »

Toutefois, si la phyto-remédiation représente un formidable espoir, il faut aussi reconnaître que certains projets ont manqué de cohérence tout en laissant penser que la solution est à portée de main. « Aux États-Unis certaines sociétés ont ainsi lancé des procédés d’extraction du plomb par la moutarde indienne mais à grand renfort de produits chimiques qui ont pollué les nappes phréatiques ! » explique le chercheur. De plus, la pollution des sols est bien plus complexe que celle de l’eau ou de l’air.

Le travail des plantes passe par leurs racines et les micro-organismes qui les entourent. Ceux-ci transforment et dégradent certains polluants et peuvent produire des métabolites parfois plus toxiques, mobiles et réactifs que les polluants d’origines. D’autres scientifiques vont plus loin dans leurs reproches. D’après eux, les Américains auraient joué aux apprentis sorciers en manipulant génétiquement une plante venue de Turquie et en la développant en Oregon en vue de l’exploiter pour l’extraction minière du nickel. Aujourd’hui, l’espèce serait devenue invasive et le projet arrêté.

Contenir la pollution

Malgré ce premier bilan en demi-teinte, les recherches en phyto-remédiation se poursuivent, tirant les leçons du passé et capitalisant les connaissances acquises. En Lorraine, le projet Lorver, initié en 2012, permet de stabiliser les polluants de friches industrielles – évitant leur propagation dans l’air, l’eau et le vent – tout en valorisant ces terres aujourd’hui à l’abandon. Cette phyto-stabilisation permet notamment de contenir des toxiques que l’on ne sait pas encore traiter. Les chercheurs ont choisi de planter du chanvre et des peupliers, des plantes offrant des débouchés économiques (dans les domaines du textile, des nouveaux matériaux composites, de l’énergie…) ce qui permet de rentabiliser le projet.

Pour être pérenne, la phytoremédiation doit en effet intégrer dès sa conception des sources possibles de revenus. Parmi les plus belles promesses de la phyto-remédiation, les chercheurs misent sur les plantes capables d’absorber les polluants puis de les dégrader si elles sont organiques ou de les stocker s’il s’agit de métaux. « Près de cinq cents espèces de plantes hyper accumulatrices ont été identifiées à ce jour, capables d’extraire le nickel, le zinc, l’arsenic, ou encore le cadmium, explique Jean-Louis Morel. Elles sont extraordinaires, car elles peuvent absorber des quantités inhabituelles chez les végétaux ».

Innovation française

En Chine, où le scientifique intervient, on utilise ces plantes dans l’agriculture pour réduire les pollutions alimentaires comme celle du cadmium dans le riz ou pour de grandes surfaces agricoles contaminées à l’arsenic où l’on fait appel à une variété de fougères (Pteris vitata). Les plantes « aspirateurs à métaux » sont récoltées, stockées puis brûlées et les métaux présentant un intérêt économique récupérés.

En France, plusieurs projets de recherche explorent la phyto-extraction. C’est le cas dans le Nord, sur un ancien site pollué aux dioxines, ou encore dans le Tarn, où une équipe de chercheurs mise sur le géranium pour piéger des métaux lourds. Claude Grison, directrice du laboratoire Chimie bio-inspirée et Innovations écologiques, a quant à elle développé un nouveau procédé de phyto-remédiation unique au monde. Avec la commune de Saint-Laurent-le-Minier, un petit village du Gard, elle mène depuis 2008 avec son équipe au sein du CNRS, une vaste opération de dépollution de l’ancien site minier du village. Celui-ci contient de telles quantités de zinc et de plomb que la récolte des fruits et légumes est interdite. Grâce à trois plantes locales aux propriétés exceptionnelles (Iberis intermedia, Anthyllis vulneraria et Noccaea caerulescens), les métaux lourds du sol sont absorbés. Les plantes sont ensuite récoltées et valorisées grâce à un nouveau procédé de chimie verte entièrement écologique. Et dont le résultat final intéresse des sociétés japonaises avec qui le CNRS, qui possède onze brevets sur ces découvertes, a signé un contrat. L’innovation devrait être étendue à trois sites en Nouvelle-Calédonie, tandis que des projets sont en cours au Gabon, en Grèce, au Japon et en Chine.

Sur chaque site, il s’agit d’une opération sur mesure en adéquation avec les plantes locales. Mais, grâce à ces nouveaux procédés, la pollution initiale devient aussi une nouvelle ressource économique entièrement verte, rendant viable les projets dans le temps. C’est nécessaire car, sur des sites très pollués comme Saint-Laurent-le-Minier, la dépollution des sols pourra prendre jusqu’à cinquante ans…