Indispensables au fonctionnement des écosystèmes terrestres, les sols jouent un rôle central dans l’équilibre environnemental, économique et sanitaire des territoires. Ils constituent l’un des patrimoines naturels les plus précieux de la planète. Ils assurent la production alimentaire, filtrent l’eau, stockent d’importantes quantités de carbone et abritent près de 60 % de la biodiversité terrestre. Pourtant, ils sont aujourd’hui soumis à de multiples pressions : artificialisation, érosion, appauvrissement en matière organique, mais aussi pollution par les métaux lourds, les hydrocarbures, les pesticides ou certains composés industriels, souvent hérités d’activités industrielles ou agricoles passées.
Selon l’INRAE, la protection des sols représente désormais un enjeu majeur de l’adaptation au changement climatique et de la préservation de la biodiversité. Restaurer un sol dégradé est un processus long et coûteux, mais certaines solutions fondées sur la nature offrent des perspectives particulièrement prometteuses.
Parmi elles figure la phytoremédiation : utiliser les plantes, et notamment les arbres, pour contribuer à la dépollution des sols.
Qu’est-ce que la phytoremédiation ?
La phytoremédiation désigne l’ensemble des techniques utilisant les végétaux pour réduire, immobiliser ou éliminer certains polluants présents dans les sols, les eaux ou les sédiments.
Contrairement aux méthodes classiques, comme l’excavation des terres polluées ou certains traitements physico-chimiques, cette approche s’appuie sur les processus biologiques naturels des plantes. Les arbres ne « nettoient » pas un sol comme une machine, mais ils peuvent progressivement modifier son fonctionnement biologique et favoriser sa restauration.
Selon la nature des polluants et les espèces végétales utilisées, plusieurs mécanismes de phytoremédiation interviennent. Parmi les principaux figurent :
- La phytodégradation. Certaines espèces produisent, au niveau de leurs racines, des enzymes capables de dégrader les polluants organiques par des réactions d’oxydo-réduction. Les hydrocarbures ou certains pesticides sont ainsi transformés en composés moins toxiques, qui peuvent être incorporés au métabolisme de la plante ou relargués dans le sol.
- La phytoextraction. Les racines absorbent certains polluants puis les transloquent vers les parties aériennes (tiges, feuilles) où ils s’accumulent. Ce mécanisme concerne surtout les métaux (cadmium, zinc, arsenic, chrome…) et certains radionucléides comme l’uranium. C’est la technique la plus adaptée lorqu’on souhaite véritablement extraire un contaminant du sol, à condition de gérer ensuite la biomasse contaminée récoltée.
- La phytostabilisation. Plutôt que d’extraire le polluant, l’arbre le séquestre dans la rhizosphère, au niveau de ses racines, en limitant sa mobilité. L’objectif n’est pas d’éliminer le contaminant mais de réduire sa dispersion par le vent ou le ruissellement des eaux de pluie, et donc de limiter sa migration vers les nappes phréatiques ou les chaînes alimentaires. Ce mécanisme s’applique notamment aux composés inorganiques.
- La phytovolatilisation. Certains polluants sont absorbés puis transformés en composés volatils moins toxiques, ensuite relargués dans l’atmosphère par transpiration de la plante. Ce mécanisme concerne quelques composés organiques ainsi que certains métaux comme le sélénium ou le mercure.
Ces mécanismes n’agissent d’ailleurs jamais seuls : ils reposent sur une coopération étroite entre racines, champignons, bactéries et micro-organismes du sol, véritable moteur de la restauration écologique moderne.
Pourquoi les arbres sont-ils particulièrement efficaces ?
Les arbres présentent plusieurs avantages par rapport aux plantes herbacées.
Leur système racinaire explore des volumes de sol beaucoup plus importants, parfois sur plusieurs mètres de profondeur. Ils agissent pendant plusieurs décennies sans nécessiter de replantation régulière et produisent une biomasse importante capable de stocker certains contaminants.
Leur présence améliore également le fonctionnement global des sols :
- augmentation de la matière organique ;
- amélioration de la structure du sol ;
- limitation de l’érosion ;
- développement des communautés microbiennes ;
- création d’habitats favorables à la biodiversité. d’habitats favorables à la biodiversité.
Ainsi, les arbres participent non seulement à la dépollution mais également à la restauration progressive des fonctions écologiques du sol.
Quels arbres sont les plus utilisés ?
Toutes les essences ne possèdent pas les mêmes capacités de phytoremédiation.
- Les peupliers (Populus spp.) figurent parmi les espèces les plus étudiées. Leur croissance rapide, leur forte consommation d’eau et leur système racinaire développé les rendent particulièrement efficaces pour traiter certains métaux lourds et composés organiques.
- Les saules (Salix spp.) sont également très utilisés. Leur croissance rapide et leur capacité à coloniser les sols dégradés en font des candidats privilégiés pour la réhabilitation d’anciennes friches industrielles.
- Les bouleaux (Betula pendula), les aulnes (Alnus glutinosa), certains érables ou encore les robiniers (Robinia pseudoacacia) présentent eux aussi des capacités intéressantes selon les types de pollution rencontrés.
Dans les environnements urbains, plusieurs essences ornementales, comme certains platanes, tilleuls ou érables, peuvent également contribuer à améliorer la qualité des sols tout en apportant des bénéfices paysagers, climatiques et écologiques.
Des alliés invisibles : les micro-organismes
Les véritables acteurs de la phytoremédiation ne sont pas uniquement les arbres.
Autour de leurs racines se développe un écosystème extrêmement riche composé de bactéries, de champignons mycorhiziens et de nombreux micro-organismes.
Ces organismes dégradent certains polluants organiques, améliorent l’absorption des nutriments et renforcent la tolérance des arbres aux contaminants.
Cette zone d’interactions, appelée rhizosphère, constitue un véritable laboratoire biologique où s’opèrent de nombreuses réactions chimiques essentielles à la restauration des sols.
Sans cette biodiversité souterraine, la phytoremédiation serait beaucoup moins efficace.
Une solution efficace… mais pas universelle
Malgré ses nombreux avantages, la phytoremédiation présente aussi des limites.
Le processus est relativement lent et nécessite souvent plusieurs années, voire plusieurs décennies, avant d’obtenir des résultats significatifs selon le niveau de contamination et les objectifs de restauration. Son efficacité dépend de nombreux paramètres :
- nature des polluants ;
- concentration des contaminants ;
- profondeur de la pollution ;
- caractéristiques du sol ;
- climat ;
- espèces végétales utilisées.
Pour des pollutions très importantes, cette technique est généralement intégrée dans des stratégies plus globales de restauration écologique.
Restaurer les sols, restaurer les écosystèmes
Les recherches récentes montrent que la phytoremédiation dépasse largement la seule question de la dépollution.
En restaurant progressivement les propriétés biologiques des sols, les arbres recréent les conditions nécessaires au retour de la biodiversité, améliorent l’infiltration de l’eau, favorisent le stockage du carbone et participent à la résilience des territoires face au changement climatique.
Autrement dit, un arbre planté sur un sol dégradé ne constitue pas uniquement un élément du paysage : il devient un véritable ingénieur écologique.
À l’heure où les solutions fondées sur la nature prennent une place croissante dans les politiques environnementales, la phytoremédiation illustre parfaitement la capacité des écosystèmes à réparer, au moins en partie, les perturbations causées par les activités humaines.
Comprendre ces mécanismes, c’est aussi changer notre regard sur les arbres : ils ne sont pas seulement les témoins de nos paysages, mais également des acteurs essentiels de la restauration écologique et du fonctionnement durable des sols.
Références bibliographiques
- Capuana, M. (2020). A review of the performance of woody and herbaceous ornamental plants for phytoremediation in urban areas. iForest – Biogeosciences and Forestry, 13, 139–151.
- INRAE. (2022). Comment protéger les sols ? https://www.inrae.fr/dossiers/peut-encore-sauver-sols/comment-proteger-sols
- Myszka-Stąpór, I., et al. (2023). Reclamation of polluted land in urban renewal projects. Literature review of suitable plants for phytoremediation. Environmental Challenges, 13, 100749.
- Pulford, I.D., & Watson, C. (2003). Phytoremediation of heavy metal-contaminated land by trees – A review. Environment International, 29(4), 529–540.
