En Moselle, on dépollue les sols d’une friche sidérurgique grâce aux plantes
La phytoremédiation est une technique de dépollution naturelle fondée sur l’utilisation de plantes pour gérer différents polluants présents dans les sols. Prometteuse, mais encore expérimentale, cette méthode est testée sous plusieurs modalités par des scientifiques à Uckange, en Moselle, sur la friche d’une ancienne usine sidérurgique.
À l’échelle de l’Europe, 62 % des sols sont aujourd’hui considérés comme dégradés, selon l’Observatoire européen des sols – EUSO. L’enjeu est de taille : les sols, que nous avons longtemps réduits à un rôle de simple support, jouent en réalité de très nombreuses fonctions pour le vivant. Celles-ci sont traduites en services écosystémiques rendus à l’humain : fourniture d’aliments, de fibres, de combustibles, pollinisation, régulation du climat ou encore la purification de l’eau, etc.
Ces biens et services, que nos sols dégradés ne fournissent plus correctement, engendrent notamment une baisse de la production agricole et de la qualité des aliments et de l’eau. Parmi les causes de cette dégradation figurent en bonne place les pollutions d’origine anthropique. Par exemple, l’utilisation de produits phytosanitaires, d’hydrocarbures (stations-service) ou encore pollutions industrielles.
Les polluants peuvent engendrer des problématiques de santé publique et tendent à se propager dans l’environnement, dans les sols, mais aussi, sous certaines conditions, vers les eaux et dans la chaîne alimentaire. Leur élimination est donc cruciale. Pour agir au niveau du sol, il existe trois grandes catégories de traitements : physiques, chimiques et biologiques. La sélection s’opère en fonction de différents paramètres, comme l’hétérogénéité et les teneurs en contaminants, l’étendue de la pollution, l’encombrement du site, les contraintes de temps, le bilan carbone de l’opération ou encore l’acceptabilité du projet par les riverains.
De plus en plus de projets de recherche explorent les traitements biologiques fondés sur la phytoremédiation : la dépollution par des plantes.
C’est notamment le cas à Uckange, en Moselle, où un ancien site sidérurgique est devenu un laboratoire à ciel ouvert permettant de tester ces méthodes, à travers une initiative portée par la Communauté d’agglomération du Val de Fensch en partenariat avec l’Université de Lorraine, l’Inrae et le Groupement d’intérêt scientifique requalification des territoires dégradés : interdisciplinarité et innovation (Gifsi).
Les vertus de la phytoremédiation
Commençons par expliquer ce que l’on entend par « phytoremédiation ».
Il s’agit de sélectionner des végétaux appropriés qui vont, via leurs systèmes racinaires et parfois leurs parties aériennes, permettre de dégrader les polluants organiques (phyto et/ou rhizodégradation), d’extraire les polluants minéraux (phytoextraction), de les stabiliser dans les sols afin d’éviter une mobilité et/ou une biodisponibilité (phytostabilisation) ou même de les volatiliser pour certains d’entre eux (phytovolatilisation).
Le choix des espèces végétales va dépendre, entre autres, des caractéristiques physico-chimiques du sol (potentiel agronomique, contaminant ciblé et teneur), du climat et de leurs capacités à être maîtrisées (non envahissante). Pour ce projet, leurs potentiels de valorisation à la suite de l’action de dépollution ont également été pris en compte.
Certaines plantes sont par ailleurs particulièrement intéressantes pour leur capacité à dépolluer le sol de plusieurs éléments à la fois : le tabouret bleu (Noccaea caerulescens), par exemple, peut extraire d’importantes quantités de zinc, mais aussi de cadmium et de nickel.
Le miscanthus géant (Miscanthus x giganteus) stimule, quant à lui, la microflore du sol pour dégrader les hydrocarbures totaux ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques.
L’association de la luzerne (Medicago sativa) à la fétuque élevée (Festuca arundinacea) permet en parallèle, grâce à la microflore du sol, l’élimination de plusieurs molécules de polychlorobiphényles.
La friche d’Uckange, laboratoire à ciel ouvert
Le parc U4, à Uckange, est un ancien site sidérurgique multicontaminé. Il est également classé à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques.
Depuis quelques années, une initiative baptisée les jardins de transformation – accessible au public lors de visites guidées – a pour objectif de tester différentes modalités de phytoremédiation. Sur deux hectares de ce site qui en compte douze – les scientifiques explorent la dépollution par les plantes, en association avec des microorganismes présents dans les sols et qui participent également à ce processus de décontamination.
Quand cela était possible, une première phase d’essai en laboratoire a été menée avant l’implantation sur site. Il s’agissait d’expérimentations sous conditions contrôlées (température, humidité, luminosité avec des cycles jour-nuit). L’objectif était de sélectionner les espèces végétales potentielles candidates à un usage pour la phytoremédiation. Après la validation de cette phase en laboratoire, des essais en conditions réelles ont été mis en place.
Depuis 2022, différentes modalités de phytoremédiation sont testées au travers des jardins de transformation. Ce site, qui est contaminé à la fois en éléments traces métalliques (cuivre, zinc, nickel, chrome…) et en polluants organiques (hydrocarbures totaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques), accueille, pour le moment, 7 modalités, toutes en co-culture.
Par exemple, des jardins-forêts ont été installés sur trois parcelles du site, représentant environ 750 m2. Une vingtaine d’espèces végétales comestibles de différentes strates (arbres, arbustes, herbacées, légumes racines, lianes) ont été installées afin de tester la capacité de ces associations végétales à dépolluer les sols. De quoi récolter des informations précieuses à l’avenir sur l’éventuel transfert des polluants du sol vers les parties comestibles de ces plantes, qui n’a pas encore été étudié.
Les espèces végétales présentes naturellement sur le site sont également suivies afin de comprendre le mode de recolonisation de ces espaces dégradés et estimer l’implication des 200 plantes identifiées dans l’amélioration de la qualité des sols et la dépollution.
Associer plantes d’extraction et de dégradation
Une autre originalité du projet est d’associer, pour la première fois, des procédés de phytoextraction et de phyto/rhizodégradation. Jusqu’à présent, seule une espèce végétale capable de traiter un contaminant était mise en place sur un sol. Ici, nous misons sur des co-cultures de végétaux. L’enjeu est d’améliorer l’efficacité de dépollution, mais aussi les fonctions du sol (qualité agronomique, biodiversité, stockage carbone).
L’innovation réside, ici, dans l’association de Miscanthus x giganteus, qui favorise la dégradation des molécules organiques, avec des espèces de la famille des Brassicaceae capables d’extraire les éléments traces métalliques.
Pour chacune des phases et pour tester l’efficience des processus en conditions réelles, des analyses sur le sol, en amont et après les cycles de cultures, sont réalisées dans le but d’évaluer :
- la diminution des teneurs en contaminants,
- l’amélioration de la qualité agronomique,
- et l’augmentation de la biodiversité microbienne.
La biomasse végétale produite sur site est également caractérisée afin d’estimer son application dans les processus de dépollution (notamment la phytoextraction) et d’évaluer la possibilité de valorisation de cette matière première produite sur site dégradé.
Les premiers résultats seront publiés dans les prochains mois.
Bénéfices collatéraux de la phytoremédiation
Notre approche va au-delà de la remédiation des sols : la présence de ces différents organismes vivants aura d’autres effets bénéfiques.
Ces multiples espèces permettent d’améliorer la qualité des sols. En effet, cela augmente sa teneur en matière organique et fournit davantage d’éléments nutritifs, en améliorant l’efficacité du recyclage dans les cycles biogéochimiques. Cela participe aussi à la modification de la structure du sol et à la réduction de l’érosion, et in fini à l’amélioration des rendements et de la qualité des biomasses produites. On peut également noter l’augmentation de la taille des communautés microbienne et de la diversité des microorganismes.
Ceci a déjà été démontré en système agricole, l’idée est désormais de déterminer si les mêmes effets seront détectés sur des sols dégradés. Cette démarche participe également à la lutte contre le changement climatique car elle améliore le stockage du carbone par les sols, ainsi qu’à la régulation des ravageurs et à la pollinisation des cultures sur site, par l’augmentation de la biodiversité animale.
En outre, ce laboratoire à ciel ouvert permet non seulement de tester différentes modalités de phytoremédiation sans être soumis à des contraintes de temps, mais aussi d’obtenir, grâce à ses surfaces importantes, suffisamment de biomasse végétale pour vérifier la possibilité de valoriser les plantes cultivées pour d’autres usages (par exemple, paillage, compost, production d’énergie, produits biosourcés…), une fois leur action dépolluante terminée.
Sonia Henry, Chercheuse, Université de Lorraine
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.
8 commentaires
Bravo pour cet article, très intéressant. J’habite également en Moselle, à une quinzaine de kilomètres du site évoqué, dans un secteur marqué lui aussi par d’anciennes friches sidérurgiques, notamment autour d’Uckange. On retrouve chez nous les mêmes problématiques de sols dégradés, parfois difficiles à exploiter ou à revégétaliser.
J’ai pu constater que certaines plantes locales semblent malgré tout bien s’adapter à ces conditions, ce qui rejoint complètement l’approche présentée dans l’article. Je me demandais d’ailleurs si vous aviez observé des différences notables selon les essences utilisées, notamment en fonction du type de pollution ou de la nature du sol.
Par ailleurs, près de chez moi, un ruisseau fait actuellement l’objet d’un projet de réfection des berges, avec un financement européen et une replantation d’espèces adaptées au milieu. Cela montre que ce type de démarche commence à se développer localement, ce qui est plutôt encourageant. Merci en tout cas pour ce partage, qui donne des pistes concrètes et positives pour notre territoire.
Peut-être savez vous que cette expérimentation a déjà été conduite par Claude Grison en 2010 sur le site d’une ancienne mine à Saint Laurent le Minier.
Voir mon blog : https://blocdepierre.com/spip.php?article170
Merci pour la référence et le lien.
C’est intéressant de voir que ces travaux ont été menés dès les années 2000 sur d’autres types de sites, avec des approches différentes selon les contextes. Cela montre que le sujet de la dépollution par les plantes est suivi depuis longtemps et continue d’évoluer.
Je vais lire cet article avec intérêt, merci pour le partage.
Cet article est très intéressant,mais je veux juste apporter une petite précision purement
botanique : depuis l’application de la nouvelle nomenclature officielle(2018),Festuca
arundinacea,évoqué dans cet article,est désormais nommé Schedonorus arundinaceus!
Article très intéressant d’une technique dont on parle de plus en plus.
J’ai lu un article en 2025 dans le magazine la Recherche . consacré au sol cette technique de la phytoremediation.
Je suis messin et je me réjouis que l’on parle de ma région qui par le passé était très industrialisée .
Le site de Uckange était le fleuron de la sidérurgie..
Je vais lire l’article en entier(cela m’intéresse beaucoup.)
Que deviennent les polluants absorbés par les plantes ?
si je ne me trompe pas les plantes sont récoltées et incinérées dans des sites adaptés. Il ne reste ensuite que les cendres et les polluants beaucoup plus faciles à retraiter… Arte avait publié une serie de documentaires sur ces plantes dépolluantes il y a quelques années.
Voici ce que dit une IA :La phytoremédiation est une technique qui utilise des plantes pour extraire, dégrader ou stabiliser les polluants présents dans les sols, l’eau ou l’air contaminés, notamment sur des sites industriels. Les polluants absorbés par les plantes peuvent suivre plusieurs voies selon leur nature (métaux lourds, composés organiques, etc.) et le type de processus impliqué. Voici un aperçu des principaux mécanismes et du devenir des polluants : 1. Accumulation et stockage dans la plante (phytoextraction ou phytoaccumulation)Les plantes absorbent les polluants via leurs racines et les transportent vers les parties aériennes (tiges, feuilles) ou les stockent dans les racines. Cela concerne surtout les métaux lourds toxiques comme le plomb, le cadmium ou l’arsenic, qui ne peuvent pas être dégradés.
Une fois accumulés, les plantes sont récoltées pour éviter la recontamination. La biomasse contaminée peut ensuite être traitée de plusieurs façons :Incinération pour réduire le volume et récupérer les métaux (phytominage).
Compostage contrôlé ou enfouissement sécurisé pour prévenir la libération des polluants.
Dans certains cas, les métaux sont extraits de la biomasse pour une réutilisation industrielle.
greenwoodplants.co.uk +2
2. Dégradation ou transformation (phytodégradation)Pour les polluants organiques (comme les pesticides, solvants, hydrocarbures ou produits pétroliers), les plantes sécrètent des enzymes qui décomposent ces composés en substances moins nocives ou inoffensives.
Cette dégradation peut se produire à l’intérieur de la plante ou dans la rhizosphère (zone autour des racines), où des micro-organismes (bactéries, champignons) associés aux racines aident à transformer les polluants en CO₂, eau ou composés non toxiques.
Les résidus sont souvent libérés dans l’environnement sous forme inoffensive, sans besoin de récolte systématique.
en.wikipedia.org +3
3. Volatilisation (phytovolatilisation)Certains polluants (comme le mercure ou des composés organiques volatils) sont absorbés, transformés en formes gazeuses moins toxiques, puis libérés dans l’atmosphère via les feuilles par transpiration.
Cela transfère les polluants de la terre à l’air, mais peut poser des problèmes si les gaz ne se diluent pas rapidement ou s’ils contribuent à la pollution atmosphérique.
en.wikipedia.org +1
4. Stabilisation ou immobilisation (phytostabilisation)Les polluants sont adsorbés (fixés) sur les racines sans être absorbés en grande quantité. Ils sont stabilisés dans le sol, réduisant leur mobilité et leur biodisponibilité.
Les plantes ne sont pas nécessairement récoltées, mais elles aident à prévenir la dispersion des polluants par érosion ou lessivage.
pmc.ncbi.nlm.nih.gov +1
Considérations importantes Le choix des plantes dépend du polluant : des hyperaccumulateurs comme la moutarde indienne (Brassica juncea) ou le tournesol sont utilisés pour les métaux, tandis que des arbres comme les peupliers aident pour les composés organiques.
La phytoremédiation est écologique et économique, mais elle peut prendre du temps (plusieurs années) et nécessite une gestion post-récolte pour éviter la pollution secondaire (par exemple, si les plantes se décomposent sur place).
sciencedirect.com +1
Des études montrent que cette méthode réduit efficacement les niveaux de pollution, comme une diminution de 82 % des hydrocarbures dans le sol après 7 ans avec des arbres.
daily.jstor.org