Les plantes dans la phytoremédiation des sols

Depuis près de deux décennies, le chanvre industriel cultivé dans les environs de la centrale nucléaire abandonnée de Tchernobyl aide à réduire la toxicité des sols. On découvre peu à peu le pouvoir extraordinaire des plantes, notamment dans la phytoremédiation des sols. Elles ont cette faculté incroyable d’extraire des polluants des sols ou de l’air. Comment fonctionne la phytoremédiation ? Quelles sont les meilleurs plantes dépolluantes ? Explications dans cet article…

Qu’est ce que la phytoremédiation ?

La phytoremédiation est la dépollution des sols, l’épuration des eaux usées ou l’assainissement de l’air intérieur par les plantes. On utilise des plantes vasculaires, des algues ou des champignons pour leur capacité à absorber les métaux lourds stockés dans les sols ou dans l’air ambiante. La dégradation de composés nocifs est accélérée par l’activité microbienne ; ce qui permet d’éliminer ou de contrôler des contaminations.

En 1990, quatre ans seulement après l’accident nucléaire de Tchernobyl, l’administration soviétique de l’époque avait demandé à l’AIEA d’évaluer la situation environnementale. Les résultats avaient révélé de fortes concentrations de métaux toxiques incluant le mercure, le césium-137, le strontium-90 et le plutonium dans les sols et les tissus végétaux et animaux à l’intérieur de la zone d’exclusion de 30 km entourant Tchernobyl.

Plusieurs plantes ayant un bon potentiel d’absorption de contaminants spécifiques ont été utilisées en Ukraine. Deux variétés de brassica ont été cultivées pour extraire le chrome, le mercure, le cuivre et le nickel.

La Brassica : 4 espèces sont principalement cultivées et jouent un rôle important dans l'alimentation humaine : Brassica oleracea (divers choux), Brassica napus (colza, rutabaga), Brassica rapa (navet, navette, chou chinois), Brassica nigra (moutarde noire). 

Le maïs pour absorber le mercure (des études ont démontré son excellent potentiel pour le mercure) et plus récemment, le tournesol et le chanvre.

Autres exemples de phytoremédiation

• Dans la région italienne des Pouilles, le chanvre industriel est cultivé à grande échelle pour contribuer à la décontamination de certains des sols les plus contaminés en Europe. Depuis des décennies, les rejets toxiques de l’usine d’acier Ilva, la plus grande d’Europe, polluent et contaminent les sols, les plantes, les animaux et les résidents de la région. Il est défendu de faire paître le bétail dans un rayon de 20 km autour de l’usine.

• Depuis le désastre de la centrale nucléaire de Fukushima en 2011, le Japon a été appelé à utiliser le chanvre pour la phytoremédiation. Pourtant, en vertu de la Cannabis Control Law imposée par les Américains lors de l’occupation en 1948, le chanvre ne peut être cultivé qu’avec un permis, et l’octroi de permis est hautement restreint et difficile à obtenir.

Recherche sur le chanvre dans la décontamination des sols

Il existe un important volume de recherches sur le potentiel du chanvre dans la phytoremédiation. Une étude italienne publiée en 2003 dans la revue Plant and Soil a montré que le chanvre avait la capacité d’absorber le cadmium, le chrome et le nickel séquestrés dans le sol, et que de grandes concentrations de métaux lourds affectaient peu la morphologie des plantes.

Variétés de chanvre transgénique en phytoremédiation

Plus récemment, une étude pakistanaise publiée en 2015 a identifié plusieurs gènes dans la plante de chanvre associés à la tolérance aux métaux lourds dont le nickel, le cadmium et le cuivre. Ces résultats peuvent servir à développer des variétés de chanvre transgénique avec un meilleur potentiel d’absorption des métaux.

Comment utiliser de manière sécuritaire le chanvre cultivé dans des sols contaminés ?

En 2012, des chercheurs roumains ont étudié l’innocuité alimentaire des graines de chanvre récoltées de plantes cultivées dans des sols contaminés au cadmium, au magnésium, au fer et à d’autres métaux. Ils sont parvenus à la conclusion que cinq variétés distinctes de chanvre roumain ont développé des profils nutritifs différents en fonction de l’absorption des métaux dans le sol.