Phyto-épuration / Phyto-remédiation / Myco-remédiation

Les termes de phyto-épuration, phyto-remédiation, myco-remédiation désignent des alternatives aux méthodes industrielles de traitement des eaux et des sols, au moyen de végétaux (phyton en grec ancien) ou de champignons (mukês). Ils appartiennent au champ plus large de la bioremédiation, ensemble des techniques reposant sur l’usage d’écosystèmes vivants pour la dépollution des sols, des eaux ou de l’air. Celles-ci s’appuient sur la capacité de certaines plantes ou champignons, et des nombreux micro-organismes qui les accompagnent1, à absorber des molécules nocives ou à les dégrader chimiquement. De telles propriétés sont propres à chaque espèce : les écosystèmes que l’on sélectionne dépendent donc des substances polluantes à éliminer. Ainsi, la Moutarde indienne est connue pour absorber des métaux lourds (plomb, zinc, cuivre), des lentilles d’eau peuvent capter les pesticides, les massettes s’attaquent aux antileptiques, les hydrocarbures peuvent être décomposés par des champignons saproxyliques, … le tournesol a même été utilisé pour diminuer la concentration d’éléments radioactifs dans les sols de Tchernobyl2.

Bien que les définitions se chevauchent, le terme de phyto-épuration est principalement employé pour désigner le traitement d’une eau peu polluée, avant son retour au milieu naturel3. Elle fait appel à des plantes aquatiques ou de milieux humides comme les roseaux, les phragmites, la menthe aquatique, etc. Leur action repose sur plusieurs mécanismes physiques et chimiques associés :

  • la filtration de l’eau par le système racinaire ou les parties submergées. Cela permet de retenir les plus grosses particules dans les sédiments ou le sol le temps qu’elles soient dégradées ;

  • la précipitation (formation de particules à partir de substances dissoutes) et la sédimentation (dépôt des particules vers le fond de l’eau, par action de la gravité). De même que pour la filtration, ces phénomènes évitent que les polluants s’écoulent trop rapidement vers les cours d’eau ;

  • la sécrétion par les plantes et micro-organismes de molécules réagissant chimiquement avec les polluants, formant des substances moins nocives ou plus facilement assimilables par le milieu ;

  • l’absorption de certains polluants par les racines et leur stockage dans les tissus de la plante ;

  • la dilution des contaminations ponctuelles, dont la diffusion vers le milieu naturel est étalée dans le temps. En diminuant la concentration des substances polluantes, leur toxicité directe pour la faune et la flore est réduite, et leur dégradation facilitée ;

  • l’exposition prolongée à d’autres facteurs de l’environnement, comme le rayonnement solaire.

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Phyto-épuration sur lit de roseaux, dans la commune de Commer (53)

La phyto-épuration peut être utilisée pour traiter les eaux domestiques dites « grises », les moins polluées (provenant du lavabo, de la salle de bain…), éventuellement celles dites « noires » (eaux des toilettes)4. Elle peut se présenter sous la forme de filtres ou de lagunages, avec généralement une série de bassins plantés dans lesquelles l’eau séjourne plusieurs jours, le temps que les écosystèmes qui y vivent fassent leur œuvre. Ainsi les roseaux sont efficaces contre les métaux lourds et les dérivés de détergents, la menthe aquatique capte le zinc, les callitriches retiennent des pesticides… Cette technique permet notamment d’éviter la saturation des stations d’épuration, en réduisant les volumes à prendre en charge. En revanche, elle ne convient pas pour les eaux usées les plus polluées (effluents industriels notamment), qui doivent être acheminées vers des installations spécialisées.

La phyto-épuration est aussi adaptée à la gestion des eaux pluviales, qui se chargent en polluants en traversant l’atmosphère et par le ruissellement sur les surfaces urbaines imperméables (chaussée, parking…) ou à travers des espaces agricoles traités par des produits phytosanitaires. Intégrée à des aménagements de transport de l’eau (noues, fossés), de rétention et d’infiltration, la phyto-épuration permet de réduire la saturation du système d’assainissement des eaux et d’éviter les débordements lors de précipitations importantes.

Phyto-épuration par lagunage, dans la commune de Jublains (53)

On parle plutôt de phyto-remédiation lorsqu’il s’agit de nettoyer des sols contaminés par une pollution diffuse (métaux lourds, hydrocarbures…). De nouveau, plusieurs mécanismes peuvent entrer en jeu.

Des espèces végétales qualifiées d’hyper-accumulatrices sont réputées pour absorber certains de ces polluants en grande quantité. Le Tabouret calaminaire, par exemple, apprécie particulièrement les sols contenant du zinc5. Les contaminants absorbés par les racines transitent dans la plante et sont tantôt libérés sous une forme volatile (cas du sélénium, du mercure…, ce qui peut nécessiter de prendre d’autres précautions, pour éviter une pollution atmosphérique), tantôt stockés au sein d’un organe (les racines, les tiges, les feuilles…). Ces végétaux sont alors contaminés à leur tour : ils doivent être traités dans des établissements spécialisés et non simplement décomposés sur place ou compostés. Ce procédé de phyto-remédiation consiste ainsi à transférer la pollution vers un autre compartiment : l’atmosphère ou les tissus végétaux, plus faciles à gérer que le sol. Des études sont également à l’œuvre pour exploiter cette nouvelle ressource de métaux, qui peut présenter un rendement intéressant pour l’industrie, comme dans le cas de l’Allysum murale.

D’autres polluants sont susceptibles d’être modifiés par les substances que sécrète les micro-organismes ou végétaux cultivés. C’est par exemple le cas des hydrocarbures, dégradés par des champignons saproxyliques6. Ceux-ci ont la capacité – rare dans le monde du vivant – de produire des enzymes qui décomposent les fibres les plus résistantes du bois (d’où leur nom : sapro- « putréfaction » et xyle « le bois »). Les hydrocarbures ayant une structure moléculaire semblable, ils peuvent également être « découpés » par ces enzymes, jusqu’à être réduits en éléments simples assimilables par d’autres organismes. Si cette technique fonctionne bien en laboratoire, elle est toutefois imparfaite sur le terrain, du fait du manque de contrôle sur les conditions de développement des champignons.

Un autre intérêt du système racinaire des plantes peut simplement consister à retenir les éléments polluants sur place, afin d’éviter leur dissémination dans le milieu. Dans ce cas, la modification physique et chimique du sol par les végétaux et les microorganismes associés conduit à réduire la liberté de mouvement des molécules visées. Celles-ci ne sont pas éliminées, mais ce procédé évite que la contamination se propage jusqu’à d’autres écosystèmes plus fragiles.

Selon le polluant, ses propriétés chimiques et physiques, sa concentration, le milieu à traiter… les plantes ou champignons utilisés ne seront pas les mêmes.

Phyto-épuration et phyto-remédiation sont des méthodes d’ingénierie écologique en plein développement. Leurs résultats ne sont que partiels, difficilement prévisibles et prennent un certain temps, ce qui n’en fait pas des solutions appropriées à toutes les situations. Toutefois, leur efficacité est avérée et tend à s’améliorer à mesure que l’on comprend mieux les mécanismes à l’œuvre. Par rapport aux alternatives industrielles (station d’épuration, décharge, centre de traitement spécialisé…), elles présentent des avantages très nets : un investissement de départ faible et un coût de fonctionnement quasi-nul7 (les plantes « font tout le travail ») ; une mise en œuvre simple, facilement adaptable selon le volume à traiter ; un traitement directement sur site, sans transport des matériaux pollués ni travaux importants (excavation de sols, réseaux d’assainissement, bâtiments…) ; moins d’externalités négatives sur d’autres aspects de l’environnement (urbanisation, consommation d’énergie…) ; la réversibilité des aménagements, qui ne nécessitent pas d’artificialisation lourde du milieu. Le recours à ces techniques est donc tout-à-fait pertinent, a minima pour traiter les pollutions les plus faibles, ou au contraire réduire le degré de contamination d’eaux et sols plus pollués, avant leur prise en charge par des moyens classiques.

1Bioremediation. An overview, M.Vidali (2001) : http://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/43833353/pdf.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAJ56TQJRTWSMTNPEA&Expires=1479312096&Signature=X5Y3wdN0vIoOfV2I22oYSraJRX0%3D&response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DBioremediation._An_overview.pdf

2Ces plantes qui guérissent l’habitat: Phytoépuration et génie végétal, Sébastien Illovic et Vincent Bonnarme (2012) : https://books.google.fr/books?hl=fr&lr=&id=8eLHQaJXXZkC&oi=fnd&pg=PP5&dq=phytoepuration&ots=hnHifI2YTP&sig=nOiLWtfesfw_sCxpKocsKSAf3So#v=onepage&q&f=false

3La phytoépuration, qu’est ce que c’est ?, Runying Wang (2011) : http://www.inspire-institut.org/tribune-libre-la-muse-avril-2011-la-phytoepuration-quest-ce-que-cest.html

4La phyto-épuration : des plantes pour traiter les eaux usées, Natureparif (2012) : http://www.natureparif.fr/connaitre/publications/guides-pratiques/les-fiches-pratiques/document/la-phyto-epuration-des-plantes-pour-traiter-les-eaux-usees?format=raw

5Phytoremédiation des sols contaminés – Des plantes pour guérir les sols, Jean-Louis Morel (2012) : http://www.mediachimie.org/sites/default/files/Chimie%20et%20nature_157pdf.pdf

6Bioremediation of Contaminated Soil with Fungi, Erika Winquist et al. (2014) : http://www.pollutionsolutions-online.com/articles/soil-remediation/18/erika_winquist_marja_tuomela_and_kari_steffen/bioremediation_of_contaminated_soil_with_fungi/1649/

7Phytoremédiation et phytoépuration : de nouvelles perspectives pour les taillis à courtes rotations, Jean-Yves Gautry et Alain Bailly (2012) : http://www.fcba.fr/sites/default/files/phyto_fcbainfo.pdf

Natural deficit disorder

Natural deficit disorder est l’expression anglaise désignant les troubles de la santé liés au manque de Nature. Bien qu’il soit difficile à caractériser de manière formelle, le besoin de contacts (physiques, sensoriels…) avec le milieu naturel bénéficie d’une reconnaissance croissante.

En 50 ans, la population urbaine mondiale est passée de 2,5 à plus de 6 milliards d’habitants (50% de la population en 2007)1. Avec le développement de modes de vie se déroulant presque intégralement dans des espaces artificialisés, les symptômes du manque de Nature deviennent de plus en plus flagrants. Ils sont de plusieurs ordres :

  • bien-être : l’idée est désormais largement admise que la présence du végétal dans les lieux occupés au quotidien (domicile, travail2…) et l’accès à des espaces naturels sont des facteurs de qualité du cadre de vie. Qu’il s’agisse d’une simple préférence esthétique, des loisirs pratiqués dans les espaces « verts », des qualités de confort associée au végétal (calme, fraîcheur, atmosphère apaisante), d’un besoin émotionnel ou spirituel… les raisons invoquées de cette préférence sont nombreuses.
  • santé mentale : la diminution du stress, des risques de dépression, l’amélioration des capacités cognitives, de la motivation, du sens de l’adaptation sont parmi les effets attribués à la présence de Nature dans notre environnement courant. Son impact serait notamment crucial pour le bon développement cérébral des enfants : des leçons menées en plein air, par exemple, auraient un effet très positif sur leur concentration, leur comportement, leur envie d’apprendre et leur réussite scolaire en général3.
  • santé physique : les effets psychologiques du manque de Nature semblent avoir des répercussions étonnantes sur l’état de santé physique. Les travaux de R. S. Ulrich, par exemple, suggèrent que les patients d’un hôpital présentent de meilleurs signes de guérison après une opération de chirurgie, lorsque la fenêtre de leur chambre donne sur des arbres plutôt que sur un mur en briques4.

Et les animaux dans tout ça ? La zoothérapie, ou thérapie assistée par l’animal, n’a été théorisée que dans deuxième moitié du XXe siècle. Mais en pratique, les témoignages de l’utilisation d’animaux pour accompagner la convalescence de patients remontent à plusieurs siècles. Plusieurs établissements de santé proposent aujourd’hui ces méthodes, pour des pathologies allant des troubles de l’attention chez l’enfant à la maladie d’Alzheimer chez les aînés, en passant par l’anorexie, la dépression, les phobies…5 S’occuper d’un animal ou bénéficier de sa présence stimule, encourage les interactions sociales, redonne confiance ou enseigne la responsabilité vis-à-vis d’autrui.

La zoothérapie repose sur les animaux domestiques, qui ont à l’évidence des interactions plus faciles et directes avec l’Homme. Mais on peut supposer que la présence d’animaux sauvages dans notre environnement et notre capacité à les percevoir contribuent elles aussi à un bien-être global, ne serait-ce que par le plaisir et la curiosité que peuvent engendrer la vue d’un papillon, le chant d’un oiseau, ou la sensation d’un scarabée dans le creux de sa main.

Ces théories manquent encore parfois de preuves statistiques : la santé et l’accès à la Nature sont des concepts difficiles à évaluer et à comparer entre deux individus, de nombreux autres facteurs peuvent interférer. Mais si le simple contact visuel suffit déjà pour percevoir un effet bénéfique, il est aisé d’imaginer les progrès encore à portée de main des établissements publics, de nos lieux de vie et des villes en général6.

 Cambridge, Royaume-Uni

Cambridge, Royaume-Uni (Photo © Robin Chalot)

À noter que le « natural deficit disorder » ne représente qu’une partie des intérêts des écosystèmes urbains sur la santé. Lutte contre les vagues de chaleur, épuration de l’air, de l’eau, des sols, filtration des micro-particules, élimination des biodéchets… sont autant de bénéfices tirés de la Nature en ville. Sans oublier la pratique de sports et d’activités de plein air et leur rôle face à l’obésité, le diabète, les maladies cardiaques. Certains effets négatifs ne bien sûr pas à négliger (pollens allergènes, moustiques…), mais ils peuvent être grandement diminués en favorisant des écosystèmes sains et diversifiés.

L’approche fondée sur la Nature dans notre environnement quotidien a le mérite non seulement de répondre en parallèle à plusieurs enjeux de santé publique (entre autres), mais aussi de faire le lien avec différentes politiques publiques locales : enseignement, prévention des déchets, insertion, sécurité, préservation de la biodiversité… ouvrant ainsi la voie à des stratégies d’aménagement plus intégrées.

1Institut National d’Etudes Démographiques (juin 2007) : https://www.ined.fr/fichier/s_rubrique/19103/435.fr.pdf

2Healthy workplaces: the effects of nature contact at work on employee stress and health, E Largo-Wight et al. (2011) : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3072911/

3BBC News – Nature deficit disorder ‘damaging Britain’s children’ (30 mai 2012) : http://www.bbc.com/news/science-environment-17495032

4View through a window may influence recovery from surgery, Roger S. Ulrich (avril 1984) : https://mdc.mo.gov/sites/default/files/resources/2012/10/ulrich.pdf

5Thérapie assistée par l’animal, Institut Douglas, Centre intégré universitaire de santé et de services sociaux de l’Ouest-de-l’Île-de-Montréal : http://www.douglas.qc.ca/info/zootherapie

6Healthy nature healthy people: ‘contact with nature’ as an upstream health promotion for populations, C. Maller et al. (2006) : http://heapro.oxfordjournals.org/content/21/1/45.full.pdf+html

*Complément du 7 mai 2017 : L’article « Creating better cities: how biodiversity and ecosystem functioning enhance urban residents’ wellbeing » (L. Taylor & D. Hochuli, janvier 2015) fait la synthèse des arguments qui relient le bien-être des citadins à la richesse de la biodiversité urbaine et à la présence d’écosystèmes fonctionnels : https://www.researchgate.net/publication/279076485_Creating_better_cities…