thumb|Langue de belle-mère, , captant le benzène.
Une plante dépolluante est une plante considérée comme susceptible de réduire, grâce à son métabolismeFiche du jardin botanique de Montréal : Certaines plantes d’intérieur purifieraient l’air à l’intérieur de nos maisons., la quantité des polluants présents dans l'air à l'intérieur de bâtiments ou habitacles. Cette notion de bioépuration de l'air par les plantes a été introduite par des travaux de la NASA dans le cadre des programmes spatiaux et a été étendue aux plantes cultivées en intérieur.
Les principaux polluants ciblés dans ce contexte sont les composés organiques volatils tels que le formaldéhyde, le monoxyde de carbone, le toluène, le trichloréthylène ou le benzène, composés pouvant notamment poser des problèmes dans les vols spatiaux habitésÉtude du Wolverton, spécialiste américain des sciences de l’environnement à l’emploi de la NASA - Voir les nombreuses études scientifiques de la NASA prouvant la capacité des plantes dans la dépollution de l’eau et de l’air.. Ils sont émis par une multitude de produits comme les peintures et les , dont ils sont des solvants, la cigarette, les cuisinières à gaz, le chauffage au boisDossier de presse Air (, 22 et suivantes).
À la suite de l'étude de la NASA, qui portait sur une dizaine d'espèces très communes et faciles à cultiver en intérieur, l'argument des a connu un certain succès commercial. Cependant, l'ADEME considère que cette propriété n'est pas validée scientifiquement au regard des niveaux de pollution généralement rencontrés dans les habitations et des nouvelles connaissances scientifiques dans le domaine.. Une étude (Phyt'Air), menée par la Faculté des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques de Lille, s'est attachée à évaluer en environnement contrôlé (maison modèle du CSTB, entièrement étanche et dont l'ouverture des volets peut être programmée) les capacités épuratrices des plantes. Cette étude n'a pas mis en évidence d'impact significatif sur la qualité de l'air intérieur. Son protocole était très rigoureux, mais il n'y avait pas d'animaux ni d'humains ni de source de CO2 telle qu'une gazinière régulièrement utilisée dans la maison test du CSTB.
Histoire et prospective
Au milieu du , alors qu'on ne connait pas encore le rôle de l'oxygène et du CO2 et encore moins la photosynthèse, l'abbé Pierre-Nicolas Bertholon de Saint-Lazare, avec les moyens théoriques et expérimentaux de la physique de son époque tente d'expliquer pourquoi et comment les plantes épurent l'air. En 1783 dans un ouvrage intitulé De l’électricité dans les végétaux, citant MM Van Swinden & Sennebier qui lui ont fourni cette information, il décrit les expériences que deux physiciens néerlandais, MM Deinmann & Paets van Trootswyfs ont faites ; : .
Dans un autre chapitre (), s'appuyant sur le microscope et diverses expériences de physique, il démontre que la plante se nourrit certes par ses racines, mais aussi par ses très nombreux poils absorbants et pores répartis sur les feuilles et l'écorces. Page 214, Bertholon relate les nouvelles expériences de M.Inghen-Houtz, expliquant que Ces théories explicatives basées sur la phlogistique seront invalidées par les progrès de la physique et de la chimie, mais les prémisses d'une explication apparaissent. Dans d'autres chapitres de cet ouvrage l'abbé Bertholon, sur la base d'observation au microscope et plusieurs expériences de physique faites par lui ou ses compatriotes insiste sur le fait que les plantes se nourrissent, certes par leurs racines, mais aussi par les grandes quantités de pores et poils absorbants qui garnissent leurs troncs et feuilles.
Les premiers à tester l'efficacité des plantes à dépolluer l'air furent des scientifiques de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), dans les années 1980. Ils souhaitaient alors développer un filtre biologique efficace dans les stations spatiales et les écoconstructions (« édifices écologiques »).
Trente ans plus tard, l'utilité d'une dépollution des espaces intérieurs car dans le monde plus de 50 % de la population vit en ville et souvent une majeure partie du temps à l'intérieur d'édifices ou d'habitacles, où la qualité de l'air est souvent inférieure à celle de l'extérieur (accumulation de CO2, de poussières, d'allergènes, de composés organiques volatils). Des études, par exemple de l'Observatoire de la qualité de l'air intérieur montrent en France que l’air intérieur est 5 à 10 fois plus pollué que l’air extérieur, de plus, Brilli F, Fares S, Ghirardo A, de Visser P, Calatayud V, Muñoz A, ... & Menghini F (2018) Plants for sustainable improvement of indoor air quality. Trends in plant science, 23(6), 507-512 (résumé). ce qui rend toujours pertinent la recherche de plantes dépolluantes.
Dans le futur, un assortiment de plantes choisies en fonction des besoins en hygrométrie et phytoremédiation de l'air pour le logement, bureau, salle de classe, alimentée automatiquement en eau, en matière de purification de l'air et de capteurs intelligents, au profit d'un air intérieur plus pur, sans consommation supplémentaire d'énergie.
Trois chercheurs ont en 2018 proposé de produire une plante d'intérieur OGM dans laquelle serait introduite un gène de mammifère, détoxifiant : le cytochrome P450 2e1 ; un transgène pouvant par exemple être introduit dans la plante Epipremnum aureum, pour mieux épurer le benzène et le chloroforme de l'air intérieur ou d'autres COVLong Zhang, Ryan Routsong & Stuart E. Strand (2018) Greatly Enhanced Removal of Volatile Organic Carcinogens by a Genetically Modified Houseplant, Pothos Ivy (Epipremnum aureum) Expressing the Mammalian Cytochrome P450 2e1 Gene ; Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 1, 325-331 Publication Date:December 19, 2018 | https://doi.org/10.1021/acs.est.8b04811.
Notion de bioépuration La bioépuration est la faculté d'un être vivant (plante éventuellement) ou d'une communauté d'êtres vivants (plantes et champignons et bactéries symbiotes de la plante et de son système racinaire par exemple) d'absorber, fixer, et/ou dégrader certains polluants de l'airExtrait de l'article de D. Cuny, M-A. Rzepka et G. Bulteau, « Quels rôles les plantes peuvent elles jouer vis-à-vis de la pollution à l’intérieur des locaux ? », Air Pur , de l'eau ou des solsLiénard A (2018) La dépollution des sols par phytoremédiation. PDF, 14p. Toutes les plantes absorbent naturellement du CO2 et produisent de l'oxygène. Les lichens (symbiose algue-champignon) et certaines plantes épiphytes ou aquatiques n'utilisent pas leurs racines pour se nourrir mais captent leurs nutriments directement dans l'air et les eaux météoriques. Toutes nécessitent cependant de l'eau et une certaine quantité de lumière pour vivre.
Phytobioépuration de l'air Diverses études ont cherché à mesurer les capacités de certaines plantes à épurer l'air (air extérieur ou air intérieurZHOU Jia-yu ZHU Meng-jiao ZHANG Lei XU Xiao-gang (2010) ; Overview of Research on Purification of Indoor Plants [J];Modern Agricultural Sciences and Technology ; 2010-18 (College of Forestry Resource and Environment,Naniing Forestry University,Nanjing Jiangsu 210037).
Ainsi en conditions expérimentales contrôlées, des fougères en pot diminuent dans une certaine mesure la teneur de l'air en formaldéhydes, mais probablement aussi via des organismes présent dans le substratBin B.Y & Rong L.X (2003) Study on the Cleaning of Formaldehyde Pollution in Indoor Air by Brackplant [J]. Strait Journal of Preventive Medicine, 3, 012.. De nombreuses études ont porté sur le formaldéhydeSong Lan et al.(College of Life Science,Liaoning Normal University,Dalian 116029,China);Study on the Absorption Effects of Formaldehyde by 3 Species of Foliage Plants[J];Anhui Agricultural Science Bulletin;2010-01 car c'est un polluant courant et chronique de l'air intérieurXU Di et al (2009) Research on Absorptive Capacity of Ornamental Plant Leaves on Formaldehyde [J];Journal of Anhui Agricultural Sciences;2009-12 (Biotechnology Research Center,College of Life Science and Technology,Kunming University of Science.
Si les conditions de sol, de lumière, de température et d'arrosage leur conviennent, et si elles sont assez nombreuse les plantes peuvent notamment directement réduire la concentration de CO2 dans l'environnement local. Plusieurs expériences en ont testé dans des compartiments hermétiques contrôlé, où l'on peut mesurer la vitesse d'abattement du taux de CO2Cetin M & Sevik H (2016) Measuring the Impact of Selected Plants on Indoor CO 2 Concentrations. Polish Journal of Environmental Studies, 25(3).. Les résultats varient fortement selon les espèces.
Mécanisme végétaux en jeu Les plantes non aquatiques peuvent adsorber certaines molécules et/ou particules de trois manières complémentaires (encore en 2018 ) : via leurs stomates : seuls les composés très volatils de faible poids moléculaire et souvent, solubles dans l'eau (SO2, NOx, O3, CO, formaldéhyde, benzène, toluène, etc.) empruntent cette voie puis sont solubilisés dans l'eau et enfin métabolisés ou stockés dans les cellules. Dans ce dernier cas, les plantes sont dites hyperaccumulatrices : elles peuvent concentrer un polluant, mais non le détruire s'il s'agit de métaux lourds (qui ne sont pas métabolisés). à la suite d'un dépôt de surface. Les composés de volatilité intermédiaire ou de haut poids moléculaire et plutôt liposolubles sont absorbés sur la cuticule souvent cireuse des feuilles, puis peuvent migrer vers la mésophylle pour y être intégrées ou « bioépurés » de la même manière que précédemment. Des feuilles rendues collantes par du miellat de puceron peuvent aussi adsorber certaines polluants de l'air. Des particules peuvent se fixer sur les poils, tiges, racines, etc. via le microbiome végétal.
En faisant passer l'air intérieur dans de l'eau où sont cultivées des algues ou des plantes aquatiques, les particules, le CO2 et d'autres composés peuvent être retirés de l'air. Une difficulté est alors de gérer les biofilms qui encrassent les parois vitrées et/ou la surface des feuilles (en présence de plantes supérieures)
Mécanismes secondaires ou collatéraux : Dans le sol, autour des racines, les complexes argilo-humiques du sol ou les mycéliums de champignons présents dans la terre et/ou les bactéries ou divers petits organismes peuvent aussi adsorber, absorber des métaux ou absorber et dégrader certains polluants et parfois contribuer à la dépollution (voir l'article fongoremédiation).
Efficacité
Elle dépend en partie des conditions de sol, de luminosité, de santé de la plante. Les plantes plus vertes et foncées (plus riches en chlorophylle) sont généralement plus actives quand la lumière est intense SEVIK H., KARAKAS H., KARACA U. (2013) Color - Chlorophyll relationship of some indoor ornamental plant, International Journal of Engineering Science & Research Technology, 2 (7), 1706. ainsi Ficus elastica ou Yucca massengena se montre dans ces conditions plus rapide que d'autres espèces testées pour absorber le CO2 (et elles peuvent atteindre une grande taille en intérieur). Mais on a montré que d'autres espèces, plus colorées ou ornées de taches claires continuaient, elles à être actives quand la lumière est faible. Ocimum basilicum, appréciée pour ses fleurs et son parfum semble par contre peu efficace contre le CO2 , de même que Sinningia speciosa. Codiaeum variegatum se montre dans un premier temps efficace mais atteint un plafond à 1000 ppm, qui reste une dose élevée selon certains experts. Hormis les cactées, toutes les plantes émettent du CO2 la nuit, mais bien moins que la quantité de qu'elles ont absorbé la journée précédente.