Plant'airpur

Le pouvoir purificateur des plantes d'intérieur

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En France: le programme Phytair

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Faculté de pharmacie de Lille, CSTB de Nantes, Plant’air pur d’Angers.

    Elle a pour premier objectif, la mise au point d’un protocole d’analyse permettant de qualifier des plantes au regard de leurs capacités à surveiller ou à épurer l’air ambiant. Le Programme utilisera toujours les trois plantes déjà pré-testées et communément utilisées en plantes d'intérieur : 

  Scindapsus aureus (Lierre du diable ou pothos) ; 

  Chlorophytum comosum (Plante araignée ou Phalangère) ;

  Dracaena marginata (Dragonnier ; dont la capacité à épurer lebenzene  et le n-hexane ont été confirmées en Australie en 2001).

   La méthode découle des connaissances acquises depuis quelques années dans le domaine de la biosurveillance de la pollution extérieure, néanmoins, pour pouvoir interpréter et comparer les résultats, plusieurs conditions d'expériences étaient nécessaires :

• étude du rapport concentration finale sur concentration initiale, avec une injection unique de polluant sur 24h,

• maintien de la température et de l'humidité constantes (pour la comparabilité des résultats, bien que ces paramètres varient dans la réalité),

• utilisation d'un éclairage naturel (avec ou sans ajout d'éclairage artificiel) pour reproduire l’éclairage tel qu'il existe dans l'habitat réel.

   Les polluants étudiés sont le benzène, le formaldéhyde et le CO qui sont très répandus dans les locaux et ont été déclaré prioritaires à cause de leurs effets sur la santé.

   De plus, différentes configurations d’expositions ont été expérimentées pour différencier le rôle de chaque compartiment dans les phénomènes d’épuration. Six configurations différentes ont été testées :

• Plantes avec sol, racines et microorganismes.

• Pots avec terre, racines et microorganismes.

• Plantes sans terre ni microorganismes.

• Plantes avec des feuilles uniquement.

• Terre et microorganismes.

• Terre stérile.

   Les plantes sont toutes exposées aux polluants dans des enceintes en verre, équipées pour mesurer et suivre l'évolution des concentrations en polluants.

   Les tests de la première phase du programme Phytair ont confirmé que les plantes épurent l’air des enceintes, et ont montré que la configuration plantes avec sol, racines et microorganismes est la plus efficace pour dépolluer l’air. Néanmoins, les chercheurs ont constaté que les performances diffèrent selon les plantes et polluants. Pour les plantes testées, le monoxyde de carbone est le polluant pour lequel les abattements des concentrations ont été les plus forts. Vient ensuite le formaldéhyde, puis en dernière position le benzène. Mais en termes de rapidité du processus, le formaldéhyde est éliminé plus rapidement que le toluène et le monoxyde de carbone (avec environ la même quantité éliminée pour une même surface folaire de C.comosum et S.aureus). Contrairement aux données existantes, D. marginata n’a pas montré, dans les conditions expérimentales utilisées, de performance épuratoire particulière.

   Au niveau cellulaire, des marqueurs de stress oxydant et de génotoxicité ont été étudiés afin de mettre en évidence les effets des polluants sur les végétaux. Tous les polluants ont eut un effet sur les cellules des modèles étudiés en générant à la fois un stress oxydant et des lésions de l’ADN. En fonction de l’espèce, les effets ont été plus ou moins importants. En effet, certaines espèces (comme C. comosum) ont la capacité de compenser les stress d’une manière plus importante ce qui limite les effets délétères.

Ces résultats amènent différentes réflexions :

   Les cellules humaines, bien que fonctionnant différemment des cellules végétales, subissent - elles des effets comparables ?

   Pour des raisons d’interprétation des résultats, dans chaque expérience les plantes ont été exposées à un polluant à la fois. Or, dans la vie courante, nous sommes exposés à des « cocktails » complexes de polluants. De plus, on a vu que les plantes n’ont pas toutes le même potentiel d’absorption des polluants, et que les performances d’une même plante, varient selon le polluant.

   La méthodologie utilisée et testée pour ces résultats pourra être remise à d'autres laboratoires et aux professionnels d’une part pour mieux communiquer sur les capacités épuratoires des plantes et sur le Programme PHYTAIR et d’autre part, pour utiliser le protocole d’expérience sur d’autres plantes.

   D’autres perspectives se dégagent :

• Création d'un module de formation des vendeurs des magasins d’horticulture afin qu'ils renseignent mieux les clients sur les propriétés des plantes dépolluantes, mais aussi plus généralement sur les problématiques liées à la qualité de l’air intérieur. A titre d'exemple, une des craintes parfois exprimée par le grand public est que les plantes rejettent trop de CO₂ dans l’air ambiant. En réalité, elles ne rejettent qu'une quantité de CO₂ bien plus faible de celle que nous expirons en dormant, ou que celle induite par une cigarette allumée ou par une bougie qui se consume. De plus, une quantité au moins égale à ce CO₂ sera réabsorbée par la plante le lendemain quand elle sera exposée à la lumière du jour.

• Utilisation du label « PHYTAIR » ou d'une étiquette particulière pour communiquer, former, informer de manière objective. [Attention, le Label PHYTAIR est un label créé pour « certifier » qu’une plante a été testée dans les conditions préalablement définies par les expériences PHYTAIR et pour donner ces capacités épuratoires].

• Préparer un groupe de travail composé de collectivités (dont Pays de la Loire et Nord Pas de Calais ayant déjà montré leur intérêt..), et de scientifiques et professionnels de la filière ( horticulteurs, pépiniéristes, etc.).

• L’association PLANT’AIR PUR diffusera un guide d’utilisation à remettre aux clients achetant des plantes dépolluantes.

• Dans le domaine de la recherche: affiner la connaissance du rapport dépollution/surface foliaire (autrement dit : quelle surface de plante est nécessaire pour dépolluer l’air intérieur et en combien de temps ?)


• Poursuivre les expériences au sein d'une « Maison témoin » (du CSTB de Marne la Vallée, afin de se rapprocher des conditions quotidiennes de vie et de l’air intérieur à laquelle nous sommes quotidiennement soumis.

• Continuer les tests sur de nouvelles plantes ou des substrats améliorés pour élargir l’offre et son efficacité, et découvrir éventuellement que des plantes plus efficaces en termes de biosurveillance et de bioépuration. Il s'agit aussi d'affiner le rôle des microorganismes du sol des pots qui dans le cas du Benzène se montrent aussi efficaces que la plante elle-même si ce n'est plus efficace.

• Affiner les connaissances sur les allergies à certaines plantes d'intérieur (sève, pollen). Ce n’est pas réellement une perspective suite à PHYTAIR et de plus c’est déjà largement documenté.


• affiner la connaissance des mécanismes d'épuration ; dans les cas (comme lors des expériences de Wolverton) où les polluants sont présents à forte dose, quelles sont les réactions physico-chimique qui s’ensuivent, et quels phénomènes, suivent l'adsorption  ou l'absorption des molécules polluantes ou indésirables dans l'air par les plantes ; les polluants sont-ils métabolisés en métabolites plus ou moins nocifs pour la plante, avec quelles conséquences, etc. ?

   Geneviève Chaudet cite aussi des « biofiltres » plus perfectionnés, incluant du charbon actif  dans le substrat ou un système pulsant l'air au travers d'un mur végétalisé, dont les espèces sont choisies pour leurs capacités à épurer différents polluants.

   Dans l’optique de l’élaboration d’une méthode standardisée d’évaluation des végétaux et dans la perspective du label, deux axes de développement ont été proposés :

• concernant l’exposition des végétaux : optimisation de la maîtrise des paramètres environnementaux (température et humidité) et essai de mise au point d’une mesure des performances épuratrices des plantes exposées en continu ;

• concernant les paramètres physiologiques : intégration d’une nouvelle enzyme (la glutathion réductase) venant compléter les données relatives aux enzymes déjà étudiées.

 Résultats déjà obtenus sur les performances épuratoires :

1. Les capacités d’épuration des plantes sont confirmées, mais nécessitent d’être pondérées par le rôle du sol.
2. Les résultats obtenus ne sont pas uniquement dépendants de la surface et la quantité de cires foliaires. La densité du feuillage semble influer sur les performances observées.
3. L'hygrométrie et l'humidité du sol influent significativement sur les performances d’épuration du formaldéhyde (probablement essentiellement à cause des propriétés hydrophyles  de ce polluant).
4. La lumière n’influe pas sur les performances d’épuration.

Résultats obtenus sur les atteintes physiologiques :

1. Les résultats obtenus dans PHYTAIR I sont confirmés.
2. Les polluants ont généré un stress oxydant qui se manifeste soit par la formation de MDA  (Malondialdéhyde) et/ou par l’activation d’enzymes antioxydantes.
3. Lors des injections de benzène en mode continu, les mécanismes observés sont proportionnels à la dose utilisée.
4. Les résultats (obtenus en laboratoire ou lors de tests dans les écoles) montrent des possibilités de biosurveillance de la qualité de l’air intérieur.

    Plusieurs outils permettent cette évolution dont le plus abouti est le « Laboratoire MARIA » du CSTB qui est, schématiquement, une maison complètement équipée pour le suivi de très nombreux paramètres, dont les polluants, et dans laquelle des tests pourraient être réalisés sur les plantes. Cependant, cet équipement, compte tenu de sa configuration, du nombre de demandes, et de son coût d’utilisation, ne peut être le cadre de multiples tests préliminaires.

   Il convient dans un premier temps de faire appel à une étape intermédiaire basée sur l’utilisation d’un outil numérique. Celui-ci a pour but général d’observer le comportement des polluants dans des pièces (dont les caractéristiques peuvent être modifiées) en présence des plantes. L’objectif de cette étape sera d’établir des scénarios réalistes qui seront dans un second temps validés dans l’équipement « Maria ».

Trois phases d'étude sont en cours de mise au point entre le CSTB et la Faculté de Lille :

• Phase 1 : Recherche des conditions de standardisation des cultures. Elle sera nécessaire afin de disposer de matériel standard lors de l'exposition des végétaux aux polluants mais également sur la recherche de matériaux capables d'augmenter soit le phénomène de dépollution soit permettant une meilleure croissance végétale.

• Phase 2 : L'exposition des végétaux ; Durant cette phase, une étude de la cinétique d'élimination des polluants de l'air pour chaque espèce de plante sera réalisée. Une évaluation de la bio accumulation et la bio indication sera étudiée. Ces études aboutiront à une réflexion finalisée sur l'application des systèmes dans les lieux de vie.

• Phase 3 : Envisager le conditionnement et l'utilisation des plantes dans les lieux. Cette phase portera alors sur des essais progressifs faits dans des lieux différents.

A ce stade, le projet Phytair devrait principalement porter sur un modèle principal :

Le Scindapsus aureus (Lierre du diable ou pothos)

Et sur trois aérocontaminants :

• Le benzène (C₆H₆)
• Le monoxyde de carbone (CO)
• Le formaldéhyde (HCHO)

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