Contexte scientifique : la NASA Clean Air Study (1989)
En 1989, la NASA publie une étude (Interior Landscape Plants for Indoor Air Pollution Abatement, Wolverton et al.) menée dans le cadre du programme de vie en station spatiale. L’objectif était de trouver des méthodes biologiques passives pour purifier l’air confiné de modules hermétiques.
Protocole expérimental : Des plantes individuelles sont placées dans des chambres scellées d’environ 1 m³, soumises à une concentration initiale élevée de Composés Organiques Volatils (COV). Les taux résiduels de COV sont mesurés après 24 heures.
Ce que l’étude mesure réellement : la capacité d’une plante à absorber des COV dans des conditions hermétiques contrôlées — ce qui n’est pas la condition d’une habitation normale.
Les données sont réelles et reproductibles. Leur application directe à l’habitat domestique nécessite des ajustements importants que la vulgarisation populaire a largement ignorés.
Les COV intérieurs : identification et sources
L’air intérieur d’un logement peut contenir des concentrations de COV 2 à 5 fois supérieures à l’air extérieur selon l’ADEME. Les principaux polluants chimiques sont :
| Polluant | Formule | Sources domestiques | Effets santé (exposition chronique) | Seuil ANSES (µg/m³) |
|---|---|---|---|---|
| Formaldéhyde | CH₂O | Aggloméré, contreplaqué, mousses isolantes, fumée tabac, bougies | Irritation muqueuses, cancérigène groupe 1 (CIRC) | 30 µg/m³ (valeur guide 8h) |
| Benzène | C₆H₆ | Colles, vernis, peintures, fumée de combustion | Cancérigène groupe 1, toxicité médullaire | 2 µg/m³ (recommandation OMS) |
| Trichloréthylène | C₂HCl₃ | Dégraissants, encres, adhésifs, nettoyant à sec | Neurotoxique, cancérigène probable (groupe 2A) | — |
| Xylène | C₈H₁₀ | Solvants peinture, marqueurs, vernis, adhésifs | Irritation respiratoire, narcotique à haute dose | 870 µg/m³ |
| Toluène | C₇H₈ | Peintures, vernis à ongles, dégraissants | Neurotoxique, tératogène (risque grossesse) | 36 µg/m³ |
| Ammoniac | NH₃ | Produits nettoyants alcalins, engrais, tabac | Irritation forte des voies respiratoires | 200 µg/m³ |
Mécanismes de phytoremédiation
La décomposition des COV par les plantes n’est pas un mécanisme unique. Plusieurs voies interviennent simultanément :
1. Absorption stomatique foliaire
Les stomates (pores à la surface des feuilles) absorbent les COV par gradient de concentration. Les molécules de COV passent dans les cellules où elles sont métabolisées par des enzymes spécifiques. Ce mécanisme est directement proportionnel à la surface foliaire totale.
2. Métabolisme rhizosphérique
C’est le mécanisme le plus efficace selon les études post-NASA. Les micro-organismes de la rhizosphère (bactéries et champignons symbiotiques dans le substrat et autour des racines) métabolisent les COV avec une efficacité supérieure aux feuilles. L’étude de Liu et al. (2007) montre que des plantes dont les racines seules sont exposées aux COV dépolluent plus efficacement que des plantes dont seul le feuillage est exposé.
Implication pratique : un substrat vivant et riche en micro-organismes (compost, lombricompost, mycorrhizes) augmente significativement l’efficacité dépolluante.
3. Adsorption sur les surfaces végétales
La surface des feuilles (cires, pilosités, exsudats) peut physiquement fixer certaines molécules. Mécanisme mineur pour les COV gazeux, plus pertinent pour les particules fines.
Classement des espèces par efficacité
1. Spathiphyllum wallisii (Fleur de lune)
Spectre d’action : le plus large de toutes les espèces testées — formaldéhyde, benzène, trichloréthylène, ammoniac, xylène.
Données quantitatives (chambre test 1 m³, 24h) :
- Formaldéhyde : réduction de 23 µg/h
- Benzène : réduction de 15 µg/h
- Ammoniac : réduction de 12 µg/h
Conditions d’efficacité maximale : humidité relative 60–70 %, luminosité 1000–2000 lux, substrat riche en micro-organismes, température 18–25 °C.
Avantage supplémentaire : transpiration élevée (+++ en période de croissance) qui augmente l’hygrométrie ambiante et réduit la concentration de particules en suspension.
2. Sansevieria trifasciata (Langue de belle-mère / Sansevieria)
Spectre d’action : formaldéhyde, benzène, xylène, trichloréthylène.
Particularité métabolique : plante à métabolisme CAM (Crassulacean Acid Metabolism). Contrairement aux plantes standard (qui ouvrent leurs stomates le jour), la Sansevieria ouvre ses stomates la nuit pour absorber le CO₂ et libère l’O₂ la nuit. Cette caractéristique la rend particulièrement adaptée aux chambres à coucher.
Taux de réduction du formaldéhyde : jusqu’à 31 µg/h par plante (résultats Wolverton, 1989).
Avantage pratique : tolère les faibles luminosités (50 lux minimum), l’irrégularité des arrosages, les températures fraîches (minimum 10 °C) — une des plantes dépolluantes les moins exigeantes à l’entretien.
3. Epipremnum aureum (Pothos, Scindapsus)
Spectre d’action : formaldéhyde, benzène, xylène, monoxyde de carbone.
Avantage structurel : c’est une liane dont la surface foliaire totale peut dépasser 3 à 5 m² sur un seul plant bien développé. La surface foliaire étant le principal vecteur d’absorption stomatique, cette surface étendue compense une efficacité par unité de surface légèrement inférieure.
Données : réduction de 17 µg/h de formaldéhyde dans les conditions standard de test.
Culture facile : tolère de 50 à 10 000 lux, arrosage irrégulier, températures entre 12 et 32 °C.
4. Chlorophytum comosum (Plante araignée)
Spectre d’action : formaldéhyde, monoxyde de carbone, xylène.
Donnée remarquable : dans l’étude de Wolverton, un seul Chlorophytum en chambre scellée a éliminé 95 % du formaldéhyde présent en 24 heures. Cette donnée est souvent citée sans son contexte (chambre 1 m³ scellée, concentration initiale élevée).
Production rapide : une plante mère produit de 6 à 20 stolons par an, chacun portant un “bébé” transplantable. Multiplication gratuite et continue.
5. Dracaena marginata et D. fragrans
Spectre d’action : formaldéhyde, benzène, trichloréthylène, xylène.
D. marginata : tiges fines, feuilles longues rouges et vertes, port architectural. Absorption du formaldéhyde : 13 µg/h. D. fragrans : feuilles larges et brillantes, port plus compact. Absorption du benzène : 8 µg/h.
Précaution : toxique pour les chiens et les chats (saponines) — à éviter dans les foyers avec ces animaux.
6. Hedera helix (Lierre anglais)
Spectre d’action : benzène, formaldéhyde, xylène, toluène.
Propriété supplémentaire : des études complémentaires (Pasteur et al., 2010) ont montré une réduction des moisissures en suspension dans l’air ambiant en présence de lierre — mécanisme lié à des composés antifongiques exsudés par les feuilles.
Données : absorption du benzène de 11 µg/h en chambre test.
Limite : exige une hygrométrie modérée à élevée et une luminosité correcte pour maintenir une croissance active. En conditions de stress, l’absorption chute drastiquement.
7. Rhapis excelsa (Palmier bambou)
Spectre d’action : formaldéhyde, ammoniac, benzène.
Intérêt spécifique : seule espèce parmi les plus efficaces qui cible prioritairement l’ammoniac — polluant issu des produits ménagers alcalins, souvent sous-estimé.
Transpiration : exceptionnellement élevée pour une plante d’intérieur, ce qui en fait un excellent humidificateur naturel.
8. Ficus benjamina
Spectre d’action : formaldéhyde, xylène, toluène.
Efficacité : parmi les plus élevées pour le formaldéhyde (jusqu’à 20 µg/h) grâce à sa grande surface foliaire.
Limite : très sensible aux changements de position et aux courants d’air — perd ses feuilles facilement à l’installation, ce qui réduit temporairement son efficacité.
Les limites réelles : quantification du problème
La question de la dynamique des fluides
Les expériences en chambre hermétique de la NASA ne reproduisent pas la dynamique aéraulique d’un logement habité. Dans une maison :
Taux de renouvellement de l’air (ACH - Air Changes per Hour) :
- VMC simple flux : 0,5 à 1 ACH
- Fenêtre ouverte 15 minutes : 4 à 8 ACH temporaires
- Infiltrations naturelles (maison ancienne) : 0,3 à 0,6 ACH
Conséquence : un renouvellement de 0,5 ACH dans une pièce de 20 m² (50 m³) signifie que 25 m³ d’air se renouvellent chaque heure. Une plante absorbant 15 µg/h de benzène ne peut pas compenser l’apport continu de benzène via l’air extérieur ou les sources intérieures.
La densité végétale nécessaire
Deux études post-NASA (Irga et al., 2013 ; Cummings & Llewellyn, 2018) ont tenté de transposer les données en conditions réelles. Leurs estimations convergent :
- Pour réduire de 10 % la concentration de formaldéhyde dans une pièce de 15 m² (hauteur 2,5 m) avec renouvellement d’air standard : 10 à 25 plantes selon les espèces
- Pour égaler l’efficacité d’une VMC double flux (95 % de filtration) : 100 à 1000 plantes par m² — non réalisable
Ce que les plantes font réellement dans un intérieur
Contribution mesurable :
- Augmentation de l’hygrométrie (bénéfice réel en hiver, chauffage)
- Légère réduction des COV dans les espaces semi-fermés ou peu ventilés
- Réduction du stress psychologique (effet biophilique documenté)
- Réduction du bruit ambiant (absorption des fréquences moyennes par le feuillage dense)
Ce qu’elles ne font pas :
- Remplacer la ventilation mécanique ou l’aération quotidienne
- Éliminer significativement les COV dans un espace normalement ventilé
- Protéger des pics aigus de pollution (vernissage, peinture, utilisation de produits ménagers)
Stratégie pratique : combiner plantes et mesures réelles
La hiérarchie des actions efficaces pour améliorer la qualité de l’air intérieur, par ordre d’efficacité décroissante :
-
Aération mécanique ou naturelle : 15 minutes d’aération par jour (même en hiver) renouvelle l’air et dilue les COV. Efficacité incomparablement supérieure à toutes les plantes réunies.
-
Suppression des sources : choisir des meubles en bois massif ou en aggloméré certifié “zéro formaldéhyde” (classe E1 ou mieux), peintures sans COV, produits nettoyants à faible teneur en ammoniaque.
-
Plantes d’intérieur en densité raisonnable : 1 plant par 10 m² dans les zones peu ventilées (chambres, couloirs) apporte un bénéfice marginal mesurable et un bénéfice psychologique certain. Privilégier les espèces à forte surface foliaire (Ficus benjamina, Rhapis excelsa, Pothos en liane).
-
Purificateurs à filtre HEPA + charbon actif : pour les personnes sensibles (asthmatiques, allergiques) ou en cas de rénovation. Efficacité documentée et mesurable sur les particules fines et les COV.
Tableau de sélection récapitulatif
| Espèce | Formaldéhyde | Benzène | Ammoniac | Xylène | Entretien | Toxicité animaux |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Spathiphyllum | ★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★★ | Facile | Oui (légèrement) |
| Sansevieria | ★★★ | ★★★ | ★☆☆ | ★★☆ | Très facile | Oui (chien/chat) |
| Epipremnum (Pothos) | ★★★ | ★★☆ | ★☆☆ | ★★☆ | Très facile | Oui (chien/chat) |
| Chlorophytum | ★★★ | ★☆☆ | ★☆☆ | ★★☆ | Très facile | Non |
| Dracaena | ★★☆ | ★★★ | ★☆☆ | ★★☆ | Facile | Oui (chien/chat) |
| Hedera helix | ★★☆ | ★★★ | ★☆☆ | ★★☆ | Moyen | Oui (tous) |
| Rhapis excelsa | ★★☆ | ★★☆ | ★★★ | ★☆☆ | Facile | Non |
| Ficus benjamina | ★★★ | ★☆☆ | ★☆☆ | ★★★ | Difficile | Oui (allergie latex) |
★★★ : efficacité élevée — ★★☆ : efficacité modérée — ★☆☆ : efficacité faible