Le programme Phyt’air est un programme français de recherche portant sur la faisabilité de l'épuration de l’air à l'intérieur des bâtiments par des plantes, et sur leur capacité de bioindication de la qualité de l'air intérieur. Il s'est déroulé en 3 phases, de 2001 à 2012.
Le programme a conclu que l'absorption des polluants par les plantes n'était pas significative, et avantageusement remplaçables par l'aération et la ventilation.
Air intérieur La qualité de l’air extérieur fait depuis les années 1970 l'objet de nombreuses études, d'alertes et de mesures mais la qualité de l’air intérieur n'a l'attention du public et des spécialistes que depuis peu. Or, un occidental urbain moyen passe plus de 80 % de son temps à l’intérieur. Et il est fréquent que l'air intérieur soit plus pollué que l'air extérieur (pour certains paramètres au moins), c'est pourquoi la maîtrise de la pollution des ambiances intérieures est un des objectifs des approches de type HQE (Haute qualité environnementale). L'utilisation d'organismes vivant pour épurer l'air intérieur ou extérieur est un des sous-objectifs d'un projet de quinzième cible HQE.
Principaux polluants et leurs sources Une première source de pollution de l'air intérieur est l'air extérieur. Les autres facteurs peuvent être liés à la nature des locaux, à leur histoire (peinture au plomb, amiante, ponçage, incendie, dégâts des eaux..) ou au comportement des occupants. Ces polluants ou « aérocontaminants » sont nombreux et peuvent être de nature très différentes (biologique, chimique ou physique). Leurs taux sont souvent variables dans le temps et dans l’espace, en fonction de la température, de l'agitation de l'air, de l'ensoleillement Ce sont notamment : Les composés organiques volatils, dont solvants évaporés de parfums, colles, peintures et encres d'imprimerie. On trouve aussi de nombreux solvants dégazant des matériels informatiques et électroménagers). 300 de ces composés ont été identifiés dans l'air intérieur, qui est parfois plusieurs fois plus pollués que l'air extérieurRalph L. Orwell, Ronald L. Wood, Jane Tarran, Fraser Torpy et Margaret D. Burchett ; Removal of Benzene by the Indoor Plant/Substrate Microcosm and Implications for Air Quality ; Revue : Water, Air, & Soil Pollution, Éditeur : Springer Netherlands, dans la collection Earth and Environmental Science ; Volume 157, / septembre 2004, ; (Impression) 1573-2932 (Online) ; DOI:10.1023/B:WATE.0000038896.55713.5b (Résumé introductif de l'étude). Les particules, micro ou nanoparticules, gaz et vapeurs issus des combustions et de la cuisson (monoxyde (CO) et dioxyde de carbone (), monoxyde (NO) et dioxyde d'azote (NO2), dioxyde de soufre (SO2), résidus d'hydrocarbures, et autres suies, (avec le cas particulier de la fumée de tabac..) Le radon (qui émane du sol ou de certains matériaux de construction) Des allergènes biologiques (poussières, pollens, moisissures, excréments d'acariens, formaldéhydes, fongicides, insecticides, produits anti-feu, insecticides, produits d’entretien, poils d'animaux domestiques…) Les particules ou fibres respirables en suspension dans l’air provenant de matériaux ou revêtement contenant de l'amiante, de la laine de roche, du plomb Les microorganismes (bactéries, moisissures, virus et autres microbes. Ils proviennent des aliments, des déchets organiques, ou des occupants (crachats, particules issus d'éternuements et autres fomites) ou ils viennent de l'extérieur (souvent adsorbés sur des poussières aéroportées, ou via des excréments de chiens, chats ou oiseaux, pollens et autres contaminants ramenés sous les semelles ou sur les vêtements).
Dépollution par les plantes Dans les années 1980, les premiers travaux scientifiques sur l'épuration de l'air intérieur par les plantes (l'un des domaines de la Phytoépuration) ont été initiés par le professeur Bill Wolverton de la NASA, aux États-Unis. Il était missionné depuis 1974 pour travailler sur l’élimination des composés chimiques générés par les matériaux de construction utilisés dans les navettes spatiales ou futures stations orbitales (milieux totalement confinés), afin que les astronautes puissent respirer un air plus sain. Il a produit une liste d'environ 50 plantes, notée chacune de 1 à 10 pour leur efficacité à absorber divers polluants.
Dans les années 1990, d'autres chercheurs, en Allemagne et aux États-Unis ont conforté les premiers résultats de Wolverton.
Depuis les années 2000, de nombreuses études ont approfondi cette question dans le monde entier (Australie, Allemagne, Angleterre, Canada, Chili, Corée, Chine, Géorgie, Japon et Russie) cherchant à mieux mettre en évidence (quantitativement et qualitativement) les propriétés épuratrices des plantes en pot ou en culture hydroponique vis-à-vis d’un certain nombre de polluants, notamment ceux de l’air intérieur. Mais les protocoles d'études étaient souvent trop différents pour facilement comparer ces études. À l'heure actuelle, en France, des recherches se poursuivent, dont via le projet Phyt'air.
Projet Phyt'air Il vise à mieux comprendre les mécanismes en jeu et à consolider les données scientifiques sur des questions telles que le dimensionnement minimal en surface foliaire nécessaire selon le volume de la pièce, la teneur en polluants, et leur nature.
La faculté de pharmacie de Lille, en partenariat avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), voulait étudier la faisabilité d'un système simple de bioépuration de l’air intérieur, avec dans le même temps la mise au point d'une méthode de qualification des plantes en vue de les utiliser comme bioindicateur. Ce projet s'inscrit dans les orientations du plan régional pour la qualité de l'air (PRQA) du Nord-Pas-de-Calais. Il peut aussi être support d'une filière économique appliquant les principes de la bioindication.
Une association « Plant'Airpur » fondée par Geneviève Chaudet (auteure d'un livre intitulé Les plantes dépolluantes), en 2000 accompagne le projet. Cette association de professionnels regroupe des producteurs et des distributeurs du secteur mais aussi des architectes d'intérieur, des paysagistes et des chercheurs.
Programme Phyt'air Développé de 2001 à 2012 par deux laboratoires de recherche (du CSTB de Nantes, et de la Faculté de pharmacie de Lille), il est cofinancé par les délégations régionales Nord-Pas-de-Calais et Pays de la Loire de l’ADEME et les régions Nord-Pas-de-Calais et Pays de la Loire. Son objectif, double, est de surveiller et d'épurer l'air intérieur grâce à des plantes vertes.
La phase I du programme Phyt’air, a consisté à comparer les méthodes et données de l’étude menée par Wolveton à celles des travaux de M. Cuny et Rzepka.
Étude de Wolverton En 1973, Wolverton avait identifié 107 produits composés organiques volatils susceptibles de polluer l'intérieur d'un vaisseau spatial, ce qui lui avait permis d'alerter la NASA sur les risques pour la santé des astronautes.
En 1984, les études publiées par la NASA, fondées sur des tests en laboratoire, démontraient que certaines plantes d’intérieur pouvaient épurer l'air d'espaces fermés de polluants tels que les COV. Pour affiner ses recherches, la NASA a construit un bâtiment totalement étanche dénommé « Biohome ». Il a été équipé de manière à reproduire l'habitat entièrement fonctionnel d'une personne. Le reste de l'espace intérieur a accueilli un réseau des « composants biorégéneratifs » entièrement composé de plantes et de leurs substrats de croissance. Le Biohome a aussi été équipé (sur chaque porte extérieure) de préleveurs d'échantillons d'air intérieur.
Des analyses d'air ont été faites avec un chromatographe de spectromètre de masse/en phase gazeuse (la masse spec/GC) avant la mise en place des plantes au sein du Biohome ; elles ont confirmé la présence de niveaux élevés de COV (au point d'induire une forte irritation oculaire voire un malaise respiratoire chez les personnes entrant dans l'enceinte (deux symptômes pouvant évoquer ce qu'on appelle aujourd'hui le « syndrome des bâtiments malsains ».
Des plantes d’intérieur ont ensuite été introduites dans le biohome, pour en évaluer la capacité d’absorption des COV de l'air. Les analyses ont alors montré qu'en présence de ces plantes et de leur substrat, les concentrations en COV avaient très fortement diminué.
C’est pourquoi cette étude a depuis souvent servi de référence, notamment pour le Programme Phyt’air. Néanmoins, quelques points de méthode posent des questions que le programme Phyt'air veut résoudre : les doses de COV utilisées pour l’étude de Wolverton, étaient très élevées, plus qu'elles ne le sont dans nos milieux habituels de vie. Wolverton n'a pas étudié la part éventuelle des microorganismes ou du charbon de bois ou de la matière organique présents dans le substrats des plantes vertes, pour l’épuration de l’air.
La diversité des méthodes employées s'explique par la volonté de dégager un protocole, sinon standardisé, pouvant au moins servir de ligne directrice pour les travaux futurs et qui permettra des comparaisons fiables de résultats d'étude différentes.
Phases du Programme Phyt’air
Phase I (2005 à 2007) Elle a pour premier objectif la mise au point un protocole d’analyse permettant de qualifier des plantes au regard de leurs capacités à surveiller ou à épurer l’air ambiant. Le Programme utilise 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 le benzène et le n-hexane ont été confirmées en Australie en 2001).
La méthode découle des connaissances acquises dans le domaine de la biosurveillance de la pollution extérieure par les lichens ou les plants de tabac. 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, injection d’une dose unique et observations des performances d'épuration pendant 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.
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.
Résultats obtenus Comme il est possible de le faire pour les cellules animales, un test dit « test des comètes » a été réalisé sur les cellules végétales des plantes exposées. Il a mis en évidence une lyse du noyau cellulaire montrant que l'ADN des cellules végétales a été endommagé par l’exposition aux polluants. Ceci pose deux questions : Les cellules humaines, bien que fonctionnant différemment des cellules végétales, subissent elles des effets comparables ?