Les arbres, témoins de la pollution
Ne serait-ce pas fantastique si les arbres pouvaient servir de témoins muets de la pollution, par exemple celle causée par une installation industrielle ? Une étude du WSL a montré qu'ils stockent des nanoparticules – plus de mille fois plus fines qu’un cheveu humain – dans leur bois. Il peut s’agir de polluants, lorsqu’elles sont composées de métaux lourds toxiques comme l’aluminium ou le plomb, ou d’adjuvants industriels qui transportent des substances actives, par exemple dans les crèmes solaires ou les pesticides modernes.
Il était déjà connu que les plantes agricoles absorbent de telles particules de l'environnement. Paula Ballikaya, doctorante au WSL, a voulu vérifier s’il en était de même pour les arbres. « Jusqu’à présent, on ignorait si les nanoparticules pénétraient dans les feuilles comme le font les polluants gazeux, et si oui, de quelle manière », explique-t-elle. Elle a désormais démontré pour la première fois dans une expérience en serre que des nanoparticules intactes pouvaient passer à travers les feuilles et atteindre d’autres parties de l’arbre. Les résultats de cette étude ont été publiés dans le journal Tree Physiology.
Pour leur expérience, Paula Ballikaya et ses collègues ont pulvérisé en laboratoire des nanoparticules d’or sur de jeunes hêtres et pins sylvestres. Ils ont choisi d’utiliser l’or car ce métal ne nuit pas aux arbres et est facilement détectable dans les tissus végétaux. Après une vingtaine de jours, ces nanoparticules étaient présentes non seulement dans les feuilles, mais aussi dans le tronc et les racines. La voie d’accès aux tissus foliaires passe probablement par les stomates. Situés à la surface des feuilles, ces minuscules pores permettent à l’arbre d’échanger des gaz avec l’air. De là, elles se dispersent dans tout l’arbre d’une manière encore inconnue. Lorsque Paula Ballikaya avait irrigué les racines avec de l’eau contenant des nanoparticules, celles-ci ont également atteint le tronc, mais on en a trouvé davantage dans celui des arbres dont les feuilles avaient été traitées.
Chimie des cernes et monitoring de la pollution atmosphérique
L’expérience prouve que les arbres absorbent dans leur bois des nanoparticules polluantes que l’on retrouve sous une forme similaire dans l’air et l’eau. On peut encore y trouver des traces des années plus tard. C’est l’approche qu’utilise la dendrochimie, c’est-à-dire la chimie des cernes de croissance des arbres, le domaine de recherche principal de Paula Ballikaya, pour déterminer la pollution de l’environnement à l’année près. « On peut par exemple établir si une installation industrielle a contribué à cette pollution en analysant la composition chimique des cernes », explique Paula Ballikaya. « Ce type d’application a été une motivation pour notre expérience sur les nanoparticules. »
Des travaux antérieurs ont démontré que cela fonctionne, comme l’écrivent Paula Ballikaya et ses collègues dans un article de synthèse. Plusieurs équipes de recherche ont détecté divers polluants provenant des gaz d’échappement des voitures, des raffineries de métaux et de la combustion du charbon dans les cernes d’arbres. Ils proposent donc d’ajouter la dendrochimie aux programmes de monitoring environnemental consacrés à l’exposition aux nanoparticules. Paolo Cherubini, scientifique au WSL et directeur de thèse de Paula Ballikaya, précise: « Les cernes pourraient nous renseigner non seulement sur les niveaux antérieurs de pollution atmosphérique, mais aussi sur les conditions climatiques passées ou sur des événements tels que les éruptions volcaniques. Mais d’abord, nous devons en savoir plus sur la manière dont les nanoparticules se dispersent dans les arbres. »
L’idée d’utiliser les arbres pour nettoyer les sols et l’air pollués est prometteuse, et l’étude confirme qu’elle n’est pas irréaliste. « Les essences à croissance rapide pourraient stocker dans leur bois des métaux lourds provenant du sol ou de l’air, et ceux-ci pourraient ensuite être éliminés de manière appropriée », explique Paula Ballikaya. Mais avant d’en arriver là, elle doit élargir les connaissances sur les interactions entre les nanoparticules et les arbres.
