Les plantes vertes purifient-elles vraiment l'air d'une pièce ?
— Il en faudrait plus de 100 pots dans une pièce de 10 m² pour obtenir le même effet
Le pouvoir des plantes à absorber la pollution de l'air a bien été démontré par des expériences. Mais c'était dans une petite boîte fermée, sans échange d'air. Dans une pièce normale, l'air qui se renouvelle par les fenêtres et les interstices circule en quantité bien plus grande que ce que peuvent traiter les plantes.
Vous venez d'emménager, et l'odeur des meubles neufs flotte encore dans l'appartement. Chez le fleuriste, une plante verte porte une étiquette « plante qui purifie l'air ».
Vous en achetez une et la posez près de la fenêtre : l'air vous semble un peu plus frais. Vous vous souvenez même avoir entendu parler d'une étude de la NASA qui le confirmerait.
Alors, combien d'air ce pot purifie-t-il en une heure ? En creusant la question, la réponse s'avère bien plus modeste qu'on ne l'imagine.
Pourquoi cet effet « purifiant » ne marche pas dans une pièce : seulement deux raisons
L'expérience d'origine a eu lieu dans un récipient hermétique si petit qu'une personne ne pourrait y entrer. Dans un espace clos et étroit, la pollution finit forcément par diminuer, même lentement.
Dans une pièce ordinaire, l'air extérieur entre en permanence par les bouches d'aération et les interstices. Ce volume dépasse de plus de 100 fois ce qu'un seul pot peut purifier.
Le fait que les plantes absorbent la pollution n'est pas faux en soi. L'erreur, c'est d'avoir appliqué tel quel un résultat obtenu dans une boîte à l'échelle d'une pièce entière. Voyons cela dans l'ordre.
À l'origine, une expérience pensée pour une station spatiale
En 1989, des chercheurs de la NASA cherchaient un moyen de garder l'air pur à bord d'une station spatiale. Impossible, dans l'espace, d'ouvrir une fenêtre pour aérer.
Ils ont donc placé des plantes vertes dans un récipient hermétique, puis y ont injecté des gaz organiques émis par les meubles et les peintures. En quelques heures, la concentration de ces gaz a diminué. Ce résultat s'est répandu, donnant naissance à l'idée que « les plantes purifient l'air ».
Regardez la partie gauche de la figure 1. Dans cette expérience, l'air du récipient ne se renouvelle pas avec l'extérieur. La pollution n'a d'autre choix que d'être captée par la plante et le sol, donc elle diminue, même lentement. Des études ultérieures ont suggéré que ce sont surtout les micro-organismes vivant dans le sol autour des racines, plus que les feuilles, qui décomposent ces gaz.
L'air d'une pièce se renouvelle entièrement en environ deux heures
Les logements japonais actuels doivent être équipés d'un système de ventilation renouvelant au moins la moitié de l'air de la pièce chaque heure. Cette règle a été établie en 2003 pour prévenir les malaises causés par les gaz émis par les matériaux de construction.
Pour une pièce de 10 m², cela représente environ 12 mètres cubes d'air neuf entrant chaque heure. Or, une étude publiée en 2019 a recalculé l'ensemble des expériences antérieures sur les plantes. Ses résultats permettent d'estimer qu'un seul pot purifie, au maximum, environ 0,1 mètre cube d'air par heure.
Pour obtenir avec des plantes seules le même effet que la ventilation, il faut diviser 12 par 0,1, soit environ 120 pots. Regardez la figure 2 : aligner 120 pots sur le sol d'une pièce de 10 m² ne laisse presque plus de place pour marcher. Les études estiment qu'il faut entre 10 et 1000 pots par mètre carré de sol.
La nuit, les plantes arrêtent la photosynthèse et ne font plus que respirer. Elles consomment donc un peu d'oxygène, mais cette quantité reste bien inférieure à celle utilisée par la respiration d'une personne dormant dans la même pièce. Pour la même raison qu'une plante purifie peu l'air, elle le dégrade aussi très peu.
Pas du tout. De nombreuses études montrent que la vue de la verdure apaise. La transpiration des feuilles peut aussi légèrement augmenter l'humidité d'une pièce sèche. Simplement, en attendre un effet comparable à un purificateur d'air n'est pas réaliste, si l'on regarde les chiffres.
En résumé
Il est vrai que les plantes vertes absorbent la pollution de l'air. Mais cet effet n'est vraiment perceptible que dans un petit espace clos, sans échange d'air. Dans une pièce normale, l'air renouvelé par la ventilation représente plus de 100 fois ce qu'un seul pot peut traiter. Pour assainir l'air d'une pièce, le plus efficace reste d'abord d'ouvrir la fenêtre, puis de réduire les sources de pollution.
Les plantes purifient l'air.
Mais la fenêtre travaille 100 fois plus.
Le rôle des feuilles, qui rafraîchissent leur environnement en libérant de l'eau, est expliqué dans « Pourquoi la forêt est-elle plus fraîche que la ville ? », et les astuces des feuilles pour gérer leur eau dans « Pourquoi le cactus ne meurt-il pas quand on oublie de l'arroser ? ».
- Mesurez la surface au sol de la pièce (nombre de tatamis × environ 1,6 m²) et la hauteur du plafond.
- Multipliez les deux pour obtenir le volume de la pièce ; sa moitié donne une estimation de « l'air renouvelé en une heure ».
- Divisez ce chiffre par 0,1 pour obtenir le nombre de pots nécessaires pour égaler la ventilation. Comparez-le au nombre de pots présents chez vous.
En tenant un mouchoir en papier près d'une bouche d'aération ou d'un ventilateur d'extraction, vous pouvez aussi voir visuellement dans quel sens circule l'air.
Pour aller plus loin — vocabulaire, formules, liens avec les manuelsDu collège à l'université, le niveau de chaque partie est indiqué clairement
- CollègeNiveau collège, cours de sciences
- LycéeNiveau lycée, cours de « chimie » ou de « mathématiques »
- Lycée+Approfondissement du lycée, ou encadré de manuel
- UniversitéNon vu au lycée : matière universitaire spécialisée (génie du bâtiment, ingénierie environnementale)
- RechercheSujet encore non établi comme « acquis », en cours d'étude par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Composé organique volatil : substance organique émise sous forme gazeuse à température ambiante par les meubles, peintures, colles, etc. Le formaldéhyde ou le toluène en sont des exemples.
- Taux de renouvellement d'air : nombre indiquant combien de fois le volume de la pièce est renouvelé par heure. Un taux de 0,5 signifie que la moitié de l'air de la pièce est renouvelée en une heure.
- Débit d'air purifié fourni : capacité de purification de l'air, exprimée en mètres cubes d'air totalement débarrassé de pollution produits par heure. C'est aussi la notion utilisée pour indiquer les performances des purificateurs d'air.
CollègeLycéeVérification par le calcul : combien de pots faut-il pour égaler la ventilation ?
On calcule combien de pots sont nécessaires pour que le volume d'air pur apporté par la ventilation soit égal à celui produit par les plantes.
| En symboles | N = n × V ÷ C |
| En mots | Nombre de pots nécessaires = taux de renouvellement d'air × volume de la pièce ÷ débit d'air purifié d'un pot |
| D'où vient cette formule | C'est un bilan de matière sur la pollution qui entre et sort de la pièce. La capacité à éliminer la pollution se compare par « le volume d'air purifié en une heure » ; on cherche donc le nombre de pots pour lequel ce volume égale celui de la ventilation. |
| Symbole | Signification et unité |
|---|---|
| N | Nombre de pots nécessaires (pots) |
| n | Taux de renouvellement d'air (fois/heure) |
| V | Volume de la pièce (mètres cubes) |
| C | Débit d'air purifié d'un pot (mètres cubes/heure) |
| Surface au sol pour 10 m² | environ 10 mètres carrés |
| Hauteur de plafond | 2,4 mètres |
| Taux de renouvellement d'air réglementaire (minimum légal) | 0,5 fois/heure |
| Débit d'air purifié d'un pot (valeur haute estimée à partir des études) | environ 0,1 mètre cube/heure |
| Volume de la pièce | 10 × 2,4 = 24 mètres cubes |
| Air renouvelé par ventilation en 1 heure | 24 × 0,5 = 12 mètres cubes |
| Nombre de pots nécessaires pour égaler cet effet | 12 ÷ 0,1 = 120 pots |
| Nombre de pots par mètre carré de sol | 120 ÷ 10 = 12 pots |
12 pots par mètre carré se situe dans la fourchette basse des « 10 à 1000 pots » estimée par les études. Même en surestimant la capacité des plantes, il faudrait couvrir toute la pièce de pots pour seulement égaler la ventilation.
LycéeLycée+Pourquoi l'effet semblait-il « bien marcher » dans le récipient fermé ?
LycéeDans un récipient fermé, la vitesse d'élimination de la pollution est proportionnelle à sa concentration à cet instant. La concentration diminue donc de moitié à intervalles réguliers : c'est la forme d'une fonction exponentielle, vue en mathématiques. Plus le récipient est petit, plus ce temps de division par deux est court, pour une même plante.
Lycée+Dans une pièce, la pollution est émise en continu par les meubles, etc. La concentration se stabilise lorsque la quantité émise s'équilibre avec celle éliminée par la ventilation et les plantes. Cette concentration d'équilibre est donnée par « quantité émise ÷ (volume traité par la ventilation + volume traité par les plantes) » ; le dénominateur est dominé presque entièrement par la ventilation. Ajouter des plantes ne change quasiment pas ce dénominateur.
UniversitéLe « modèle de mélange parfait » qui détermine la concentration intérieure
En génie du bâtiment, on utilise le modèle de mélange parfait, qui suppose que l'air d'une pièce est uniformément mélangé, pour traiter la concentration intérieure. À partir du bilan de matière entre l'émission, le renouvellement d'air et l'élimination, on calcule la concentration à l'équilibre ou son évolution dans le temps. L'effet d'un purificateur d'air ou de plantes s'évalue en l'exprimant en débit d'air purifié fourni, dans la même unité que le débit de ventilation, pour pouvoir les additionner. Au Japon, la révision de 2003 de la loi sur les normes de construction a rendu obligatoire, pour lutter contre le syndrome des bâtiments malsains, un système de ventilation mécanique assurant un taux de renouvellement d'air d'au moins 0,5 fois par heure dans les logements.
📖 Pour la démonstration des formules et plus de détails : Ventilation (Wikipédia, en japonais) ／ Syndrome des bâtiments malsains (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui reste encore mal connu
- Jusqu'où un ventilateur forçant l'air à traverser le sol peut-il être efficace ? Des dispositifs utilisant un ventilateur pour forcer l'air à traverser le terreau des pots ou des murs végétalisés sont à l'étude. Leur efficacité réelle dans des bâtiments concrets reste en cours d'évaluation.
- Quels micro-organismes décomposent ces gaz ? On pense que les micro-organismes du sol autour des racines jouent un rôle important, mais leurs espèces et leur fonctionnement global restent mal connus.
- Quelle est l'ampleur de l'effet sur l'humeur ou la concentration ? De nombreuses études montrent que la présence de verdure améliore l'humeur, mais l'ampleur de cet effet et sa durée ne font pas consensus.
Autrement dit, le contenu de cet article reflète « ce que l'on sait à ce jour ». Les chiffres sur la capacité des plantes varient aussi selon les conditions expérimentales.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Partie de l'article concernée |
|---|---|---|
| Collège | Sciences « structure et fonctions des plantes » | Photosynthèse et respiration, question de l'oxygène la nuit |
| Lycée | Mathématiques « fonction exponentielle », chimie « gaz » | Mécanisme de division par deux de la concentration en récipient fermé |
| Lycée+ | Approfondissement de chimie (bilan de matière) | Équilibre entre émission et élimination déterminant la concentration |
| Université | Génie du bâtiment (qualité de l'air intérieur) | Modèle de mélange parfait, débit d'air purifié fourni |
| Recherche | Microbiologie environnementale, psychologie environnementale | Micro-organismes du sol, effet psychologique de la verdure |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Ne pas bloquer les bouches d'aération, ouvrir les fenêtres, gérer l'odeur des meubles neufs |
- Cummings, B. E. & Waring, M. S. (2020) Potted plants do not improve indoor air quality: a review and analysis of reported VOC removal efficiencies. Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, 30, 253–261.
- Wolverton, B. C., Johnson, A. & Bounds, K. (1989) Interior Landscape Plants for Indoor Air Pollution Abatement. NASA.
- Ministère du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme (国土交通省, Kokudo kōtsū shō) « Mesures contre le syndrome des bâtiments malsains fondées sur la loi sur les normes de construction »
- Ministère de la Santé, du Travail et des Affaires sociales (厚生労働省, Kōsei rōdō shō) « Valeurs indicatives de concentration intérieure des substances chimiques dans l'air des logements »
- Wikipédia « Ventilation » (en japonais)
※ Cet article est une vulgarisation scientifique destinée au grand public. Les chiffres présentés sont des ordres de grandeur donnés pour faciliter la compréhension du mécanisme. En cas d'odeurs persistantes ou de malaises prolongés, aérez suffisamment et consultez un établissement médical ou un service de conseil municipal.