Les contaminations entrainent des dégradations générant des dysfonctionnements des sols et des atteintes à leurs fonctions écologiques. Le phytomanagement, qui utilise des espèces végétales pour extraire, contenir ou dégrader des polluants, apparaît comme une solution adaptée pour produire de la biomasse végétale tout en favorisant la réhabilitation de ces sols délaissés. Les approches récentes s’accordent sur l'importance des associations végétales dans l’optimisation de ces dispositifs. Ce projet de thèse s’articule autour d’un dispositif agroforestier novateur, associant la grande ortie (Urtica dioica L.) à une plante modèle dans le domaine, le peuplier. Dans des plantations de peuplier, l’ortie offre de nouvelles perspectives liées à son aptitude à se développer spontanément sur des sites contaminés et à la qualité de sa fibre végétale, utilisables pour la fabrication de biomatériaux.A partir de deux sites ateliers contaminés par les éléments trace métalliques (ETM) et différentes approches disciplinaires, ces travaux ont permis i) de mieux comprendre le fonctionnement de cedispositif peuplier-ortie à l’interface rhizosphérique et sa réponse aux ETM via des approches de barcoding environnemental et de métabolomique ciblée ii) d’appréhender le rôle des plantes modèles dans la restauration écologique de ces sites au travers d’études phytosociologique et entomologique et évaluer l’implication des communautés associées dans les flux d’ETM par uneapproche écotoxicologique, et finalement iii) de caractériser et optimiser le potentiel économique de ce dispositif selon une approche agroécologique. Enfin, cette thèse ambitionne d’être un travail de référence pour les futurs projets de phytomanagement basés sur des associations arbres – orties.