Mes recherches portent sur : i) la dynamique des polluants dans les systèmes sol-plante, ii) le fonctionnement et l'évolution des sols fortement affectés par les activités humaines (urbains, industriels et miniers) et iii) le traitement des sols pollués et dégradés par des solutions fondées sur la Nature (SFN). Initialement consacrées aux relations sols-déchets solides (e.g. boues), elles se sont orientées ensuite vers les interactions sol-racine-polluants avec une attention particulière pour les propriétés des exsudats racinaires et pour la mesure de la biodisponibilité des métaux lourds. Puis elles ont pris deux voies complémentaires, l’une étant la connaissance des sols très anthropisés et leur évolution et l’autre les technologies fondées sur les plantes pour gérer ces sols (phytoremédiation). Enfin, considérant les sites dégradés comme une ressource, mes activités se sont attachées à la restauration et au développement des services écosystémiques qui peuvent être rendus par ces espaces. Branche de la phytoremédiation, l’agromine® est une SFN dans laquelle je me suis investi pour développer des systèmes de culture capables de récupérer les métaux d’intérêt stratégiques présents dans les sols et les déchets. 

En 1994, j’ai créé, puis dirigé jusqu'en 2012, le Laboratoire Sols et Environnement UMR 1120 UL-INRAE. De 2000 à 2019, j’ai contribué à créer et j’ai présidé le GISFI (Groupement d’Intérêt Scientifique sur les Friches Industrielles) www.gisfi.univ-lorraine.fr), un consortium de dix groupes de recherche, dédié à la reconversion des territoires dégradés et au développement de technologies de traitement et de réutilisation des sols. Je coordonne le laboratoire international ECOLAND (LIA) établi en 2015 entre l'Université Sun Yat-sen, l’UL et l'INRAE, pour développer les services écosystémiques rendus par les territoires contaminées. J’ai dirigé ou codirigé plus de 60 thèses de doctorat et publié près de 300 articles dans des revues internationales à comité de lecture, deux brevets et je suis coéditeur d'une série d’ouvrages.

Je suis ou j’ai été membre de comités scientifiques nationaux (Ademe, Arvalis-Institut du Végétal, Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité (FRB), Plante & Cité) et internationaux (Université RUDN, Moscou). J’ai présidé le groupe international SUITMA (Soils of Urban, Industrial, Traffic, Mining and Military Areas) de l'Union internationale de la Science du Sol (2007-2015).

J’ai été membre du Conseil national des universités (2004-2012), vice-président de la recherche de l’INPL (2002-2006) puis membre du conseil d'administration de l'UL (2007-2017). J’ai été membre correspondant de l’Académie d’Agriculture de France et je suis membre de l’Académie Lorraine des Sciences.

Je suis co-fondateur de deux startups, Microhumus (2007) et Econick (2016), et j’ai créé un cabinet d’expertise environnementale, Consoilting (2019).

Mes recherches ont été honorées notamment par l’Académie d’Agriculture de France (Médaille Vermeil, 1985), les Palmes Académiques de France (Chevalier, 2005), la Région Lorraine (Grand Prix, 2006), l’Institut National de la Propriété Industrielle (2009), la Société Industrielle de l’Est (Grand Prix, 2010) et, au plan international, l’Université d’Agriculture de Tirana, Albanie (Doctor honoris causa, 2005) et l’International Society for Phytoremediation (Gordon Prize, 2018).