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  • Projet CASDAR "EQUAVEG"

    Durée des travaux : du 1er janvier 2017 au 30 juin 2020

    Animation : ACTA/Université de Pau et des Pays de l'Adour-LCABIE-IPREM

    • Résumé

      La contamination des sols par les ETM constitue une préoccupation importante car plusieurs ETM sont toxiques pour les organismes vivants à de très faibles concentrations. En général, l'Homme est exposé à ces contaminants par voie alimentaire car les ETM du sol sont prélevés par les plantes cultivées à destination de l'alimentation. Dans le contexte actuel, la problématique de la contamination des sols par les ETM est devenue un enjeu fort à plusieurs niveaux. L'activité humaine croissante multiplie les contaminations potentielles tandis qu'en parallèle, la demande sociétale vis-à-vis de la sûreté des produits alimentaires s'accroît.

      La concentration totale en ETM dans un sol n’est pas un indicateur prédictif du prélèvement des ETM par les végétaux. Il faut donc utiliser des indicateurs de la phytodisponibilité. Il s’agit alors de tester différentes méthodes de mesures de la phytodisponibilité basées sur les nouvelles méthodes de capteurs passifs. Certains de ces capteurs déjà opérationnels au laboratoire, tels que la DGT (Diffusive Gradient in Thin films) ou des capteurs électrochimiques développés ou en cours de développement et de validation tels que les capteurs à base d’hydrogels nano-composites doivent être testés pour des productions végétales de plein champ, dans des conditions de terrain.

      Il existe aujourd’hui un véritable besoin de proposer une méthode i) alternative aux méthodes « traditionnelles » basées sur le prélèvement d’échantillon et leur analyse, ii) permettant d’obtenir une évaluation et un suivi de substances cibles à la fois plus justes et plus rapides, moins contraignants d’un point de vue terrain et plus représentatifs de la biodisponibilité.

      Le projet vise à disposer d’un outil de mesure pour l’évaluation des capacités de transfert des éléments traces métalliques du sol vers la plante cultivée.  Cet outil repose sur l’utilisation d’un capteur innovant conçu à partir de milligels diffusifs (Diffusive MilliGels, DMG) synthétisés par un procédé millifluidique et incorporant des nanoparticules chélatantes, donnant accès à la concentration phytodisponible des éléments traces métalliques. Le capteur sera conçu, testé et étalonné en milieux contrôlés puis testé en conditions de plein champ. Le cadmium et  le plomb réglementés en alimentation humaine, et le cuivre fortement phytotoxique, ont été choisis comme éléments tests. Les espèces végétales choisies sont la laitue d’abord et le cresson car elles sont  (i) connues pour accumuler certains métaux dont le cadmium, (ii) elles permettent de tester deux conditions de culture différentes, la culture en sol et la culture en milieu aqueux. Cet outil répond au besoin d’anticipation de la qualité sanitaire des productions végétales par les agriculteurs, en proposant un diagnostic rapide de la biodisponibilité des ETM à l’échelle de la parcelle.

      Pour mener à bien ce projet, l’ACTA, le Ctifl, l’ITAB, l’UMR IPREM Université de Pau et des Pays de l’Adour/CNRS, l’INRA (UMR ISPA) et Bordeaux Sciences Agro se sont associés pour apporter leur expertise et connaissances dans la réalisation d'expérimentations communes. Ce projet est soutenu par le RMT Quasaprove.

      Les résultats et livrables attendus sont :

      • un capteur opérationnel à base d’hydrogels diffusifs incorporant des nanoparticules capables de piéger les ETM ciblés (Cd, Pb et Cu dans ce projet) dans les eaux du sol et les sols ;
      • une fonction d’étalonnage du capteur validée dans un domaine défini (paramètres de culture) ;
      • l’évaluation de la plus-value du capteur DMG par rapport au capteur DGT, et de la complémentarité entre capteur diffusif (DGT et DMG) et capteur électrochimique dans la prédiction des transferts sol-plante ;
      • le domaine d’utilisation (=conditions d’utilisation) défini, délimité et validé du capteur DMG sur site ;
      • un guide d’utilisation constitué de trois parties : i) descriptif du capteur DMG, ii) étalonnage du capteur DMG et iii) utilisation in situ.