Les microalgues, une promesse à concrétiser

Si les microalgues sont déjà employées comme compléments alimentaires ou comme ingrédients « santé », leur utilisation à une échelle plus importante se heurte à plusieurs défis, technologiques, réglementaires, culturels. Tel est le constat dressé récemment dans la revue Industrial Biotechnology. L'enjeu est de taille, face à l'accroissement des besoins de la population mondiale en nutriments de qualité, notamment en acides gras et acides aminés essentiels, que la production de poissons ne pourra pas combler. La production de ces acides aminés par le biais de microalgues est la plus économe à la fois en eau douce et en terres arables.

Consommation d'eau et de terres pour la production d'acides aminés essentiels selon diverses sources agricoles

Source : Industrial Biotechnology

Les auteurs font le point sur quatre voies technologiques aujourd'hui mises en œuvre, en termes de maîtrise de la qualité de production et de la consommation en eau, énergie et sols : les procédés de fabrication, in vitro ou dans le milieu naturel, présentent des bilans très contrastés. Dans tous les cas, la baisse des coûts de production, en réduisant l'empreinte carbone, est un enjeu, notamment pour développer la consommation. En alimentation humaine, le potentiel réside surtout dans le cracking et l'intégration dans les process alimentaires, en particulier pour la production de viande artificielle. Pour ce faire, les auteurs relèvent que la réglementation pour l'homologation des produits à des fins alimentaires et, plus spécifiquement, pour la labellisation « biologique », nécessiterait d'être adaptée.

Source : Industrial Biotechnology

Des biocapteurs pour détecter la fraude à la viande de cheval

Science Daily a rapporté, en septembre 2017, le résultat d'une publication de l'université Complusente de Madrid, datant de juillet 2017, sur la création de biocapteurs électriques permettant de détecter la viande de cheval dissimulée dans la viande bovine. Le processus de détection de cellules équines repose sur la spécificité d'un fragment d'ADN mitochondrial de l'espèce équine. Le diagnostic, établi en moins d'une heure, présente une précision telle que les capteurs peuvent faire la distinction entre les races de cheval. Des réflexions sur son application à d'autres espèces sont en cours.

Cette innovation permet de contrôler finement la composition de la viande, en captant une proportion de 0,5 % de viande équine, seuil fixé par la Commission européenne. Elle est ainsi un moyen de lutte précis et efficace contre la fraude et la dissimulation de viande de cheval dans de la viande étiquetée 100 % bovine.

Principe schématisé des biocapteurs de viande de cheval

Source : Analytical Chemistry

Sources : Science Daily, Analytical Chemistry

 

Diversification dans l'agroéquipement : la banque de John Deere

Un article publié par le Wall Street Journal en juillet aborde l'une des conséquences des catastrophes naturelles et de la baisse des prix agricoles, à savoir la mise en fragilité financière des agriculteurs au moment d'entamer le cycle de production et la frilosité du système bancaire traditionnel pour les accompagner. Dans ce contexte, John Deere, premier fabricant mondial de tracteurs et de moissonneuses-batteuses, à travers sa branche financière, est devenu également le cinquième prêteur agricole des États-Unis, en finançant notamment les achats d'intrants. Cette ligne de financement est également proposée par des firmes telles que Monsanto, DuPont ou Dow Chemical. La stratégie de John Deere, face à la baisse des ventes d'équipements agricoles, a été de les proposer à la location, ce qui est une alternative au renouvellement du matériel pour de nombreux agriculteurs endettés. La firme espère, une fois les cours agricoles redressés, que les ventes se relanceront.

Source : The Wall Street Journal

Un nouveau génome de référence pour le maïs

Un article récemment publié dans Nature expose les résultats de travaux de recherche ayant conduit à l'établissement d'un nouveau génome de référence pour le maïs. Les génomes de référence constituent une base de connaissance importante pour comprendre les variations génétiques et phénotypiques des plantes, ouvrant la voie à de possibles progrès en matière d'amélioration génétique et d'augmentation des rendements agricoles. Par une méthode de séquençage génétique sur molécule unique et de cartographie optique haute résolution, les chercheurs ont réussi à améliorer les versions antérieures du génome de référence, par une meilleure caractérisation des régions manquantes, des transposons, des espaces intergéniques et des centromères. Selon les auteurs, ces résultats positifs sur le maïs prouvent qu'il serait envisageable d'appliquer ces méthodes à d'autres plantes cultivées.

Source : Nature

Des expériences économiques pour évaluer la Politique agricole commune : création d'un groupe de travail international à l'université d'Angers

Source : université d'Angers - GRANEM

Les 6 et 7 juin derniers s'est tenu, à l'université d'Angers, un atelier de réflexion sur l'usage des expériences économiques pour évaluer la Politique agricole commune (PAC). Ce groupe de travail, co-financé par l'Inra et l'université, a réuni des chercheurs européens en économie expérimentale et des représentants d'institutions européennes et internationales, pour discuter du potentiel de ces méthodes pour l'évaluation des mesures actuelles ou à venir de la PAC. Les présentations de l'atelier sont accessibles en ligne, sur le site CAPeye. Ce groupe de travail devrait être reconduit chaque année et permettre la constitution d'un réseau de partenaires européens sur le sujet.

L'économie expérimentale consiste à réaliser des « expériences » sur les choix ou les comportements des personnes, ce dans un cadre rigoureux inspiré des travaux en médecine et en psychologie. Elle permet par exemple d'étudier l'impact de différents types d'instruments économiques sur les décisions des individus. Plusieurs intervenants ont exposé les résultats de leurs travaux (impacts du verdissement, des mesures agro-environnementales et des nudges), dans ce domaine et discuté les défis méthodologiques et pratiques associés à cette méthode. Une table ronde s'est également tenue afin de présenter le point de vue des institutions : quelle recherche peut leur être utile et quelles sont leurs contraintes ? Comment les chercheurs peuvent-ils aider les décideurs publics dans la mise en place de politiques publiques ?

Parmi les nombreuses interventions académiques, Maria Espinosa (CCR) a présenté un projet de recherche visant à construire une méthode pour évaluer la valeur des externalités et des biens publics produits par l'agriculture européenne. Pour cela, elle a avec ses co-auteurs divisé l'Union européenne en 13 macro-régions et identifié pour chacune les biens publics produits. Ils ont ensuite utilisé des expériences dites de « choix discrets » pour évaluer le consentement à payer des citoyens pour ces biens publics. Les résultats de cette évaluation, pour chaque macro-région et chaque bien public identifiés, ont été publiés dans la revue Land Use Policy et constituent ainsi une boîte à outils mobilisable dans d'autres projets.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Lien : université d'Angers - GRANEM

Technologie numérique et promesses de changements pour l'agriculture africaine

Un article publié mi-mai par la Harvard Business Review présente les derniers développements technologiques et informatiques appliqués à l'agriculture en Afrique. Selon l'auteur, ceux-ci pourront fournir aux entreprises africaines des solutions technologiques et financières adaptées à la petite agriculture (mesure et traitements de données sur les sols, informations sur les marchés, etc.). L'article souligne que la réussite de ces solutions dépendra d'un ensemble de facteurs tels que le contexte institutionnel, l'amélioration des infrastructures de communication, la réduction des résistances culturelles des agriculteurs vis-à-vis de ces technologies.

L'auteur, Ndubuisi Ekekwe, a une riche trajectoire dans le domaine de la technologie numérique. Diplômé des universités John Hopkins (Baltimore) et de Calabar (Nigeria), il est le fondateur de l'Institut Africain de Technologie, a publié plusieurs ouvrages et développé des technologies dans le domaine de la robotique.

Source : Harvard Business Review

La technologie blockchain peut révolutionner les chaînes logistiques et la traçabilité dans le secteur agricole et agroalimentaire

Dans un article publié par Eco-Business le 13 mai, deux spécialistes du cabinet de conseil KPMG exposent le potentiel révolutionnaire, pour le secteur agricole et agroalimentaire, de la blockchain. Cette technologie, développée comme sous-jacent de la monnaie numérique Bitcoin, permet des transactions instantanées, transparentes, sécurisées, à des coûts minimes et sans organe central de contrôle, donc sans intermédiaire. Ces caractéristiques ouvrent d'importantes possibilités pour l'amélioration du suivi des échanges de produits alimentaires, notamment dans les pays tiers. La start-up londonienne Provenance expérimente ainsi actuellement la traçabilité du thon pêché en Indonésie, tandis que la plateforme de commerce électronique taïwanaise OwlTing a lancé fin mai un système de garantie de l'origine des produits agroalimentaires, OwlChain. Le distributeur américain Walmart s'en sert déjà pour tester le cheminement des mangues aux États-Unis et celui des porcs en Chine.

Schéma de fonctionnement de la technologie blockchain

Source : BlockChainFrance

Source : Eco-Business

Des colonnes Morris pour piéger le CO2 à Paris

Grâce à des micro-algues, ces colonnes d'un nouveau genre pourraient contribuer à la captation du CO2 généré par l'activité humaine dans le cœur des villes. Ce dispositif est actuellement en phase d'expérimentation en région parisienne, comme rapporté dans un article récent de Sciences et Avenir.

Ce système est complexe à mettre en œuvre : il nécessite un raccordement au réseau des eaux usées, pour renouveler régulièrement la « pompe à carbone » constituée par les micro-algues, et un raccordement électrique pour fournir l'énergie lumineuse en quantité suffisante pour doper la photosynthèse. Des protocoles scientifiques ont été prévus pour mesurer son efficacité, à la fois dans un contexte industriel, avec un branchement direct sur des fumées d'incinération, et dans un cadre urbain, avec comme principale source de CO2 la pollution automobile.

Vidéo de présentation

Source : Sciences et Avenir

Source : Sciences et Avenir

Fractionnement de la lignocellulose : vers une amélioration de la valorisation de la biomasse ?

D'après une publication dans Science Advances, la mobilisation du solvant GVL (γ-valerolactone) permet de fractionner la biomasse lignocellulosique en trois produits valorisables sur des marchés existants :

- pâte de cellulose avec un haut niveau de pureté permettant une utilisation dans l'industrie du textile ;

- furfural, une molécule plateforme issue de l'hémicellulose ;

- mousse de carbone, à partir de la lignine.

Cette méthode permet de convertir jusqu'à 80 % de la ressource initiale en produits mobilisables. De même, elle permettrait de recycler le solvant GVL, issu de la biomasse, et ainsi de le réutiliser. Par ailleurs, les auteurs soulignent un coût par kilogramme de produit de l'ordre de 0,71$, soit plus faible que celui de la production d'éthanol ou de biocarburants dits « avancés » (respectivement 1,06$ et 1,38$).

Source : Science Advances

Une cartographie fine du génome de l'orge

Après dix ans de travaux, un consortium international de chercheurs a publié, en avril 2017, un séquençage du génome de l'orge avec une précision inédite. Un tel séquençage se révélait particulièrement complexe en raison de la structure de ce génome, composé de très nombreuses réplications de séquences, qui ont nécessité des approches spécifiques pour obtenir une cartographie fine des chromosomes. Au-delà du cas de l'orge, ce séquençage fin contribue à améliorer la connaissance des gènes d'intérêt agronomique, dont des variants sont retrouvés dans les autres céréales.

Les chercheurs ont par ailleurs pu utiliser cette nouvelle carte du génome de l'orge pour cartographier, à l'échelle des chromosomes, la variabilité génétique de 96 cultivars différents, orges de printemps et orges d'hiver.

Cette analyse met en évidence la très faible diversité génétique sur les aires autour des centromères chromosomiques, et permet de mieux comprendre les mécanismes physiques qui entrent en jeu lors des méioses, à la base de la sélection variétale. Cette cartographie ouvre donc la voie à de nombreux travaux en génétique végétale, pour la recherche fondamentale, la sélection variétale mais aussi, compte tenu des innovations les plus récentes, en sélection génomique.

Source : Nature

Avancées dans la connaissance des mécanismes de l'obésité et des pathologies liées

Dans l'édition de mars 2017 de La Recherche, un article est consacré aux travaux de chercheurs français, récompensés par le prix La Recherche 2016 dans la catégorie santé-médecine, et portant sur les « relations entre l'inflammation, le remodelage du tissu adipeux et la régulation du métabolisme ». Ils ont ainsi identifié une protéine (IRF5), produite par les macrophages présents dans le tissu adipeux abdominal, lesquels deviennent pro-inflammatoires en situation d'obésité. Ce facteur de transcription représente ainsi le lien entre excès de poids et maladies métaboliques (diabète de type 2 notamment), et les mécanismes en jeu ont été mis en lumière. Ces travaux ouvrent des perspectives pour des applications thérapeutiques, par exemple dans l'optique d'inhiber la production d'IRF5.

Source : La Recherche

Un procédé pour produire in vitro du muscle porcin à partir de cellules souches pluripotentes

Comme rapporté par le site Food Climate Research Network, un article, publié en février dans Nature scientific report par des chercheurs américains (universités du Missouri et du Maryland), décrit un nouveau procédé de production in vitro de muscle squelettique porcin. Ce procédé utilise des cellules souches porcines pluripotentes (piPSC), lesquelles peuvent se multiplier et donner des cellules plus spécialisées. Il permet un développement cellulaire en l'absence de sérum sanguin : point nouveau par rapport aux précédentes techniques mises au point, cela représente un atout puisque le prélèvement et le stockage du sérum sont considérés comme des facteurs contraignants.

Selon les auteurs, diverses applications pourraient découler de ce procédé, allant de la production de viande in vitro aux recherches en biologie régénératrice. Le porc est en effet un modèle animal reconnu en recherche biomédicale, du fait d'une certaine similitude physiologique et morphologique avec l'homme. La méthode, en cours de développement, pourrait être étendue à la culture de cellules musculaires d'autres espèces animales, ou à d'autres types cellulaires, cardiaques par exemple.

Sources : Nature scientific report, Food Climate Research Network

Un système innovant de gestion des phytosanitaires pour la protection des travailleurs agricoles et des riverains

La start-up française Deaverde lance Notiphy, un système connecté d'enregistrement et de notification des traitements phytosanitaires pour le secteur viticole, développé en partenariat avec le CNRS et l'université de Bourgogne. Le boîtier NotiPhy, implanté en bout de parcelle, peut être activé au moment des traitements, pré-enregistrés dans le logiciel en ligne. Le système permet ensuite de diffuser une information sur mesure à une liste d'abonnés, pour gérer les délais de ré-entrée dans la parcelle. Il assure aussi la mise à disposition de l'information pour les riverains, voire pour les promeneurs occasionnels, sur le boîtier lui-même (émettant un signal lumineux et équipé d'un écran) et par Internet. L'intérêt de cette innovation est à mettre en relation avec un récent rapport publié par l'Anses sur les expositions professionnelles aux pesticides, qui pointait la question de la gestion des ré-entrées dans les parcelles traitées, et la nécessité d'une meilleure production d'informations sur les pratiques en exploitation.

Source : Vitisphere

Une revue du potentiel des techniques d'ingénierie génétique CRISPR-Cas9

Dans le numéro de septembre 2016 de Nature Biotechnology, J. Doudna et R. Barrangou passent en revue les perspectives offertes par la technologie CRISPR-Cas9 (voir à ce sujet un précédent billet sur ce blog), en termes de recherche fondamentale mais aussi d'applications pratiques. Quatre ans seulement après la publication dans Science de l'article fondateur, cette technologie issue d'un mécanisme bactérien de lutte contre les virus a connu un développement scientifique particulièrement intense dans de nombreux domaines de la biologie. Les auteurs reviennent ainsi sur les principales voies de recherche développées aujourd'hui dans plus de cinquante pays sur le système CRISPR-Cas9 : de l'étude au perfectionnement des outils d'ingénierie génétique, jusqu'à leur application concrète. En effet, ce système, par sa plasticité, sa sélectivité et un coût de mise en œuvre déjà faible, ouvre de nombreuses et prometteuses possibilités concrètes, qui ne sont pas sans poser des questions écologiques et éthiques.

Par exemple, les recherches progressent rapidement dans l'intervention sur le génome des micro-organismes, ouvrant la voie à des moyens de lutte inédits contre les bactéries et virus, capables de cibler des pathogènes au sein d'une population bactérienne, et constituant alors un nouveau type d'antibiotiques à action spécifique. Dans le secteur agricole, de nombreux développements montrent que les outils CRISPR pourraient accélérer la sélection génétique de caractères ciblés. Leur combinaison avec la génomique statistique a déjà permis le développement de porcs protégés contre des virus ou de vaches laitières dépourvues de cornes. Par ailleurs, de nombreux travaux sont déjà menés sur les plantes cultivées (maïs, soja, tomate), et des champignons blancs génétiquement édités pour résister au brunissement ont été autorisés à la production et la commercialisation aux États-Unis, où ils ne sont pas considérés comme « génétiquement modifiés » car ils ne contiennent aucun ADN étranger (à l'inverse des premières générations d'OGM).

C'est probablement dans l'industrie agroalimentaire que les utilisations du système CRISPR-Cas9 sont les plus avancées. C'est d'ailleurs à partir de travaux sur les souches bactériennes lactiques destinées à la fabrication de yaourts que les mécanismes immunitaires des bactéries ont été mis en évidence, conduisant rapidement à la découverte du complexe CRISPR-Cas9. Différentes souches de bactéries lactiques ont ainsi pu être vaccinées contre des virus néfastes. Si les opportunités semblent évidentes en termes de recherche, les techniques d'édition génétique (voire de propagation rapide par gene-drive) soulèvent toutefois de nouvelles questions réglementaires et sociétales.

Jean-Noël Depeyrot, Centre d'études et de prospective

Source : Nature Biotechnology

Immeubles en bois, le ciel pour limite

Bordeaux, Nice, Paris mais aussi Stockholm, Londres : les projets d'immeubles en bois de grande hauteur fleurissent et suscitent l'intérêt des médias. Les Échos, mais également France Télévision y ont consacré chacun un dossier le mois dernier.

La Tour Hypérion, attendue pour 2020 à Bordeaux

Source : LesEchos.fr d'après Jean-Paul Viguier & Associés

Les avantages du bois d'un point de vue environnemental sont évidents. Mais pourquoi cet intérêt pour les constructions de grande hauteur ? Au-delà de la réduction de l'empreinte carbone de la construction, les immeubles en bois bénéficient d'innovations technologiques au plan structurel : le bois lamellé croisé (CLT) permet la production de panneaux de grande portance, courbes ou rectilignes, concurrençant directement l'acier et le béton. Les limites jusque-là imposées concernant les immeubles de grande hauteur (15 étages et plus), sont en passe d'être levées : c'est le pari qui est fait dans le cadre du plan « Industries du bois » de la Nouvelle France Industrielle.

Alors que les panneaux sont pour une part importante importés d'Allemagne ou d'Autriche, fabriqués à partir d'épicéas, l'objectif poursuivi par le plan est de soutenir et développer une industrie française utilisant la ressource forestière nationale, composée majoritairement d'essences feuillues. Le hêtre pourrait ainsi bénéficier de ce nouveau débouché.

Sources : Les Échos, francetvinfo.fr