CNRS La lettre innovation

Partenariats, création d'entreprises, brevets, licences, événement... Retrouvez tous les mois les dernières actualités de la valorisation et de l'innovation au CNRS.

Stratégie

Une mesure sans contact pour caractériser la tenue mécanique des plantes

La machine de mesure inventée au Laboratoire d'hydrodynamique1 donne la signature vibratoire d'une plante et caractérise ainsi sa tenue au vent ou en période de sécheresse. Des prototypes avancés sont en test dans des laboratoires d'agronomie.

illustration

Dans les plantations de céréales, le vent, qui couche les tiges au sol, provoque des pertes de rendement qui peuvent atteindre localement 50 %. Plus généralement, la tenue mécanique d'une plante est un élément important de son phénotype2 qui conditionne sa croissance et parfois sa survie. Des chercheurs du Laboratoire d'hydrodynamique1 ont trouvé une méthode pour mesurer ce paramètre. Elle peut être mise en œuvre sur les plateformes de phénotypage utilisées par des laboratoires ou des industriels, qui mesurent à haut débit diverses caractéristiques des plantes. Son principe : mettre la plante en vibration et observer, à l'aide d'une caméra rapide, sa réponse vibratoire. A la suite des expérimentations menées en laboratoire, un programme de prématuration du CNRS, baptisé Vibrophène, a permis de mettre au point un prototype « avancé ». « L'objectif était de construire une machine transportable, rapide et utilisable par des non spécialistes », indique Emmanuel de Langre, chercheur au Laboratoire d'hydrodynamique.

L'excitation vibratoire de la plante est réalisée sans contact par des jets d'air, via des buses d'injection pilotées par ordinateur. Les mouvements de sa tige et de ses feuilles sont captés par une caméra à 100 images par seconde et des algorithmes de traitement du signal permettent d'en extraire, en quelques secondes, des fréquences caractéristiques : la signature vibratoire de la plante est ainsi mesurée. Le dispositif breveté3, a été testé dans deux laboratoires4 sur des plants de tomates, de tabac, d'Arabidopsis (une herbe) et même sur des peupliers. Les essais ont établi la fiabilité des mesures et la capacité de la machine à caractériser des populations de plantes, à raison par exemple de mille plantes par jour.

Un deuxième projet de prématuration soutenu par l'Idex Paris-Saclay, en cours de réalisation, adapte la machine aux plantes dites complexes (nombreuses feuilles, plusieurs tiges...). Les travaux menés avec les centres Inra de Nancy et de Toulouse visent aussi à insérer la machine de mesure de vibrations dans les chaînes de phénotypage automatisées existantes, en complément des moyens de caractérisation déjà utilisés (pesée, signature optique...). Une étude de marché a par ailleurs été réalisée par la SATT Paris-Saclay et des contacts avec des constructeurs de plateforme de phénotypage et des PME fabriquant de composants.

 

1 Laboratoire d’hydrodynamique (Ladhyx - CNRS/Ecole polytechnique)

2 Le phénotype est l'ensemble des caractéristiques observables d'un organisme, par opposition à son génotype, qui est son patrimoine génétique.

3 Brevet « Dispositif de phénotypage », en copropriété CNRS/Ecole Polytechnique/INRA, déposé le 20 mars 2017

4 Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/Université Paris-Sud/CEA) et Centre Auvergne-Rhône-Alpes INRA

Contacts :

Emmanuel de Langre / Laboratoire d'hydrodynamique / delangre@ladhyx.polytechnique.fr

Said Essabaa / Direction de l’innovation et des relations avec les entreprises du CNRS / Said.essabaa@cnrs-dir.fr