Pourquoi les arbres inclinés produisent un meilleur biocarburant

Publié par Adrien le 13/03/2015 à 12:00
Source: Imperial College London

Saules inclinés (Photo: Imperial College London)
Des chercheurs de l'Imperial College London et de l'Université de Montréal ont utilisé l'imagerie médicale pour déterminer pourquoi les saules inclinés produisent beaucoup plus de biocarburant (Un biocarburant ou agrocarburant est un carburant produit à partir de matériaux organiques non fossiles, provenant de la biomasse. Il existe actuellement deux filières principales :) que les saules à croissance normale. Grâce à la microtomodensitométrie, ils ont pu démontrer que les arbres inclinés produisent une fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) gélatineuse à teneur élevée en sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est majoritairement formé d'un...) qui les aide à tenir debout.

Le saule (Le saule (Salix) est un genre d'arbres, d'arbustes, d'arbrisseaux de la famille des Salicacées (Salicacea). Il comprend 350 espèces environ, réparties à...) convient à la production de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...) de biocarburant, car il sécrète une grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) de sucre accessible, il croît rapidement et il peut tolérer des conditions environnementales difficiles (p. ex. pente exposée au vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu...), sol pauvre en nutriments). En effet, les arbres qui croissent dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) hostile ou un sol contaminé constituent un meilleur biocarburant puisqu'ils produisent un sucre plus accessible, dont l'extraction exige moins d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.).

Le fait de cultiver le saule à un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) de 45 degrés stimule le stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis...) naturel de l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres...) et le pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.) à sécréter jusqu'à cinq fois plus de sucre qu'un saule à croissance normale. Mais la cause et les mécanismes de cette surproduction tenaient du mystère avant aujourd'hui.

De concert avec des spécialistes du Natural (Natural est un langage de programmation semi-compilé, édité par la société allemande Software AG.) History Museum, de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Surrey et du centre Rothamsted Research, des chercheurs de l'Imperial College London (L’Imperial College London (officiellement The Imperial College of Science, Technology and Medicine) est une université britannique, basée à Londres dans...) ont utilisé la microtomographie à rayons X assistée par ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits...) (tomodensitométrie) pour générer des images tridimensionnelles et étudier la croissance du saule.

Ainsi, les chercheurs ont pu observer des changements au niveau cellulaire et leurs effets sur la croissance du saule. Ils ont constaté que, chez les saules inclinés, la vie (La vie est le nom donné :) de certaines cellules est prolongée pour qu'elles produisent la fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) gélatineuse ou à teneur élevée en sucre qui aide l'arbre à tenir debout. L'équipe a pu déterminer combien de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) les cellules doivent rester en vie pour produire cette fibre spéciale.

"Il était difficile de comprendre pourquoi les arbres sécrètent tant de sucre lorsqu'ils croissent dans un environnement hostile ou en angle. La visualisation des différences à l'échelle microscopique, ou au niveau cellulaire, nous fait comprendre la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) de l'arbre dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) et ses mécanismes", explique M. Nicholas Brereton du département des sciences de la vie de l'Imperial College et du Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal (L’Université de Montréal est l'un des quatre établissements d'enseignement supérieur de Montréal au Québec. Elle est l'une des dix grandes...).

"Le saule se prête bien à la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de détail, La Culture peut...), car il pousse dans des endroits vraiment hostiles. Il peut accroître la valeur des terres marginales et contribue à l'assainissement (L’assainissement est un processus par lequel des personnes peuvent vivre dans un environnement plus sain ; pour cela, des moyens physiques, institutionnels...) des terres contaminées, ajoute M. Brereton. Notre recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) permettra à l'industrie des biocarburants de sélectionner et d'exploiter des zones de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) dans lesquelles aucune autre plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des...) ne survivrait."

La recherche a été financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council et publiée dans BMC Plant Biology. Prochaine étape : effectuer une tomodensitométrie à plus haute résolution afin d'examiner en profondeur les fibres gélatineuses. Le but est de déterminer la quantité de fibre produite par diverses espèces de saule afin de savoir lesquelles constitueront les meilleurs biocarburants de deuxième génération.

Selon M. Brereton, en plus d'être un formidable outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) de recherche pour étudier la faune et la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace géographique ou un écosystème déterminé...), la tomodensitométrie est un outil d'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les...) extrêmement utile. Il travaille actuellement avec ses collègues de l'Imperial College à l'intégration de micro-images tridimensionnelles au programme d'enseignement de premier cycle.

"Les étudiants savent que ce type d'image est utilisé en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement...), mais, grâce aux tomodensitogrammes à haute résolution du Natural History Museum, nous pouvons explorer le monde (Le mot monde peut désigner :) biologique dans ses moindres détails et en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...)", affirme M. Brereton.

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