Eau solide ou en poudre pour nourrir les plantes

De l’eau sous forme solide, en poudre

En piégeant l’eau sous forme solide, un ingénieur mexicain réussit à hydrater les racines des plantes pendant plusieurs mois d’affilée. Une arme décisive pour lutter contre la sécheresse, qui a valu à son inventeur une nomination pour le prix mondial de l’eau 2012. 

Offrir une réserve d’eau aux cultures en supprimant les phénomènes d’infiltration et d’évaporation. C’est l’exploit réalisé par Sergio Jesús Rico, ingénieur diplômé de l’Institut Polytechnique national (IPN).

Une substance qui gélifie l’eau

Son secret ? Le polyacrylate de potassium : une substance chimique capable d’adhérer aux racines des plantes, qui stocke l’eau en la transformant en gel. Baptisée “pluie solide” par son créateur, cette invention se présente sous la forme d’une poudre blanche semblable à du sucre. Chaque kilo permet de gélifier 500 litres d’eau.

Selon Sergio Jesús Rico, le polyacrylate de potassium peut être utilisé avec n’importe quel type de végétation : pâturage, forêt, serres et, surtout, production alimentaire.

Une étude comparative menée dans l’état de Jalisco, au Mexique démontre l’incroyable efficacité de ce nouveau procédé. Alors que l’irrigation traditionnelle des cultures de maïs offre une récolte de 600 kilos à l’hectare, la pluie solide permet d’obtenir près 10 tonnes à l’hectare.

Une irrigation moins consommatrice en eau

La qualité est au rendez-vous, comme l’indiquent les essais menés en Colombie. Les blocs d’eau solidifiée sont placés sous terre, ils se reconstituent lors de chaque averse. Avec cette méthode, les frais liés à l’irrigation ont baissé de 75%, tandis que le feuillage et les fleurs ont augmenté de 100%, et les racines de 300%. En Inde, sur certaines cultures nécessitant un arrosage hebdomadaire de 80 litres d’eau, le procédé a permis de passer à 50 litres tous les trois mois.

Avec une vie utile variant entre 8 et 10 ans, le polyacrylate de potassium permet de développer de nouveaux systèmes d’irrigation plus économes, particulièrement adaptés aux zones exposées à la sécheresse.

La pluie solide a valu à Sergio Jesús Rico d’être nominé pour le Prix mondial de l’eau 2012, une récompense décernée chaque année en Suède par le Stockholm international water institute.

Une autre utilisation  du polyacrylate de potassium pour la décoration ou  le design

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Soie hybride manipulation ADN

Un ver à soie génétiquement modifié ! C’est ce que des chercheurs ont mis au point pour produire une soie d’une résistance exceptionnelle, proche de celle des toiles d’araignée. Et pour cause : ils ont inséré les gènes responsables de la synthèse des fibres de soie chez l’araignée dans le génome d’une larve du bombyx du mûrier.

La soie d’araignée, dont les secrets avaient révélés il y a quelques mois par une équipe de chercheurs allemands, est une fibre extrêmement résistante. Bien davantage que le Kevlar, pour des densités plus faibles que le nylon ou le coton. Mais en produire en grande quantité est un défi qui n’a pas encore été relevé par les scientifiques.

Les araignées sont en effet incapables de vivre en élevage : elles sont territoriales et passent un grande partie de leur temps à se battre voire se dévorer et la production de soie chute drastiquement. En revanche, l’élevage des vers à soie  est extrêmement simple et déjà fortement développé. Leur soie est cependant de moins bonne qualité.

La transgénèse au service de l’industrie

Que faire ? La génétique permet de prélever les gènes impliqués dans la synthèse des protéines de la soie chez les araignées et de l’introduire à l’intérieur du génome des chenilles. Ainsi, on obtient des organismes génétiquement modifiés capables de fabriquer des fibres plus résistantes, de meilleure qualité.

C’est exactement ce qu’ont réalisé des chercheurs chinois et américains des universités du WyomingNotre-Dame et de Zhejiang. Les résultats de leurs travaux sont publiés dans la revue Pnas. Pour cela, ils ont employé un morceau d’ADN facilement transposable à l’intérieur d’un génome étranger (un transposon), très utilisé pour transgénèse : le piggyBac. Ce fragment d’ADN, identifié par un des auteurs de la publication dans les années 1980, permet de facilement extraire un gène d’un organisme puis de l’insérer au sein d’un autre.

Ainsi, les chercheurs ont prélevé les gènes responsables de la synthèse de la soie chez l’araignée et les ont introduits au sein du génome du ver, au niveau des glandes séricigènes (qui produisent la soie). Gadget supplémentaire, ils ont également inséré un gène qui confère des yeux rouges aux chenilles génétiquement modifiées afin de pouvoir les reconnaître.

Grâce à cela, ils ont pu obtenir une soie plus robuste. Certes, elle est encore majoritairement composée de fibres de la chenille, mais elle en contient de 2 à 5 % d’origine arachnéenne. Assez pour que les propriétés mécaniques changent : elle est ainsi plus élastique et plus résistante.

D’autres chercheurs étaient déjà parvenus à produire une soie hybride, les fibres de l’araignée et celles du ver n’étaient pas entremêlées. Les premières entouraient les secondes et lors de la récolte des cocons, elles n’étaient pas gardées. Dans ce travail international, toutes les fibres sont entremêlées.

Des applications en médecine reconstructive sont envisagées : ligament, suture, etc. Une matière si résistante et élastique pourrait aussi remplacer certains plastiques.