FR3124049A1 - Utilisation d’un dispositif mobile délivrant des impulsions lumineuses sur une matière végétale pour la prévention contre les impacts liés à des stress abiotiques - Google Patents
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Abstract
L’invention a pour objet l’utilisation d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse (1) délivrant des impulsions lumineuses sur une matière végétale (2) comprenant un premier module d’émission (3) d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ; un deuxième module de réglage et/ou d’allumage (6), à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et un moyen de locomotion (4) permettant le déplacement dudit dispositif ; pour la prévention et/ou l’atténuation des impacts sur ladite matière végétale, liés à des stress abiotiques, préférentiellement des stress liés à des facteurs édaphiques, climatiques et/ou chimiques. [Fig 1]
Description
La présente invention concerne le domaine de l’agronomie. Elle concerne plus particulièrement l’utilisation d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse délivrant des impulsions lumineuses sur une matière végétale pour la prévention contre les impacts et la minimisation des conséquences néfastes sur ladite matière végétale, liés à des stress abiotiques, préférentiellement des stress liés à des facteurs édaphiques, climatiques et/ou chimiques, ainsi qu’un procédé associé de prévention contre lesdits impacts.
Du fait de leur nature immobile, les plantes sont exposées à différents facteurs parfois hostiles tels que des stress abiotiques.
On appelle stress abiotiques, les facteurs environnementaux qui perturbent le fonctionnement d’une plante. Parmi ces facteurs, on retrouve différents facteurs environnementaux tels que par exemple un sol pollué ou riche en sels, un manque d’eau, des fortes variations de température, du gel, du vent ou de la grêle.
Face à ces stress abiotiques, les plantes possèdent des mécanismes d’adaptation qui leur permettent de lutter pendant une durée limitée contre lesdits stress. Toutefois, en cas de stress prolongé, la qualité et le rendement des plantes peuvent être impactés.
Ces mécanismes se traduisent notamment par l’activation de certains gènes qui permettent de synthétiser des protéines de réponse au stress spécifiques ou non.
Pour éviter la destruction partielle ou totale des plantes, il existe déjà certaines solutions permettant de lutter contre les stress abiotiques notamment lors de stress liés à des facteurs climatiques.
En cas de gelées par exemple, il est classiquement préconisé de mettre en place des techniques pour éviter la formation de gel sur les plantes.
Les principaux moyens de lutte directe connus contre le gel sont les suivants :
- le recouvrement des sols ;
- la formation de fumée ou de brouillard ;
- l’aspersion d’eau à faible débit ;
- le brassage de l’air par des tours antigel ; ou encore
- le chauffage par l’utilisation de chaufferettes au fuel ou des bougies de paraffine pour réchauffer l’air.
De façon plus spectaculaire, des hélicoptères ont également été mobilisés afin de lutter contre le gel. Leur action de balayage de l’air peut parfois suffire à augmenter la température de quelques degrés et ainsi éviter l’anéantissement partiel ou total des cultures. Même si, sur le plan technique, les résultats apparaissent probants, sur le plan écologique et financier, cette solution ne semble pas adaptée. Par ailleurs, la mise en œuvre nécessite beaucoup de préparation.
L’utilisation de certaines de ces techniques peut d’une part être onéreuse et/ou polluante et d’autre part contraignante car le moment de mise en place de ces moyens de lutte doit être réalisé en prévention de l’épisode de gel.
Par exemple, la société WEENAT™ a développé un capteur de gel connecté permettant de suivre le risque de gel en direct des cultures afin de prévoir la mise en place des moyens de lutte contre le gel.
Toutefois ce dispositif ne propose pas d’alternative aux moyens de lutte classiques contre le gel qui restent pour la plupart contraignants à mettre en place.
Le document CN210782298 divulgue une toile de revêtement de protection thermique efficace résistant aux basses températures et antivieillissement pour la protection hivernale de la vigne. Selon ce document, la superposition d’une couche de contact en polyéthylène, d’une couche de liaison inférieure, d’une couche de tresse en polyéthylène, d’une couche de liaison supérieure et d’une couche extérieure en polyéthylène permet une bonne conservation de la chaleur, une résistance structurelle élevée, une résistance aux basses températures. Toutefois, l’utilisation d’une telle toile est particulièrement fastidieuse, chronophage, coûteuse, et nécessite une grande quantité de matières pas nécessairement recyclables.
Dans le cadre du développement d’une agriculture respectueuse et non polluante pour l’environnement, il est nécessaire de trouver des solutions alternatives plus écologiques, plus simples à mettre en place et, si possible, moins coûteuses.
Problème technique
Considérant ce qui précède, un problème que se propose de résoudre la présente invention consiste à proposer une nouvelle méthode de prévention ou de lutte contre les impacts liés à des stress abiotiques sur une matière végétale et ainsi minimiser les conséquences néfastes sur ladite matière végétale.
Cette alternative doit permettre d’obtenir une matière végétale plus résistante aux stress abiotiques tels que des stress liés à des facteurs édaphiques, climatiques et/ou chimiques, sans détérioration, et dont la croissance et le développement n’est pas ou moins affectée quantitativement et qualitativement.
Par ailleurs, l’utilisation du dispositif se doit d’être peu voire non polluante afin de préserver l’environnement, mais également simple à mettre en place.
Ses applications doivent être réalisables facilement à différentes échelles, aussi bien sous serre qu’en champ.
Solution technique
La solution à ce problème posé a pour premier objet l’utilisation d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse délivrant des impulsions lumineuses sur une matière végétale comprenant :
- un premier module d’émission d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ;
- un deuxième module de réglage et/ou d’allumage, à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et
- un moyen de locomotion permettant le déplacement dudit dispositif ;
pour la prévention et/ou l’atténuation des impacts sur ladite matière végétale, liés à des stress abiotiques, préférentiellement des stress liés à des facteurs édaphiques, climatiques et/ou chimiques.
- un premier module d’émission d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ;
- un deuxième module de réglage et/ou d’allumage, à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et
- un moyen de locomotion permettant le déplacement dudit dispositif ;
pour la prévention et/ou l’atténuation des impacts sur ladite matière végétale, liés à des stress abiotiques, préférentiellement des stress liés à des facteurs édaphiques, climatiques et/ou chimiques.
Le Demandeur a pu mettre en évidence que le traitement des cultures par lumière est une piste intéressante pouvant être mise en place afin de prévenir les impacts liés à des stress abiotiques.
En effet, la lumière est un facteur environnemental important qui régule la croissance et le développement des plantes. Les plantes ont besoin de lumière non seulement pour la photosynthèse, la croissance végétative, mais aussi pour la régulation des processus de développement des organes reproducteurs.
La lumière d'origine solaire est notamment composée de rayonnements ultraviolets. Parmi ces rayonnements, seuls les UV-A (320–400 nm) et UV-B (280–320 nm) atteignent la surface de la Terre car les rayonnements UV-C (200–280 nm) sont absorbés par la couche d’ozone.
La lumière UV-C peut être créée artificiellement par différents processus physiques. Il existe différents types de lampes, notamment des diodes électroluminescentes (LED), des lampes à vapeur de mercure à basse pression ou encore des lampes au xénon qui permettent l’émission de rayonnements UV-C.
Actuellement, les rayonnements UV-C sont connus pour être utilisés à des fins de désinfection et d’élimination mais leur utilisation pour prévenir et minimiser les conséquences néfastes des stress abiotiques n’est pas envisagée.
Plus particulièrement, le Demandeur a démontré que les rayonnements notamment les UV-C délivrés à une plante sous forme d’impulsions lumineuses, ont un effet préventif sur les plantes ce qui permet de réduire les impacts liés à des stress abiotiques.
L’invention a pour autre objet un procédé de prévention et/ou d’atténuation des impacts de stress abiotiques sur une matière végétale, par délivrance d’impulsions lumineuses sur ladite matière végétale, comprenant les étapes suivantes de :
- mise en place d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse comprenant un premier module d’émission d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ; un deuxième module de réglage et/ou d’allumage, à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et un moyen de locomotion permettant le déplacement dudit dispositif, sur une exploitation agricole comprenant des plantations à traiter ;
- passage dudit dispositif délivrant des impulsions lumineuses (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible) à travers les plantations, combiné à une exposition directe de ladite matière végétale des plantations à des impulsions lumineuses de longueurs d’ondes et/ou de durées identiques ou différentes,
caractérisé en ce que les longueurs d’ondes sont identiques ou différentes et sont comprises entre 200 nm et 780 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 nm et 280 nm (UV-C) et en ce que les durées d’exposition sont identiques ou différentes mais d’une durée inférieure ou égale à quatre secondes, préférentiellement inférieure ou égale à deux secondes.
- mise en place d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse comprenant un premier module d’émission d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ; un deuxième module de réglage et/ou d’allumage, à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et un moyen de locomotion permettant le déplacement dudit dispositif, sur une exploitation agricole comprenant des plantations à traiter ;
- passage dudit dispositif délivrant des impulsions lumineuses (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible) à travers les plantations, combiné à une exposition directe de ladite matière végétale des plantations à des impulsions lumineuses de longueurs d’ondes et/ou de durées identiques ou différentes,
caractérisé en ce que les longueurs d’ondes sont identiques ou différentes et sont comprises entre 200 nm et 780 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 nm et 280 nm (UV-C) et en ce que les durées d’exposition sont identiques ou différentes mais d’une durée inférieure ou égale à quatre secondes, préférentiellement inférieure ou égale à deux secondes.
Avantages apportés
L’invention développée consiste en l’utilisation d’un dispositif mobile émettant des impulsions lumineuses sur une matière végétale, présentant des qualités d’adaptabilité et de facilité d’utilisation régulière pour le traitement de cultures de taille variable.
La lutte contre le réchauffement climatique étant un enjeu actuel important, privilégier l’utilisation de solutions émettant moins de gaz à effet de serre est préférée.
L’utilisation d’un dispositif selon l’invention produit peu d’énergie grise et est donc plus écologique que les solutions existantes à ce jour.
L’utilisation des rayonnements UV préférentiellement les UV-C sous forme d’impulsions lumineuses permettant des temps d’expositions plus courts est plus avantageuse pour la prévention contre les impacts liés à des stress abiotiques.
Le Demandeur a pu par ailleurs mettre en évidence que l’application d’impulsions lumineuses sur une matière végétale permet notamment :
- une durée d’application des rayons UV-C réduite ;
- une stimulation de la production des protéines de défense contre les stress abiotiques ;
- un meilleur rendement des plantes ayant été exposés à des stress abiotiques ;
- une meilleure résistance des plantes exposées à une température basse comme en cas d’épisode de gel ; et
- une meilleure résistance des plantes exposées à une température élevée comme en cas d’épisode de canicule.
- une durée d’application des rayons UV-C réduite ;
- une stimulation de la production des protéines de défense contre les stress abiotiques ;
- un meilleur rendement des plantes ayant été exposés à des stress abiotiques ;
- une meilleure résistance des plantes exposées à une température basse comme en cas d’épisode de gel ; et
- une meilleure résistance des plantes exposées à une température élevée comme en cas d’épisode de canicule.
L’invention et les avantages qui en découlent seront mieux compris à la lecture de la description et des modes de réalisation non limitatifs qui suivent, illustrés au regard des dessins annexés dans lesquels :
La illustre en vue de face un dispositif utilisable selon l’invention qui est un module mobile d’exposition lumineuse 1 comprenant un premier module d’émission d’impulsions lumineuses 3 double face maintenu par un dispositif enjambeur 5 monté sur un tracteur 4.
La montre, en vue de face, un exemple de structure possible d’un corps réflecteur 7 d’un dispositif utilisable selon l’invention comprenant au moins une source lumineuse 8, des réflecteurs 9 et un bloc de régulation de la température 10.
La montre, en vue de profil, la composition d’un exemple de corps réflecteur 7 d’un dispositif utilisable selon l’invention comprenant le bloc de régulation de la température 10 ainsi qu’un ensemble de capteurs de température et de puissance lumineuse 11.
La est un graphique associé à l’exemple 1 permettant de mettre en évidence les effets de l’utilisation du dispositif selon l’invention sur le pourcentage de bourgeons et de feuilles de vigne ayant gelés suite à un épisode de gel.
La est un graphique associé à l’exemple 2 permettant de mettre en évidence les effets de l’utilisation du dispositif selon l’invention sur le rendement d’un vignoble suite à un épisode de canicule.
La est un graphique illustrant le nombre moyen de grappes par cep 29 jours après un épisode de gel ayant eu lieu à T0.
La est un graphique illustrant le pourcentage estimé de contre bourgeons fructifères dans ces deux modalités.
Claims (10)
- Utilisation d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse (1) délivrant des impulsions lumineuses sur une matière végétale (2) comprenant :
- un premier module d’émission (3) d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ;
- un deuxième module de réglage et/ou d’allumage (6), à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et
- un moyen de locomotion (4) permettant le déplacement dudit dispositif ;
pour la prévention et/ou l’atténuation des impacts sur ladite matière végétale, liés à des stress abiotiques, préférentiellement des stress liés à des facteurs édaphiques, climatiques et/ou chimiques. - Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les stress abiotiques sont des stress liés à des facteurs climatiques, préférentiellement des variations élevées de température par rapport aux normales saisonnières, des épisodes de gel, de grêle, de canicule ou de sécheresse.
- Utilisation selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que :
- la densité de puissance optique du panneau du dispositif mobile d’exposition lumineuse (1) permet une application d’une dose de radiation comprise entre 50 J/m² et 2000 J/m² à la surface de ladite matière végétale, pour toutes les sources lumineuses autres que la lumière pulsée, et entre 1000 et 20000 J/m2 pour la lumière pulsée ;
- les impulsions lumineuses délivrées sur la matière végétale (2) présentent des longueurs d’ondes identiques ou différentes comprises entre 200 nm et 780 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible) ; et
- les durées d’exposition sur ladite matière végétale sont inférieures ou égales à quatre secondes, préférentiellement inférieures ou égales à deux secondes. - Utilisation selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les impulsions lumineuses délivrées par le dispositif mobile d’exposition lumineuse (1) sur ladite matière végétale (2) sont issues d’une lumière diffusée en continu ou par lumière pulsée et présentent des longueurs d’ondes identiques ou différentes comprises entre 200 nm et 280 nm (UV-C), préférentiellement entre 220 nm et 260 nm, préférentiellement les impulsions lumineuses sont issues d’une lumière diffusée en continu.
- Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la dose de radiation délivrée par le dispositif mobile d’exposition lumineuse (1) sous la forme d’impulsions lumineuses sur ladite matière végétale (2) est comprise entre 100 J/m² et 1500 J/m² à la surface d’une matière végétale pour toutes les sources lumineuses autres que la lumière pulsée, et entre 5000 et 15000 J/m2 pour la lumière pulsée.
- Utilisation selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la matière végétale (2) est une plante, un fruit, un légume, un vitroplant, une algue, un tubercule ou toute autre organe d’une plante.
- Utilisation selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite matière végétale (2) est choisie parmi le fraisier, la tomate, le rosier, le concombre, les petits fruits rouges, le cannabis, la vigne, l’asperge, la pomme de terre, l’herbe, l’abricotier et le pommier.
- Procédé de prévention et/ou d’atténuation des impacts de stress abiotiques sur une matière végétale (2), par délivrance d’impulsions lumineuses sur ladite matière végétale (2), comprenant les étapes suivantes de :
- mise en place d’un dispositif mobile d’exposition lumineuse (1) comprenant un premier module d’émission (3) d’une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux ; un deuxième module de réglage et/ou d’allumage (6), à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau ; et un moyen de locomotion (4) permettant le déplacement dudit dispositif, sur une exploitation agricole comprenant des plantations à traiter ;
- passage dudit dispositif (1) délivrant des impulsions lumineuses (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible) à travers les plantations, combiné à une exposition directe de ladite matière végétale (2) des plantations à des impulsions lumineuses de longueurs d’ondes et/ou de durées identiques ou différentes,
caractérisé en ce que les longueurs d’ondes sont identiques ou différentes et sont comprises entre 200 nm et 780 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 nm et 280 nm (UV-C) et en ce que les durées d’exposition sont identiques ou différentes mais d’une durée inférieure ou égale à quatre secondes, préférentiellement inférieure ou égale à deux secondes. - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il est utilisé dans la prévention et/ou l’atténuation des impacts de stress liés à des facteurs climatiques, préférentiellement des variations élevées de température par rapport aux normales saisonnières, des épisodes de gel, de grêle, de canicule ou de sécheresse .
- Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la matière végétale (2) est choisie parmi le fraisier, la tomate, le rosier, le concombre, les petits fruits rouges, le cannabis, la vigne, l’asperge, la pomme de terre, l’herbe, l’abricotier et le pommier.
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| EP3143869A1 (fr) | 2015-09-17 | 2017-03-22 | Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse | Procédé de stimulation de la résistance des plantes aux stress biotique par exposition à un rayonnement uv |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO1995033374A1 (fr) | 1994-06-06 | 1995-12-14 | Mathiesen, Niels, Lang | Procede et appareil pour detruire une vegetation indesirable, utilisant la lumiere ultraviolette |
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