Les pores permettent à la plante de respirer et de réagir aux changements d’humidité – et aux scientifiques de détecter une sécheresse. | Image: Wikimedia Commons

Les nanotechnologies pourraient s’avérer utiles pour détecter l’arrivée d’une sécheresse, indique un article rédigé par Volodymyr Koman, un chercheur du MIT à Boston soutenu par le Fonds national suisse. Il a développé un capteur qui utilise des réactions physiologiques de la plante pour déceler l’approche de conditions sèches.

Le dispositif observe l’ouverture et la fermeture des stomates, de petits orifices présents à la surface des feuilles qui permettent l’évaporation de l’eau. Ces pores s’ouvrent au soleil et se ferment avec l’obscurité. Afin de conserver l’eau de la plante, l’ouverture se fait plus lentement et la fermeture plus rapidement lorsque le sol est sec.

Les scientifiques ont réussi à imprimer sur une feuille une bande d’encre organique d’une largeur 10 micromètres composée de nanotubes de carbone qui ne recouvre qu’une seul pore. Le courant électrique envoyé à travers cette bande s’interrompt lorsque le stomate s’ouvre et coupe le circuit. Des capteurs imprimés sur des douzaines de feuilles de différents spathiphylles de Wallis ont été raccordés à un multimètre. Résultat après une semaine: les conditions sèches triplent le temps pris par les stomates pour s’ouvrir.

Pour Volodymyr Koman, cette surveillance en temps réel n’endommage pas les plantes et constitue une «différence impressionnante» en comparaison des précédentes méthodes pour surveiller la sécheresse. Les scientifiques travaillent avec un producteur d’huile de palme pour contrôler la santé des arbres.

Michael McAlpine de l’Université du Minnesota salue une «approche prometteuse ». Au vu du temps nécessaire pour mettre en place chaque capteur, il relève néanmoins qu’il faudra examiner dans quelle mesure il sera possible d’étendre cette technique à plusieurs espèces sur de vastes superficies.

V.B. Koman et al.: Persistent drought monitoring using a microfluidic-printed electro-mechanical sensor of stomata. Lab on Chip (2018).