Claude Grison : « La démarche bio-inspirée permettra de répondre aux défis du développement durable »

À l’occasion de la Fête de la science du 15 septembre au 1er octobre, l’association Symbiose et ses partenaires reçoivent Claude Grison. Cette éminente chimiste, aux multiples récompenses et brevets, travaille sur l’utilisation de certaines plantes pour réhabiliter des sols miniers contaminés. Elle a aussi inventé une technique pour pouvoir utiliser leurs feuilles, chargées en métaux, en pharmacie et dans la cosmétique. Quand l’innovation scientifique apporte des solutions vertes… Entretien. 

Quand et comment vous êtes-vous intéressée à cette idée d’utiliser les facultés de certaines plantes pour réhabiliter les sols dégradés ?

Claude Grison : L’origine de ce travail remonte à 2009. Il est le résultat de discussions que j’ai pu avoir avec des collègues écologues. Ils considéraient que les plantes capables d’hyperaccumuler des métaux étaient des déchets indésirables et contaminés, car leurs feuilles étaient riches en éléments métalliques polluants. Je suis spécialiste de la chimie du vivant. Ma perception de cette capacité naturelle à stocker les métaux était très différente. Je considérais que ces espèces végétales étaient exceptionnelles, et leurs facultés d’adaptation au stress métallique extraordinaires. Il s’agissait de plantes à protéger, et donc à étudier et à valoriser.

Comment identifiez-vous ces plantes ?

Il y a deux scénarios différents. Le premier est, par exemple, celui de la Nouvelle-Calédonie. Certaines plantes ont été identifiées grâce au travail de botanistes passionnés, tels que Tanguy Jaffré. Mon travail a alors été basé sur des recherches bibliographiques, suivies d’études plus fouillées en écologie végétale, microbienne, physiologie, enzymologie, afin de mieux appréhender leur fonctionnement et leur aptitude à résister en milieux dégradés.

Le second correspond à un travail de prospection sur le terrain. J’ai réalisé un inventaire écologique dans des endroits peu connus où le sol est phytotoxique, car la concentration en métaux est anormalement élevée. Un prélèvement d’échantillons a été réalisé puis analysé. Quand les analyses chimiques ont révélé des propriétés inhabituelles d’hyperaccumulation de métaux, j’ai procédé à l’identification des espèces avec la collaboration de botanistes de renommée internationale tels que Alan Baker et Doyle Mckey. Ainsi, j’ai pu identifier de nouvelles espèces végétales d’intérêt en Sardaigne et au Gabon.

Sur quels sites avez-vous travaillé ?

Nous avons d’abord travaillé à la réhabilitation de sites miniers dans le Gard, département où différentes exploitations ont procédé à l’extraction du zinc. Nous avons appris à développer ces phytotechnologies à grande échelle, dans des contextes où la diversité végétale et microbienne est unique et la concentration en métaux dans le sol très élevée. Cette expérience réussie nous a permis d’étendre notre expérience à la Nouvelle-Calédonie avec le support logistique et financier du CNRS, de l’ANR, la SLN, puis de KNS, et avec la collaboration de l’Institut agronomique néo-calédonien.

J’ai également travaillé à la valorisation de ces phytotechnologies remédiatrices en Chine, en République démocratique du Congo. Des expériences de recherche ont également été effectuées avec des plantes de Crète, Sardaigne, Cuba, du Gabon et des friches industrielles de métropole.

Combien de sites sont actuellement en réhabilitation en Nouvelle-Calédonie ?

Je travaille depuis 2010 en Nouvelle-Calédonie (NDLR avec l’IAC). La SLN est mon premier partenaire historique. Trois sites font l’objet d’efforts de réhabilitation depuis plusieurs années (Thio, Tiébaghi, Kouaoua). Un autre est en préparation pour début 2017. Depuis 18 mois, nous travaillons également avec KNS sur le massif du Koniambo. Des expériences avec NMC sont en cours. Le Fonds nickel nous propose également des sites à réhabiliter. Plusieurs d’entre eux sont l’objet de réflexions et discussions.

Je viens en Nouvelle-Calédonie une à deux fois par an, afin de me rendre sur les sites sur lesquels nous travaillons. J’ai la chance d’avoir dans mon équipe Cyril Poullain, un chercheur CNRS, qui est sur place en permanence, ce qui me permet de suivre constamment la bonne dynamique végétative des espèces végétales installées. Des stagiaires ou de jeunes chercheurs de mon laboratoire participent également à ces travaux sur site.

Ce procédé fonctionne-t-il partout ?

Le procédé ne peut fonctionner que lorsque la nature le permet. Il est nécessaire que les plantes locales aient réussi à s’adapter à une forte concentration d’éléments métalliques dans le sol : elles doivent tolérer et hyperaccumuler les métaux présents. Ce scénario reste exceptionnel.

Vous avez ensuite cherché à découvrir des applications à ces plantes que l’on considérait comme des « déchets contaminés ». Pourquoi aller plus loin et qu’avez-vous découvert ?

La réhabilitation des sites dégradés par ces techniques naturelles est un procédé complexe, subtil et coûteux. Il doit tenir compte de contraintes locales délicates, qui posent de nombreuses questions scientifiques, auxquelles nous essayons de répondre progressivement. Il est aujourd’hui prouvé que ces techniques ne sont durables que si la biomasse générée est valorisée d’un point de vue économique.

Notre laboratoire a proposé une valorisation originale de la biomasse générée par phytoextraction. Ainsi, tirant parti de la capacité adaptative remarquable de ces espèces végétales à hyperaccumuler des métaux sur sites miniers, nous transformons directement les métaux d’origine végétale en catalyseurs, c’est-à-dire en outils chimiques permettant la préparation de toute une gamme de biomolécules. Le procédé est unique au monde ; il est appelé écocatalyse. L’écocatalyse a permis au laboratoire de synthétiser plus de 3 500 biomolécules différentes à l’aide de procédés nouveaux et écoresponsables.

Que peut-on faire à partir de ces plantes ?

De nombreuses applications ont été développées et ont permis la préparation de principes actifs tels que des agents antiviraux, anticancéreux, et antipaludiques ; des insecticides dits de nouvelle génération car totalement bio inspirés et dépourvus d’écotoxicité, des molécules clés de l’industrie chimique, capables de remplacer les dérivés de la pétrochimie, et enfin des bio cosmétiques recherchés.

Pourquoi avoir accepté d’être l’invitée d’honneur de la Fête de la science ?

Je suis professeur à l’université, c’est-à-dire enseignant-chercheur. Les échanges avec les élèves et étudiants me semblent importants. Ils sont souvent très demandeurs, curieux d’apprendre et de comprendre et enthousiastes. J’essaie de trouver le temps de les écouter et de répondre à leurs interrogations. Une rencontre avec les jeunes Néo-Calédoniens est logique, compte tenu de mon implication sur le territoire. Ce projet de recherche est à partager avec les futurs acteurs de Nouvelle-Calédonie.

Le thème, forcément, vous va bien aussi « Ingénieuse nature : une inspiration pour l’innovation »… Vous restez inspirée par la nature ?

Que ce soit sur le plan de la recherche ou sur le plan personnel, je reste persuadée que la démarche bio- inspirée permettra de répondre aux défis du développement durable. Les stratégies d’adaptation de la nature et ses mécanismes intimes de fonctionnement sont passionnants et uniques. Nous ne connaissons et comprenons qu’une mince fraction des mécanismes naturels ; l’acquisition de toute nouvelle connaissance est non seulement une source d’inspiration, mais aussi une leçon d’humilité pour le chercheur. La nature inspire le respect.

 Propos recueillis par C.Maingourd 

Claude Grison est professeure de chimie bio-organique à l’université de Montpellier et dirige le laboratoire de chimie bio- inspirée et innovations écologiques, ChimEco (CNRS-Univ-Montpellier). Ses travaux sur l’écocatalyse ont été récompensés par neuf prix scientifiques, dont le Prix de la recherche 2013, la médaille de l’innovation du CNRS 2014 et le prix Alexandre-Joannidès de l’Académie des sciences 2016. Elle a été décorée de la médaille de chevalier de la Légion d’honneur en 2015. Elle est également l’auteur de 178 publications et brevets.


Les plantes hyper-accumulatrices de Nouvelle-Calédonie

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Intéressée par les particularités du territoire, Claude Grison s’est rapprochée en 2010 de la Nouvelle-Calédonie. Un projet soutenu par l’Agence nationale de la recherche et la SLN est alors né avec les équipes de l’Institut agronomique néo-calédonien (IAC), en collaboration avec le CNRS. Un
projet à plusieurs approches : l’utilisation du procédé de catalyse de Claude Grison qui permet d’extraire des métaux de la biomasse produite, et la maîtrise agronomique de la culture à grande échelle de plantes hyper- accumulatrices de métaux pour obtenir une forte biomasse, ce dont se charge l’IAC, pour la revégétalisation des sites miniers dégradés.

Plusieurs plantes sont ainsi cultivées : l’arbre à brosses à dents (Grevillea exul et mesnieri) accumulateur de manganèse et le Geissois pruinosa, accumulateur de nickel. Elles ont été plantées dans diverses conditions (top soil ou non / avec différentes matières fertilisantes / avec des espèces accompagnatrices, etc.) Plusieurs plantations ont été réalisées dans le cadre de la revégétalisation des sites miniers : deux à Thio (Camp des sapins), une à Tiébaghi, en bas de la mine, et une à Kouaoua. Le programme de l’Agence nationale de la recherche est terminé mais de nouvelles conventions ont été signées notamment avec KNS et le travail se poursuit. L’IAC et le CNRS continuent la recherche en diversifiant les espèces hyper- accumulatrices et accompagnantes, ainsi que les traitements.

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Conférences sur l’innovation bio-inspirée

Lundi 26 septembre – Table ronde à 18 h au lycée Antoine-Kela de Poindimié

« S’inspirer de la nature pour innover durablement »
Avec : Claude Grison (CNRS), Bruno Fogliani (IAC), Valérie Kagy (IAC), Dominique Pham (Ifremer), Pascal Douillet (IRD), Christian Papineau (Ingénieur forestier retraité).

Mercredi 28 septembre – Conférence à 18 h à l’Université de Nouvelle-Calédonie
« Recherches bio-inspirées : la nature, des hommes, des solutions vertes » Par Claude Grison.

Jeudi 29 septembre – Table ronde à 18 h à l’auditorium de l’IRD

« Nouvelle-Calédonie : Quand la nature inspire l’innovation »

Bio-inspirations – Pierre Labrosse (CMRT)
Nouvelle-Calédonie : l’île aux trésors de biodiversité (Amir Hamid/UNC)
Quelles recherches bio-inspirées prometteuses pour la société ?
Micro-organismes marins et macro-espoirs : Prony, des sources thermales aux bio-activités innovantes potentielles (Bernard Pelletier/IRD) ; Micro-algues et bactéries probiotiques (Dominique Pham/Ifremer) ; Les cyanobactéries diazotrophes (Cécile Dupouy/IRD).
La flore néo-calédonienne, le nouvel or vert ? : Les substances naturelles au service de l’innovation agronomique (Valérie Kagy/IAC) ; La place des substances naturelles dans l’innovation thérapeutique (Vincent Dumontet / CNRS) ; La chimie verte (Claude Grison/CNRS) ; Les plantes hyper-accumulatrices de NC (Bruno Fogliani).
De la recherche à l’innovation : quel modèle économique ?
L’incubateur au service de l’innovation (Christophe Carbou/Adecal- Technopôle) ; Du charbon fossile au charbon renouvelable (Jean Lachaud /startup C la vie) ; Teintures végétales (Marine Toussirot/startup Tinctonea) ; A qui appartient la nature ? (Axel Ducourneau/UNC).

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