Percer les secrets des parois cellulaires végétales

Fanny Trifilieff : Pourquoi étudier le bois en particulier ?

Aude Lereu : La filière bois est un enjeu de développement durable qui répond aux besoins de nombreux secteurs industriels classiques comme la construction, l’industrie du papier ou encore le chauffage, mais aussi de secteurs plus récents comme l’extraction de biocarburants ou encore dans la fabrication de bioplastiques biodégradables et plus respectueux de l’environnement. Le bois reste une source renouvelable tant qu’elle est exploitée de façon raisonnée. L’une des préoccupations majeures de l’industrie du bois est donc d’étudier et mieux comprendre les mécanismes du bois afin de les exploiter plus efficacement. Accéder aux parois cellulaires, à l’échelle du nanomètre, permet de révéler les propriétés chimiques et physiques du bois et donc de mieux comprendre ses mécanismes. C’est là que nous intervenons en utilisant notre expertise en nanosciences et nanotechnologies.

F.T : Quelle technique a été utilisée pour analyser les parois des cellules végétales ?

A.L : Nous avons utilisé une technique dite de « microscopie optique en champ proche » qui est basée sur l’interaction de la paroi cellulaire avec une pointe nanométrique, amenée à proximité de l’échantillon. De la lumière est ensuite envoyée sur l’ensemble pointe-paroi. Elle est absorbée différemment par les couches de la paroi végétale selon leur composition chimique. En plus de l’absorption, nous pouvons aussi mesurer la proportion de lumière réfléchie. L’accès à ces deux paramètres nous permet ainsi de remonter aux constantes diélectriques optiques à l’échelle de la paroi de façon non destructive et in situ, c’est-à-dire sans toucher à la structure interne du bois. Cette technique permet alors de mesurer simultanément la topographie de l’échantillon, sa composition chimique, ses propriétés optiques et certaines de ses propriétés mécaniques à l’échelle du nanomètre.

F.T : Quelles perspectives ces résultats offrent-ils à la filière du bois ?

A.L : En ingénierie des végétaux, on agit sur le bois au cours de sa croissance par des procédés chimiques ou physiques pour lui conférer des propriétés particulières. Il y a de nombreuses recherches qui cherchent à observer et à mieux comprendre ces modifications de la paroi cellulaire afin de pouvoir jouer dessus. A l’aide de la technique utilisée ici, nous avons pu pour la première fois évaluer les propriétés optiques locales internes de la paroi cellulaire végétale tout en prenant en compte l’impact de la structure et des propriétés chimiques. Nos résultats ont été obtenus à partir d’échantillons de peuplier, mais ils peuvent être appliqués à tous types de matières végétales ou de biomatériaux. Ils offrent des perspectives vers l’ingénierie des végétaux avec le développement et l’utilisation de nouveaux (méta-)matériaux d’origine végétale.