Alimenté par la pluie, ce porte-graines pourrait contribuer à reboiser les régions les plus reculées.
La reforestation est essentielle dans la lutte contre le changement climatique et la protection de la biodiversité, mais la plantation manuelle de jeunes arbres peut s'avérer lente et laborieuse.
Ces dernières années, des drones ont commencé à être utilisés pour déposer des graines sur des terres déboisées à la suite d'incendies de forêt. Une société appelée Mast Reforestation, anciennement DroneSeed, a appliqué cette méthode dans l'ouest des États-Unis et au-delà, et le Fonds mondial pour la nature a utilisé des drones spécialisés pour restaurer des zones rurales de brousse en Australie. Mais pour qu'une forêt puisse repousser, les graines déposées doivent pénétrer dans le sol et germer, ce qui peut s'avérer difficile.
Les chercheurs du laboratoire Morphing Matter de l'université Carnegie Mellon, en Pennsylvanie, pourraient avoir une solution. S'inspirant de la conception de la nature, le laboratoire a créé un support "E-seed" destiné à être largué par des drones et à percer le sol.
Mais, fait remarquable, le support n'a pas besoin de source d'énergie pour s'enfoncer dans le sol : il est fabriqué à partir d'un matériau qui s'autodétruit sous l'effet de la pluie.
La directrice du laboratoire, Lining Yao, et ses collègues se sont inspirés des graines d'érodium, un genre de plantes dont les graines sont dotées d'une "foreuse" en forme de serpentin qui change de forme lorsqu'elle est mouillée, utilisant une "queue" pour se redresser et s'enfoncer plus efficacement dans le sol.
L'équipe a créé un porte-graine basé sur le même principe, fabriqué à partir de bois de chêne blanc qui réagit naturellement aux changements d'humidité. Ils ont traité chimiquement le bois pour le rendre plus flexible lorsqu'il est mouillé, ainsi que plus souple et plus dense afin qu'il se dilate plus efficacement. L'Erodium a une seule queue, mais le porte-graine en a trois, ce qui le rend plus facile à enfoncer dans le sol.
Selon les recherches publiées par Yao dans la revue Nature, le porte-graine a un taux de réussite de 80 % sur terrain plat, ce qui le rend plus efficace que les graines d'érodium dans les mêmes conditions. Une fois le support enfoui, la graine est protégée des animaux et des éléments naturels, ce qui améliore ses chances de germination.
Du sur-mesure
En août, la conception a remporté le prix Falling Walls breakthrough of the year - qui récompense chaque année les percées scientifiques dans les disciplines universitaires - en ingénierie et en technologie.
Jusqu'à présent, Morphing Matter n'a testé les porte-graines que sur des sites à Pittsburgh et à Changxing, en Chine, mais Mme Yao indique que le laboratoire a reçu l'intérêt de sociétés de capital-risque et d'agences gouvernementales du monde entier qui souhaitent utiliser les porte-graines dans des projets de reforestation.
Mais elle note que des types spécifiques de porte-graines doivent être développés pour différents lieux, afin de s'adapter à différents sols et niveaux d'humidité, entre autres variantes. "Nous devons adapter la conception aux conditions locales et aux semences qui les intéressent", explique Mme Yao.
"Le désert est très différent de la forêt amazonienne et des lignes côtières autour d'Hawaï. Le partenariat doit être très collaboratif avec les praticiens locaux, c'est pourquoi nous leur demandons toujours d'envoyer des semences et de la terre pour que nous puissions les valider".
La mise à disposition de la technologie pour des projets dans le monde entier nécessiterait une augmentation de la production.
"La plupart des gens qui nous contactent veulent des milliers de semences, ils veulent faire pousser des millions d'arbres en un an", explique M. Yao. "J'ai mis sur pied une petite équipe dans le laboratoire pour réfléchir à une stratégie de production de masse, mais nous voulons absolument obtenir un soutien financier et personnel plus important pour que cet effort prenne de l'ampleur.
Shu Yang, professeur à l'université de Pennsylvanie, s'est fortement impliquée dans le projet de porteur de semences électroniques. Selon elle, la question de la distribution à grande échelle est importante.
"Il faut tenir compte de l'efficacité. À l'heure actuelle, elle est de 80 %, mais une fois que l'on couvre une grande surface, quel est le rapport entre l'efficacité et les coûts ? ... Pour savoir si les gens sont intéressés, je pense que le taux de réussite est essentiel", explique M. Yang.
Mais en ce qui concerne le processus de fabrication, M. Yang pense qu'il sera possible de produire suffisamment de porte-greffes pour répondre à la demande.
Pénurie de semences
Selon Matthew Aghai, vice-président de la recherche et du développement biologique chez Mast Reforestation, le projet e-seed est un "développement phénoménal", mais il ajoute que pour que la distribution de semences soit vraiment efficace, il faut que de meilleurs drones soient plus largement disponibles pour la reforestation. En général, avec les drones conventionnels, "la technologie ne permet pas d'opérer avec un grand degré de contrôle et de précision", explique-t-il.
Mast Reforestation fabrique et utilise des drones pour reboiser dans le monde entier, tout en produisant des millions de semences chaque année dans la plus grande banque de semences de l'ouest des États-Unis, et bien qu'elle ne soit pas liée au Morphing Matter Lab, elle l'a consulté. M. Aghai ajoute que l'utilisation de drones pour le reboisement dans des zones reculées nécessite des infrastructures, telles que des stations de recharge, qui ne sont souvent pas disponibles.
Mais un défi encore plus grand pourrait être la pénurie de semences à planter, dit-il, car le stockage des semences dans les banques prend du temps et les pépinières ont besoin de plus de fonds. "Il y a en fait une pénurie de semences plus large dans notre secteur, une pénurie très grave. C'est le goulot d'étranglement du reboisement, pas la technologie".
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Source: edition.cnn.com
