- Correne LAJUTAN

- Guillaume CHENG

- Céline CHANTHACHACK

- Diana GASPAR

- Vincent DUPUIS

- Christophe BAILLY

- Willy SAMSON

Dans un contexte environnemental de plus en plus contraint par le réchauffement climatique et le développement de la pollution en milieu urbain, les végétaux des écosystèmes naturels ou les plantes cultivées sont de plus en plus soumis à de nombreux stress abiotiques (salinité, sécheresse, stress thermique, métaux lourds, polluants atmosphériques, etc..). Toutefois les végétaux peuvent également être des acteurs de la lutte contre les polluants divers et les techniques de phytoremédiation et de dépollution qui font appel à l'utilisation des plantes se multiplient.

Dans le cadre de l'ARE (Atelier de Recherche Encadrée) , nous étudierons l'influence du stress causée par les polluants atmosphériques sur le radis.

L'objectif de ces recherches est de déterminer les conséquences de la pollution sur les végétaux et éventuellement de dégager des caractéristiques biologiques intéressantes pour combattre la pollution. Pour cela, nous associerons différents domaines tels que la biologie, l'informatique et l'électronique afin d'étudier expérimentalement nos plants de radis.

Le stress choisi étant les polluants atmosphériques, il nous faut construire une machine capable d'évaluer la quantité de polluants atmosphériques présente autour de notre plant afin de s'assurer que ceux ci ont bien été introduit dans l'environnement de la plante. On pourra ainsi étudier l'influence de ces polluants sur le radis mais aussi l'éventuelle influence du radis sur ces polluants.

→ Création d'un capteur à particules fines avec Arduino

Afin de mesurer l'activité photosynthétique de nos plants de radis, nous pensons construire un capteur à O2. De cette façon nous pourrons savoir si les microparticules ont une influence sur la photosynthèse.

→ Création d'un capteur à l'aide d'Arduino

Nos hypothèses : réduction de l'activité photosynthétique à cause d'accumulation de microparticules sur les feuilles, et donc opacification de la surface des feuilles.

Observation des stomates, surface, couleurs du radis par rapport à la plante témoin.

→ Observation microscopique et macroscopique / bionoculaire

<note important> Dépôt de micro particules probablement insuffisant, transporter la feuille risque de déplacer les microparticules accumulées dessus </note>

<note> cycle radis ⇒ 2 semaines </note>

→ Base Shield

→ Grove Écran LCD Blachlight

→ Grove particules fines

→ Grove Température et Humidité

→ Grove Oxygène

→ Carte Arduino UNO

Salle de culture : Salle de culture 1, 2ème étage de l'Atrium, dans 2 boîtes à microparticules (contenant de la vermiculite)

- Température moyenne : + 20 à 22,5 °C

- Hydrométrie : environ 90% à 100%

- Photopériode : jours long (16h jour - 8h nuit)

Nombres de plants : 16 pots avec 4 graines par pots

Plan de culture :

- 8 pots pour le cycle 1 (2 Terreau et 6 Vermiculite)

- 8 pots jusqu'au cycle 2 (2 Terreau et 6 Vermiculite)

13/03/18 : changement de décision =⇒ 16 pots en cycle 1 ( 4 Terreau et 12 Vermiculite) / pas de cycle 2

Solution nutritive :

A travers cette expérience nous voulons faire pousser des radis qui nous servirons d'élément de comparaison.

- Pots

- Terreau / Vermiculite

- Graines de radis

Avec cette expérience, vous voulons étudier l'évolution de la quantité de micro particules dans la boîte sans la culture de radis afin de savoir si le radis influe sur la vitesse de disparition de ces polluants.

- Capteur de microparticules ( station Arduino )

- Boite de culture avec système de diffusion de microparticules, contenant de la vermiculite

- L'encens

Caractéristiques étudiées lors de cette expérience :

- Suivi de la croissance des plants de radis (taille du bulbe, des racines, des feuilles, …)

- Observation de l'activité photosynthétique (en mesurant l'oxygène dégagé par les feuilles à l'aide d'un capteur)

- Comparaison de l'apparence générale de la plante

Protocole :

- Brûler un baton d'encens durant 5 minutes dans notre dispositif de culture ( homogénéisation du milieu effectuée par le ventilateur en haut de la boite.)

Allongement du temps de combustion de l'encens à 10mins (voir journal de bord)

<note important> Ne pas toucher les pots qui effectuent les deux cycles par risque de déplacer les microparticules</note>

-Mise en place de pic de pollution (faibles ou forts) et étude des conséquences sur le radis

=⇒ Expérience non réalisée car le temps de culture que nous avons choisi n'a permis d'effectuer qu'un cycle.

-Mise en place d'un environnement avec un taux de microparticules dans l'air constant

=⇒ Non réalisable car l'utilisation de bâtons d'encens à brûler rend le contrôle de la concentration en microparticules difficile.

Semaine 1

Semaine 2

Semaine 3

Semaine 4

Semaine 5

Vous pouvez suivre l'avancement de notre projet au lien suivant: Journal de Bord

A la fin de nos expériences, nous avons pu valider (ou non) nos hypothèses et nous questionner sur ce qui n'a pas fonctionné et ce qui pourrait être amélioré:

- Nos mesures (cf AVANCEMENT DU PROJET) montrent bien que la pollution a un impact sur la croissance de la plante aussi bien sur la partie aérienne que sur la partie souterraine de nos radis. Les plants pollués ont des racines plus courtes et plus fines, causant probablement une diminution de la quantité de nutriments absorbée par la plante et par conséquent une croissance moins importante qu'une plante qui a grandit dans de bonnes conditions (pas de stress).

- De plus, les feuilles des plantes polluées sont beaucoup plus petites et moins nombreuses que les feuilles saines. Des taches jaunes/marrons apparaissent sur les feuilles soumises à l'encens. Une de nos hypothèse était que les microparticules se déposaient sur les plantes, et que cette pellicule de pollution diminuerait l'activité photosynthétique entraînant alors un ralentissement de la croissance. Cependant, nous n'avons pas pu confirmer cette hypothèse. En effet, lorsque nous avons observé nos feuilles au microscope, nous n'avons pas vu de pellicule de pollution visible. Nous pensons que le transport des boîtes ainsi que les manipulations sur les plantes lors des mesures ont déplacé les microparticules. D'autre part, notre test sur l'activité photosynthétique n'a pas donné de résultats qui pouvaient confirmer notre hypothèse, en effet pour des masses de feuilles identiques nous avons retrouvé un activité photosynthétique équivalente chez le témoin et le pollué.

- Ainsi, en se basant sur nos résultats, on ne peut pas vraiment conclure sur les raisons de cette diminution de croissance. Cependant nous avons pu éliminer certaines hypothèses dans les conditions de nos expériences. Etant donné que l'activité photosynthétique n'est pas vraiment impacté, nous pouvons penser que ces microparticules ou les gaz créés par la combustion d'encens peuvent avoir un impact direct sur la plante en s'attaquant directement au cellules ou au métabolisme de la plante.

- Pour améliorer ce projet:

- Nous pourrions améliorer la boite de culture en la rendant plus hermétique mais aussi en trouvant une solution pour rendre l'arrosage plus facile et enfin en créant un système de ventilation plus efficace car celui-ci causait un stress fort sur les pots qui étaient en dessous ( peu/pas de croissance).

- Pour des durées plus longues, l'expérience pourrait être réalisée sans les mesures des plantes afin d'essayer d'observer cette pellicule de particules ( sur 4 semaines par exemple). Certaines expériences n'ont pas pu être réalisé par manque de connaissance et de matériel.

Bibliographie