Adhésion, absorption, transferts et transformations de nanomatériaux à l’interface feuille-plante-sol

Soutenance de thèse de doctorat de Mickaël Wagner (GET-CRBE)

Composition du jury :

• Mme Marie-Pierre ISAURE, Rapporteure, Professeure des universités, Université de Pau et des Pays de l’Adour / IPREM • M. Jean-Yves CORNU, Rapporteur, Chargé de recherche, INRAE / ISPA • M. Jérôme ROSE, Examinateur, Directeur de recherche, CNRS / CEREGE • Mme Eva SCHRECK, Examinatrice, Maîtresse de conférences, Université de Toulouse / GET • Mme Astrid AVELLAN, Directrice de thèse, Chargée de recherche, CNRS / GET • Mme Camille LARUE, Co-directrice de thèse, Directrice de recherche, CNRS / CRBE

Résumé:

Le dépôt de particules atmosphériques sur les feuilles des plantes peut modifier leur flux et leur cycle dans l’environnement, en particulier pour les plus fines. L’objectif de ce travail de thèse était d’identifier comment les propriétés physico-chimiques des nanoparticules (NPs)ainsi que les caractéristiques des feuilles influencent : (i) leur distribution sur et dans la feuille, (ii) leur spéciation chimique, (iii) leur régulation par la plante, et (iv) leur mobilité entre l’atmosphère et le sol.

Le travail s’articule autour de trois axes. Le premier analyse l’influence des méthodes d’exposition et de rinçage sur le contrôle de la dose déposée et sur l’estimation des fractions superficielles et internalisées des NPs. Il met en évidence l’impact majeur des choix méthodologiques et propose des recommandations pour une approche plus rigoureuse du rinçage foliaire. Le deuxième axe montre que la cuticule foliaire peut constituer une voie d’entrée pour les CuO NPs. Si l’hydrophobicité n’affecte pas directement l’absorption, elle favorise l’association du cuivre avec les cires épicuticulaires. Les NPs sont initialement absorbées sous forme particulaire, puis dissoutes et complexées avec des ligands organiques, le cuivre étant fortement lié aux parois cellulaires de l’épiderme. Le troisième axe met en évidence le transport longue distance du cuivre issu des CuO NPs depuis la feuille vers la rhizosphère. Il révèle pour la première fois l’exsudation de cuivre provenant de NPs solubles déposées sur les feuilles, impliquant le transporteur COPT1 et suggérant un processus actif et régulé.

Cette thèse contribue à éclairer la dynamique des NPs à l’interface plante-environnement, améliorant la compréhension de leur devenir après dépôt sur la canopée des agro et écosystèmes.