Analyse multimodale du processus de rouissage sur champs du lin : étude fonctionnelle et spectrales en vue d'améliorer la qualité des fibres

Deciphering flax dew retting by a multimodal approach

• Auteur / Autrice : Suvajit Mukherjee
• Direction : Anne-Sophie Blervacq, Stephen Arscott
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie - FST
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2021
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UGSF - Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Fibres végétales

Mots clés

Mots clés libres

Rouissage

Fibre végétale

Métaprotéomique

Spectroscopie vibrationnelle

Spectrocolorimétrie

Enzymes

Retting

Plant Fiber

Metaproteomics

Vibrational spectroscopy

Spectrocolorimetry

Enzymes

Résumé

Les plantes à fibres sont l'une des clés importantes pour établir une bioéconomie pour faire face à la pollution et aux changements mondiaux. La plante de lin (Linum usitatissimum L.) est une plante fibreuse, économiquement importante en France et en Europe. En 2018, sa culture occupait 106 146 ha en France représentant 83 % de la surface agricole dédiée à la plantation de plantes à fibres. Pendant des milliers d'années, les fibres de lin sont retirées des plantes avec diverses pratiques de rouissage. Pour plusieurs raisons, la méthode de rouissage à la rosée est largement pratiquée malgré ses limites. Jusqu'à présent, la qualité et l'uniformité des fibres rouies par la rosée dépendent de l'expertise et de l'expérience des agriculteurs. Le rouissage est un phénomène naturel complexe. Une démarche de standardisation du rouissage rosée du lin a été engagée avec le « projet FlaxTronic » des laboratoires UGSF & IEMN, visant à acquérir des données multi-échelles et à les analyser statistiquement pour en faire une « boîte à outils intelligente ». Des biocapteurs seront fabriqués pour détecter les changements clés dans le rouissage par la rosée et permettre aux agriculteurs d'obtenir une fibre rouie uniformément. Le projet « VAL » (VAL : Vegetronic appliqué au lin) travaille déjà sur le développement de biocapteurs à partir de 2020, est également impliqué dans une approche collaborative pour atteindre le même objectif. Les filières Lin industriel (Entreprise Van Robaeys, détachement 1 mois), industrie textile/matériaux (laboratoire GEMTEX, ENSAIT, détachement 1 mois) travaillent également en étroite collaboration. Le projet impliquera également une collaboration internationale avec l'Institut Leibniz d'ingénierie agricole et de bioéconomie (ATB, détachement d'un mois). Ils nous aideront dans les collectes de données et confirmeront le succès du projet après avoir vérifié la qualité uniforme des fibres. Le sujet « FlaxTronic » est un projet interdisciplinaire dans une approche collaborative sous le thème « La science pour une planète en mutation » et « Un monde numérique respectueux de l'homme » pour améliorer la voie des méthodes agricoles modernes.

The successful transition to a bioeconomy requires the substitution of petro-based resources by renewable bio-resources. Natural plant fibers will play an increasingly important part in this transition via their utilisation in diverse textile and composite materials. Flax (Linum usitatissimum L.) is one of the best-known sources of natural fibers and is an economically important fiber crop in France with a production in 2015 approaching 861 kt natural fibers of which about 84 % is used for fabrics and the rest for composite materials. In 2018, its culture occupied 106146 ha ha in France representing 83% of the agricultural surface dedicated to plant fibers. Industrially, the flax fibers must be dissociated from the rest of the stem by a succession of processes beginning with the crucially important step of retting that facilitates this separation. The retting process is an extremely complex natural phenomenon that is affected by many different interacting factors that render its management difficult. Both under-retted and over-retted fibers show non-optimal physico-chemical properties and are therefore of lower industrial quality, as are the unevenly retted fibers that also result from an imperfect retting. The two main partners of the FlaxTronic project (UGSF & IEMN labs) are aimining to acquire multi-scale data sets comprising the farmer's empirical quality evaluation, meteorological conditions, biological information and mechanical, chemical and physical characterization of flax fibers during retting. Statistical processing of these data will lead to the identification of key markers that will constitute an “intelligent toolbox” that will allow farmers to follow and objectively characterize the maturation (and hence quality) of the flax fiber during retting. Selected key markers will then be used to develop preliminary smart sensors within the framework of this project and in close collaboration with another related project (VAL: Vegetronic applied to flax) that also involves the two main partners of the FlaxTronic project. The FlaxTronic PhD subject is an interdisciplinary project contributing to the convergence of the Hub 2 (Science for a changing planet) and Hub 3 (Human-friendly Digital World) themes. By identifying significant data resulting from multi- scale biological, physical and chemical data that can be embedded on a communication chip it will represent a practical proof of concept of the so-called agriculture 4.0. The FlaxTronic subject will involve close cooperation with the flax industrial sector (Van Robaeys Company, 1 month secondment) and the textile/materials industry (GEMTEX lab, ENSAIT, 1 month secondment). The project will also involve an international collaboration with the Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy (ATB, 1 month secondment).