Locaflore, étude et valorisation de la flore locale Flûteau nageant sur la Creuse ©Nicolas Van Ingen
  • basiques, le contraire d'acides
  • coléoptères ravageurs des crucifères (colza, choux).
  • période sévère de basses eaux
  • périodes sévères de basses eaux
  • remblais de terres et de graviers le long d'un cours d'eau, qui permettent de former les méandres (virages)
  • En biologie, ensemble de la matière organique d'origine végétale, animale, bactérienne ou fongique.
  • processus d'innovation et ingénierie qui s'inspire des formes, matières, propriétés, processus et fonctions du vivant
  • sur des sols calcaires
  • Arrêt du remplissage du grain de blé lors de sa phase de maturation à cause de trop grandes chaleurs (canicule). Cela a pour effet de diminuer le poids du grain et donc le rendement.
  • étude scientifique du comportement animal principalement en milieu naturel
  • niveler, lisser
  • période où le niveau d'eau d'un cours d'eau est le plus bas
  • accumulation excessive de nutriments au sein d'un écosystème aquatique.
  • épanchements de liquide organique
  • Phénomène artificiel de morcellement de l'espace (définition de l'Insee)
  • période de reproduction des poissons
  • une zone de gagnage est un endroit utilisé par des animaux sauvages pour se nourrir
  • Qui concerne la répartition selon leur diamètre, des particules des roches, sables, et graviers.
  • Le Groupement d’intérêt scientifique (GIS) sur le sol, regroupant les ministères de l’agriculture et de l’environnement, l’OFB, l’INRAE, l’IGN, le BRGM, l’ADEME et l’IRD a pour mission de compiler et traiter les informations sur les sols relative à leur inventaire, leur conservation, leur analyse et leur qualité.
  • mouvement, distribution et qualité de l'eau
  • qui se base sur l'étude du relief du cours d'eau
  • qui mangent la lignine, principal composant du bois avec la cellulose et l'hémicellulose
  • feuilles mortes, aiguilles, branches, fruits, mousses que composent les premiers centimètres sur le sol
  • variations artificielles du niveau d'eau d'un plan d'eau, d'une voie navigable ou d'une retenue exploitée
  • seuils, radiers de pont, passages busés, barrages, etc. qui sont de nature à altérer la migration des espèces aquatiques, ainsi que la diversité et la qualité des habitats naturels disponibles (définition de l'Insee)
  • relatifs aux marais
  • durée quotidienne de la lumière du jour
  • végétaux communément appelés roseaux, genre de plantes herbacées de la famille des Poaceae
  • Action qui consiste à remettre le cours d’eau dans une configuration plus naturelle, en recréant ses anciens méandres ou en créant un nouveau tracé avec des profils variés
  • Actions qui consistent à remettre le cours d’eau dans une configuration plus naturelle, en recréant ses anciens méandres ou en créant un nouveau tracé avec des profils variés
  • Linéaire d'arbres en bordures de cours d'eau
  • Linéaires d'arbres en bordures de cours d'eau
  • ensemble de particules en suspension dans l'eau, l'atmosphère ou la glace, qui a finit par se déposer sous l'effet de la pesanteur souvent en couches ou strates successives
  • groupes d'espèces
  • méthodes limitant le travail du sol
  • Capacité d'une entreprise à générer de la richesse par son cycle de production

Le projet Locaflore, qu'est-ce que c'est ?

Locaflore consiste en l'étude et la valorisation de la biodiversité végétale présente en Centre-Val de Loire. Le projet est porté par l'Institut de Chimie Organique et Analytique d'Orléans, dans le cadre des appels à projets recherche et innovation, soutenus par la Région Centre-Val de Loire. Il est labellisé par le pôle DREAM (pôle dédié à la Durabilité de la Ressource en Eau Associée aux Milieux).

La biodiversité de la région est une richesse naturelle qui peut présenter un intérêt pour des activités à caractère économique et commercial. La connaissance approfondie des sites naturels, des écosystèmes et des plantes est ainsi une nécessité afin d'identifier ces richesses et d'inscrire sa valorisation locale dans un contexte vertueux et respectueux, soutenant et favorisant la préservation de l'environnement.

Ce projet fait donc interagir de nombreux partenaires, réunissant :

  • des structures travaillant pour la connaissance et la protection de la biodiversité (l'ARB en tant qu'animatrice de l'Observatoire régional de la biodiversité - ORB - ce dernier assurant une valorisation et une diffusion des étapes du projet) ;
  • les acteurs régionaux impliqués dans cet ORB (Conservatoire botanique national du Bassin parisien - CBNBP, FNE Centre-Val de Loire, …) comme spécialistes et garants de la préservation de la biodiversité locale ;
  • des représentants d'entreprises (GreenPharma, Phytorestore, IUC Centre, CDHR Centre Val de Loire, Botanicosm'ethic) ;
  • des laboratoires académiques (l'Institut de Chimie Organique et Analytique - ICOA, l'Institut des Sciences et de la Terre d'Orléans - ISTO de l’université d’Orléans, et l'Unité Physiologie de la Reproduction et des Comportements - PRC de l'INRA) recherchant l'intégration d'espèces locales ou de leurs constituants dans leurs procédés.

La démarche se veut V.I.P : Valorisation, Innovation, Protection, plaçant les plantes au cœur de l'économie.

 

Quel objectif ?

L'objectif principal de ce projet consiste en la mise en place d'une économie circulaire vertueuse via l'étude des familles de molécules de 6 plantes pour en déterminer les voies de valorisation et d'exploitation possibles, avec de nombreux acteurs socio-économiques et académiques locaux.

Il s'articule donc autour des compétences et des activités pluridisciplinaires pour sélectionner, caractériser, valoriser et favoriser la conservation des plantes issues de contextes naturels locaux et participant à la biodiversité en Centre-Val de Loire.

 

Quels enjeux ?

La flore régionale est riche et de plus en plus fragile. La gestion de ce patrimoine naturel local regroupe des problématiques actuelles telles que :

  • la gestion de la prolifération d'espèces exotiques envahissantes (invasives : Jussie à grandes fleurs, Souchet comestible),
  • la valorisation de plantes communes (Iris des marais et Molinie bleue),
  • l'étude et la conservation de plantes rares et menacées (Arnica des montagnes et Flûteau nageant)
  • les modalités d'utilisation de plantes comme matériel de repeuplement en génie écologique (filières de production de plantes d'origine locale).

Basée sur l'expertise du CBNBP, une vingtaine de plantes caractéristiques de ces problématiques a été retenue. Ce choix a été affiné par un travail de recherche bibliographique préliminaire ayant fait l'objet d'un stage de Master 2 (6 mois) encadré par la société Botanicosm'ethic en collaboration avec l’ICOA et financé par le programme régional ARD 2020 Cosmétosciences.

Suite à cette synthèse bibliographique, ce sont 6 plantes qui ont été sélectionnées.

 

Les plantes invasives

Les plantes communes

Jussie ©R. Dupré - CBNBP
Jussie ©R. Dupré - CBNBP
Souchet ©N. Robouam - CBNBP
Souchet ©N. Robouam - CBNBP
Iris des marais ©R. Dupré - CBNBP
Iris des marais ©R. Dupré - CBNBP
Molinie bleue ©R. Dupré - CBNBP
Molinie bleue ©R. Dupré - CBNBP

Les plantes rares et menacées

Flûteau nageant
Flûteau nageant
Arnica des montagnes ©CBNBP
Arnica des montagnes ©CBNBP


Étapes & résultats

Collecte en milieu naturel

La première expérience du collectif a été l'organisation de trois collectes sur le terrain avec FNE Centre-Val de Loire, Loiret Nature Environnement, le CBNBP, le CDHRC, l'ONF.

  • Iris des marais (pendant et après la floraison), Souchet et Jussie (pendant et après la floraison) à la réserve naturelle de Saint-Mesmin
  • Flûteau nageant, à l’étang du Ravoir
  • Molinie bleue, à la tourbière de la Guette

Mise en culture

Après autorisation de prélèvement des plantes rares et menacées que sont l'Arnica et le Flûteau, la mise en culture a pu être initiée.

Culture de l'Arnica montana
Mode opératoire

L'Arnica des montagnes a été mise en culture en pleine terre (visible sur la photo ci-dessous) au CDHRC, suite à l'obtention de graines par le CNPMAI.

Les plantes ont fleuri en fin de printemps comme dans leur milieu naturel et la reprise de la végétation après une disparition des parties aériennes durant l’hiver s’est faite naturellement. La culture sous cette forme est ainsi possible pour la conservation de l’espèce.

Analyses phytochimiques

La floraison en fin de printemps a permis une récolte de fleurs sur lesquelles des analyses phytochimiques ont été effectuées au sein de l’ICOA UMR 7311 et comparées aux profils phytochimiques obtenus sur des fleurs d’Arnica chamissonis. Ces analyses ont montré la présence de composés phénoliques aux propriétés antioxydantes, dans les extraits réalisés à partir de l’Arnica montana cultivé au CDRH. Ces composés indiquent une composition similaire à celle de l’Arnica montana sauvage. La composition moléculaire de l’Arnica montana est proche de l’Arnica chamissonis reconnue pour être facilement cultivable et qui menace de remplacer l’Arnica montana dans des applications en santé et bien-être.

Culture du Flûteau nageant
Mode opératoire

Les plants de Flûteau nageant (Luronium natans) ont quant à eux été mis en culture au sein de plaques alvéolées et placés dans des bacs de culture remplis avec de l’eau de pluie pour garder les conditions du milieu naturel (voir photo ci-dessous).

Les différents itinéraires de culture mis en place et évalués montrent que le développement aérien est stimulé par l’ajout d’engrais dans le milieu. Toutefois, une trop forte conductivité aura un effet dépressif sur le développement des plants. Pour une culture en bac, dans un but de production ou de conservation, l’oxygénation est essentielle pour permettre un bon développement de la plante et limiter l’apparition d’algues.

Analyses phytochimiques

Les premières analyses phytochimiques des extraits ont mis en évidence des métabolites spécialisés qui n’ont jamais été étudiés pour cette plante et qui peuvent présenter des intérêts économiques de valorisation.

Perspectives

Dans le cadre du projet, des tests de multiplication ont été effectués et montrent que l’Arnica des montagnes est multipliable par semis des graines récoltées après floraison, et que le Flûteau nageant est multipliable par division de souches. La maîtrise de la multiplication et des itinéraires de culture ouvre ainsi des perspectives pour la sauvegarde de ces deux espèces rares ainsi que pour leur réimplantation dans leurs milieux naturels.

 

Identification des molécules présentes dans les plantes

Une étude phytochimique sur les 6 plantes sélectionnées a été menée au sein du laboratoire d’analyse de l’ICOA afin de déterminer les familles de molécules présentes et définir ainsi les voies potentielles de valorisation et d'exploitation par les différents partenaires.

Phase 1 : extraction des molécules présentes dans les plantes étudiées

Pour commencer, les molécules de chaque plante ont été extraites par un procédé d’extraction « éco-responsable » par ultrasons. Cette méthode permet de minimiser les quantités de solvant, les temps d’extraction et il est possible d’utiliser des solvants à faible impact sur l’environnement tels que l’eau et l’éthanol. En plus de sa simplicité d’utilisation et de sa répétabilité, elle permet d’extraire un large panel de molécules présentes dans les plantes sélectionnées.

Phase 2 : identification des familles de molécules

Les différents extraits sont ensuite analysés et comparés par une technique de chromatographie sur couche mince (CCM) qui permet de séparer les composés moléculaires d’un mélange. On peut ainsi révéler par exemple des flavonoïdes ou des acides phénoliques, mais aussi des sucres, des acides aminés ou d’autres familles moléculaires.

Phase 3 : affiner la part des molécules présentes

La caractérisation des molécules se poursuit avec une autre technique d’analyse, la chromatographie en phase liquide (HPLC).
Elle permet une séparation plus fine des composés et procure des informations complémentaires à la méthode précédente. Les résultats permettent de mettre en avant les nombreuses molécules présentes dans chacune des plantes. Chaque pic obtenu sur le diagramme présentant les résultats de la chromatographie (chromatogramme) témoigne de la présence d’au moins une molécule. On peut ainsi facilement identifier les extraits les plus riches en nombre ou en concentration de molécules, et distinguer les différentes familles moléculaires.

Cela permet d’observer que la Jussie (courbe violette) est une plante riche en molécules phénoliques, l’Arnica chamassonis (courbe noire) est elle riche en flavonoïdes.
Des analyses complémentaires sont effectuées afin d’avoir une estimation quantifiée de ces familles moléculaires.

Phase 4 : connaître les spécificités de chaque plante

Le dosage des familles moléculaires ainsi identifiées permet de mettre en évidence les spécificités de chaque plante. Les informations obtenues par ces dosages complètent et confirment les analyses chromatographiques précédentes :

  • la Jussie possède beaucoup de composés phénoliques et de flavonoïdes,
  • la Molinie est riche en flavonoïdes.

L’analyse des différents organes d’iris permet de montrer que les feuilles sont par exemple plus riches en tanins alors que les racines contiennent plus de composés phénoliques. En effet, pour une même plante mais un organe différent, le contenu moléculaire diffère. Cela est très intéressant dans le cadre de cette démarche de valorisation, en guidant vers l’utilisation de plantes entières (plus facile en terme d’approvisionnement) ou au contraire vers une utilisation spécifique de certains organes car plus riches en molécules ciblées.

Étude de l'activité biologique

Les molécules appartenant aux familles moléculaires de composés phénoliques, flavonoïdes, tanins sont généralement des molécules présentant des activités dites antioxydantes permettant de lutter contre le vieillissement des cellules. Ce sont donc des molécules d’intérêt biologique très utilisées en cosmétique dans les gammes de soin de la peau, en agroalimentaire….
Afin d’évaluer le pouvoir antioxydant de chaque plante, des tests d’activité ont été effectués.

L'activité biologique des extraits a été étudiée par l'UMR PRC par des analyses sur 3 types de cultures cellulaires humaines (épithéliale, endocrine) et animales. Les fonctions biologiques telles que la mortalité, la prolifération cellulaire, la qualité de la barrière biologique, l'inflammation et le stress cellulaire ont été évaluées.

Dans le cadre du test, on a ainsi pu constater que chaque partie de l’Iris des marais possède sa propre activité moléculaire : les racines de la plante ont une plus forte activité que celle des fleurs.



Bilan du projet : 5 ans de collaboration

Un contenu moléculaire caractérisé

Toutes les plantes de l'étude (Jussie, Souchet, Iris des marais, Molinie bleue, Arnica des montagnes et Fluteau nageant) ont fait l’objet d’un suivi approfondi au niveau de leur contenu moléculaire en modifiant les paramètres de saisonnalité, de lieu de prélèvement et selon les organes des plantes. Après séchage et broyage, des extraits ont pu être réalisés et le contenu moléculaire de ces derniers a été analysé. L’identification des familles de molécules a amené à exploiter plus particulièrement des extraits de Jussie. Ces derniers ont été valorisés dans une première étude comme complément alimentaire potentiel pour le poulet. L’incorporation de Jussie a en effet permis de limiter l’engraissement et d’avoir au niveau sanguin une capacité anti-oxydante accrue.

 

De la préservation à la phytorestoration

En plus de la connaissance scientifique sur le contenu des plantes locales sélectionnées pour ce projet, le consortium a réalisé des études de reconnaissance d’espèce (identification des variétés de Souchet présents en région). Des protocoles de mise en culture ont pu également être développés et éprouvés pour la préservation des deux plantes rares (Arnica montana et Flûteau nageant). Enfin une étude pilote a montré qu’en plus de son intérêt ornemental, l’Iris des marais a un caractère épuratoire important sans association avec d’autres plantes, ce qui repositionne son utilisation en phytoremédiation.

 

La force d’un consortium pluridisciplinaire

Locaflore Centre Val de Loire est un premier projet réunissant une grande diversité d’acteurs (universités, associations, industriels). Il a permis d’avoir une vision globale et circulaire de la valorisation des plantes locales et a montré de manière concrète l’intérêt de la recherche au service de la biodiversité.

 

4 vidéos de valorisation

Découvrez le projet en vidéo, dans l'encart "à voir" de la colonne latérale !

 

 

Flûteau nageant sur la Creuse ©Nicolas Van Ingen

Contact

Vous aimerez aussi

Tous Acteur Page