Vers une agriculture durable : des produits biosourcés pour la

1. Vers une agriculture durable : des produits biosourcés pour la photoprotection des pesticides  Claire Richard, AurélienTrivella Institut de Chimie de Clermont-Ferrand UMR CNRS 6296 Aubière

2. Plan 1. La phototransformation et ses conséquences 2. Comment limiter la phototransformation? 3. Fonctionnement d’un Photoprotecteur 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats

3. 1. La phototransformation et ses conséquences Attention à la lumière solaire….. Cause: instabilité chimique sous l’effet de la lumière • Quelques exemples

4. La phototransformation et ses conséquences Raisons de l’instabilité à la lumière UVC UVB UVA Molécule instable hn Zone d’absorption des photons solaires + Molécule stable Molécule stable

5. 1. La phototransformation et ses conséquences PLANTE PLANTE ruissellement EAUX DE EAUX DE SURFACE SURFACE • Pesticide • = • Polluant à éliminer • Dégradationpositive • à favoriser • Pesticide • = • Matière active à protéger • Dégradationnégative • à limiter Stade 2 Stade 1

6. La phototransformation et ses conséquences Cas particulier des MA Lessivage Volatilisation Phototrans -formation Passage dans la plante et metabolisme • Feuilles se tournent vers le soleil • Matières actives bien étalées

7. La phototransformation et ses conséquences Résultatsd’uneétude Plantesexposées Plantes protégées du soleil

8. La phototransformation et ses conséquences Cinétique de disparition à la surface des feuilles • A l’ombre: pénétration+ volatilisation (50%) • Au soleil: pénétration+ volatilisation (50%) phototransformation (40%)

9. La phototransformation et ses conséquences Exemples de durées de demi- vie eau sol cire

10. La phototransformation et ses conséquences Conséquences de la phototransformation • Disparitionprématurée des matières actives • Renouvellementnécessaire des traitementsou Augmentation des doses • Formation de sous-produits

11. 2. Comment limiter la phototransformation? Moyens d’action • Effectuer les pulvérations aux moments de la journée les moinsensoleillés. • Concevoir des matières actives non photodégradables • Ajouter des adjuvants qui vontréduire la phototransformation: photoprotecteurs • Non toxiques (plante et environnement en général) • Ne doivent pas nuire à la disponibilité des matières actives

12. 3. Fonctionnement d’un Photoprotecteur Principe de la photoprotection Vitesse de phototransformation = Ia ×  Empécher ou réduire l’absorption des photons par la MA: effet d’écran

13. 3. Fonctionnement d’un Photoprotecteur Effetd’écran I0 IT MA MA MA MA MA IaMA = I0 – IT = I0.(1-10-A) A est l’absorbance fonction de la concentration en MA, de sa capacité à absorber et de l’épaisseur du milieu traversé.

14. 3. Fonctionnement d’un Photoprotecteur Effetd’écran I0 IT’ PP MA MA PP MA PP MA MA PP PP IaMA + IaPP= I0 – IT’ = I0.(1-10-(A+A’)) A+A’ est la somme des absorbances de MA et de PP. A (IaMA)PP = I0 (1-10-(A+A’)) A + A’

15. 3. Fonctionnement d’un Photoprotecteur Effetd’écran Ia Ia /2,5 Ia /5

16. 3. Fonctionne d’un Photoprotecteur Conditions d’efficacité • Le photoprotecteurabsorbe beaucoup dans la zone d’absorption de la MA (A’ grand). • Le photoprotecteurestlui-mêmephotostable: il ne donne pas lieu à de nouvellesréactions qui pourraiententraîner la dégradation de la MA.

17. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Extraits de marc de raisin Plantestinctoriales Métabolitessecondaires EXTRAIT DE MARC DE RAISIN 75 % de polyphénols 9 % d’anthocyanes Phytosanitary formulations containing plant extracts as photoprotectantsfor pesticides A. ter Halle, C. Richard, G. Ledoigt PCT Int. Appl 2008 WO 2008090476

18. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Composition des extraits Flavones Anthocyanes Acidesaromatiques

19. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Propriétésspectrales

20. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Photostabilité des anthocyanes • Propriétéparticulière des anthocyanes: • Capables de dissiperleurénergie par des réactions non destructricestellesquedesactivation, transfert de proton. Antho -cyane instable hn + Antho -cyane Antho -cyane Quina et al., Pure Appl. Chem 2009

21. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Effetphotoprotecteur • Conditions des tests • - Sulcotrione 300 g/ha • - Cire de paraffine • Irradiation Suntest • Films rincés • Suivi HPLC résidus de sulcotrione

22. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Effetphotoprotecteur Conditions des tests - Photoprotecteur 900 g/ha • Résultats des tests • Tous les PP testésagissent • Efficacitéfonction de A’ • Extrait de marc de raisin estl’un des meilleurs

23. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Propriétés de surface • Conditions des tests • Sulcotrioneformulée 300 g/ha • goutte de 10 mLdéposéesurunefeuille de tabac • Sulcotrioneformulée 300 g/ha • + extrait de marc 900 g/ha • Résultats des tests • PP se concentresur le pourtour de la goutte avec la sulcotrione

24. 4. Les extraits de marc de raisin: de bons candidats Conclusions • La lumièresolaireest susceptible de faire disparaîtreprématurément les MA et de réduireainsil’efficacité des traitements + Formation de sous-produitsindésirables • La photoprotectionestune technique qui permet de réduirel’absorption de lumière par les MA. • Pour êtreefficace le PP doitremplirdifférentes conditions: forte absorption dans le domained’absorption de la MA, photostabilité, absence de toxicité, ne pas entraverl’activité de la MA . • Les extraits de marc de raisin remplissentces conditions s’inscriventdans le cadre d’une agriculture durable.

25. Remerciements Alexandra ter Halle JeoffreyChastain Guillaume Voyard Pascale Goupil Gérard Ledoigt RazikBenouardet FUI Phytomarc Grap’Sud SBM Formulation Akinao Arterris

26. Merci de votre attention