Une feuille du film WCM, en action de conversion de longueur d’onde

Pour devenir grandes et fortes, les plantes ont besoin de la lumière rouge et bleue qui fait partie de la lumière « blanche » visible produite par le soleil. Les scientifiques ont maintenant mis au point un film qui stimule les plantes en convertissant la lumière UV du soleil en lumière rouge.

Tout d’abord, les plantes n’ont-elles pas besoin de lumière ultraviolette ? Si certaines études suggèrent que l’exposition à cette lumière peut renforcer les saveurs et les parfums de certaines plantes, le consensus général est que la lumière UV n’est pas nécessaire à la croissance des plantes. En fait, comme c’est le cas pour les humains et d’autres animaux, une exposition excessive peut même nuire aux plantes.

C’est là qu’intervient le film WCM (wavelength converting material : matériau de conversion de la longueur d’onde)

Mis au point par une équipe de l’université japonaise d’Hokkaido, il se compose d’une feuille de plastique transparent disponible dans le commerce qui a été recouverte d’une fine couche d’un métal des terres rares appelé europium. Lorsqu’il est placé au-dessus de plantes poussant en plein soleil, le matériau laisse passer toute la lumière visible, mais il modifie en outre la longueur d’onde de la lumière ultraviolette entrante, la convertissant en lumière rouge visible.

Lors de tests sur le terrain, des groupes de plants de blettes suisses et de mélèzes japonais ont été cultivés avec et sans le film WCM – en d’autres termes, le matériau a été utilisé sur certains groupes, mais pas sur d’autres.

Pendant les mois d’été, lorsque les jours sont plus longs et que la lumière du soleil est plus forte, le film a fait peu de différence pour les plants de blettes. En revanche, en hiver, les plantes cultivées sous le film présentaient une hauteur 1,2 fois supérieure et une biomasse 1,4 fois supérieure après une période de 63 jours.

De plus, les semis de mélèze cultivés sous le film avaient un taux de croissance relatif plus élevé pendant les quatre premiers mois de croissance. Le diamètre de leur tige était donc 1,2 fois supérieur à celui du groupe témoin et leur biomasse totale était 1,4 fois supérieure. La croissance accélérée a notamment permis aux semis d’atteindre la taille standard pour la plantation forestière en un an, au lieu des deux années habituelles.

Semis de mélèze du Japon cultivés sans (à gauche) et avec (à droite) le film WCM.

On espère que, parmi d’autres applications, cette technologie pourra un jour être utilisée pour accroître la production alimentaire dans les régions au climat froid, où les jours sont relativement courts et la lumière du soleil relativement faible.

« En utilisant un revêtement de matériau à changement de longueur d’onde, nous avons pu créer avec succès un film transparent et démontrer sa capacité à accélérer la croissance des plantes », a déclaré l’auteur principal, Sunao Shoji. « En concevant rationnellement l’ion émetteur de lumière, nous pouvons librement contrôler la couleur de la lumière émise pour qu’elle soit d’autres couleurs comme le vert ou le jaune, et nous espérons donc pouvoir créer des films de conversion de longueur d’onde optimisés pour différents types de plantes. »

Un article sur cette recherche a été publié cette semaine dans la revue Scientific Reports. Les lecteurs pourront également s’intéresser à un film mince récemment mis au point à l’université de New York, qui convertit la lumière ultraviolette et bleue en lumière proche de l’infrarouge pouvant être utilisée par les cellules solaires pour produire de l’électricité.

https://www.nature.com/articles/s41598-022-21427-6

https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/uv-to-red-light-converting-films-accelerate-plant-growth/