Des chercheurs de l’université de São Paulo (USP) et de l’université fédérale de Viçosa (UFV) au Brésil ont mis au point un capteur durable qui peut être placé directement sur la surface d’un légume ou d’un fruit pour détecter la présence de pesticides. Appelé pour cette raison « plant-wearable », il est fabriqué en acétate de cellulose, un matériau dérivé de la pulpe de bois.
Un article décrivant les résultats de l’étude est publié dans la revue Biomaterials Advances.
Les pesticides sont largement utilisés pour augmenter le rendement des cultures et sont généralement appliqués par pulvérisation, mais seulement 50 % d’entre eux atteignent leur cible. Le reste se retrouve dans le sol, les eaux souterraines, les eaux de surface, l’eau potable brute, les eaux usées et les produits alimentaires. La surveillance des niveaux de pesticides dans l’eau, le sol et les aliments est donc essentielle pour éviter tout contact entre ces substances toxiques et le public via la peau, les poumons ou le système digestif.
Les outils analytiques les plus souvent utilisés à cette fin sont les techniques chromatographiques, qui sont efficaces mais présentent des inconvénients tels que la nécessité d’un prétraitement des échantillons, un équipement coûteux et des spécialistes de laboratoire qualifiés, ainsi que le temps nécessaire pour effectuer l’analyse et le manque de portabilité. Les résidus dangereux produits par les solvants organiques constituent également un problème important dans les conditions actuelles.
« Comme alternative, les capteurs électrochimiques peuvent combiner un prix abordable, une détection rapide, une miniaturisation, une production à grande échelle, une commodité, une facilité d’utilisation, une sélectivité élevée et une détection in situ des pesticides.
Paulo Augusto Raymundo-Pereira, l’un des auteurs de l’article et chercheur à l’Institut de physique de São Carlos (IFSC-USP) explique que leur invention présente toutes ces caractéristiques. L’analyse est effectuée directement à la surface des fruits, des légumes ou des feuilles. D’où le terme « plant-wearable ». « Toutefois, au lieu d’utiliser les matériaux habituels, qui ne sont pas durables sur le plan environnemental et qui mettent longtemps à se dégrader, comme la céramique ou les polymères plastiques dérivés du pétrole, ils ont utilisé l’acétate de cellulose, un matériau dérivé des plantes qui a peu d’impact sur l’environnement et qui se désintègre complètement en 340 jours ou moins, selon les conditions locales. Bien entendu, ce matériau doit présenter des caractéristiques appropriées pour tout capteur, notamment un faible coût, la portabilité et la flexibilité ».
Le substrat biodégradable en acétate de cellulose a été produit par une méthode de moulage dans laquelle le matériau a été placé dans un espace ayant la forme requise, et le système électrochimique complet avec trois électrodes a été déposé par sérigraphie. Les chercheurs ont effectué des tests en laboratoire au cours desquels une solution contenant du carbendazime, un fongicide, et du paraquat, un herbicide, a été pulvérisée sur de la laitue et des tomates afin de simuler une utilisation réelle.
Teneurs excessives en pesticides
L’étude a également cherché à déterminer si le lavage et l’immersion des légumes dans un litre d’eau pendant deux heures étaient efficaces pour éliminer les résidus de pesticides. Les résultats ont montré que 40 % du carbendazime et 60 % du paraquat avaient été éliminés de la laitue, et 64 % des deux sur les tomates.
« Le lavage et l’immersion n’ont manifestement pas suffi à éliminer les résidus de pesticides. Au moins 10 % sont restés dans les feuilles ou les pelures », a déclaré Raymundo-Pereira.
Cette technologie peut être utile aux agences de surveillance sanitaire du monde entier, a-t-il ajouté, ainsi qu’aux vendeurs de produits biologiques pour certifier l’absence de pesticides. Les agriculteurs peuvent généralement l’utiliser pour contrôler les niveaux de pesticides dans les cultures et être sûrs de n’appliquer que la dose requise à chaque culture ou partie de plantation. L’utilisation de pesticides pourrait ainsi diminuer, tandis que les rendements continueraient d’augmenter, ce qui entraînerait une baisse des prix à la consommation.
Source : Agencia Fapesp
