Les semences désignent tout organe ou matériel végétal destiné à reproduire une plante : graines, tubercules, boutures, plants… En agriculture moderne, elles sont le fruit de travaux de sélection variétale menés pour relever les défis techniques, économiques et environnementaux, tout en garantissant régularité et qualité des productions. En France et dans l’Union européenne, leur production et leur commercialisation sont strictement encadrées par le Code rural et la réglementation européenne. Seules les variétés inscrites au Catalogue officiel des espèces et variétés, géré par le GEVES, peuvent être commercialisées. Les semences jouent un rôle stratégique : assurer la sécurité alimentaire, réduire l’usage d’intrants grâce à la résistance génétique, s’adapter au changement climatique (sécheresse, salinité, chaleur), maintenir la diversité cultivée et répondre aux attentes des filières.
Fondements et enjeux des technologies de semences
Les technologies de semences peuvent avoir des objectifs variés, mais le but fondamental est d’améliorer la germination des plantes pour garantir une meilleure installation et une croissance réussie. L’amélioration des semences se produit entre la récolte et le semis et vise à améliorer la pureté physique, la germination et la santé des plantes. C’est également le meilleur moyen d’appliquer des actifs, des additifs et des produits biologiques pour maximiser l’efficacité ou le rendement. Alors que la population mondiale augmente et que les surfaces de terres arables diminuent, il devient de plus en plus important d’obtenir le meilleur rendement possible par graine.
L’utilisation de technologies de semences peut hausser nettement les rendements. Selon les conditions de culture et le type de technologie, ces produits peuvent contribuer à optimiser les rendements en facilitant le placement précis des semences, en réduisant la dormance et en aidant les semences à germer plus facilement en conditions défavorables. Les technologies de semences sont vites rentabilisées. Les producteurs visent, entre autres, à obtenir un établissement parfait de la culture. Les technologies de semences aident à maximiser la santé de la culture.
Le projet BOSS : Une innovation majeure en amorçage (Seed Priming)
Issu de recherches réalisées à l’Institut Jean-Pierre Bourgin (Université Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech), le projet BOSS (Booster Of Seeds and Seedlings) utilise la technologie d’amorçage des semences (seed priming) pour optimiser leur germination et l’adaptation des jeunes plantules sans recourir à des pesticides. Porté par Loïc Rajjou, professeur à AgroParisTech, le projet BOSS s’inscrit dans la politique agricole européenne encourageant la diversification des cultures et des pratiques afin de réduire l’impact environnemental des productions et de favoriser une agriculture à bas intrants et à faible coût en carbone.
L’objet de BOSS porte sur tout type de graine à semer et est compatible avec les normes en vigueur en agriculture biologique. Il s’agit de garantir une germination rapide, en plein champs ou sous serre, pour donner naissance à des jeunes plantes résistantes aux contraintes biotiques (c’est-à-dire des risques pathogènes), climatiques et soumises à une pression économique. Après quinze ans de recherches dans le domaine de la biologie de la graine et des mécanismes métaboliques et cellulaires qui régissent son potentiel de germination et de croissance, Loïc Rajjou identifie avec précision les besoins des jeunes plantes.
Smart Priming - Sival d'argent 2022 - Seed in Tech
Mécanismes de la biostimulation et du smart priming
Grâce à la technologie de seed priming, c’est-à-dire d’amorçage de la germination, il parvient, avec son équipe, à identifier et à supplémenter les molécules déjà présentes dans la graine (et non des molécules de synthèse), pour stimuler les potentialités de croissance et de résistance au stress des embryons et des jeunes plantules. Ces traitements consistent en des apports de molécules biosourcées tels que des nutriments. « Tout est métabolisé par les cellules de l’embryon. C’est un peu comme une cure pour booster votre forme lorsque vous êtes affaiblis ou souhaitez prévenir l’apparition de pathologies. »
Pour contourner le stress biotique, l’approche de smart priming développée au sein de BOSS offre une plus grande latitude pour les dates de semis, grâce à la désynchronisation du cycle de la plante avec celui des pathogènes ou des ravageurs. Ce traitement, qui combine la biostimulation et le biocontrôle, favorise aussi la dynamisation de la croissance des jeunes pousses. La stimulation par amorçage compense aussi les effets du changement climatique rapide auxquels les plantes ne sont pas encore adaptées. Une fois le traitement réalisé, les graines sont séchées de manière contrôlée, ce qui rend leur conservation possible pendant au moins dix-huit mois.
Procédés industriels : Pelliculage, enrobage et prégermination
Le pelliculage est une technologie de pointe qui consiste à pulvériser sur la semence un ou plusieurs produits sous forme de micro-gouttelettes avec pour objectif d’améliorer les défenses des plantes et la germination. Chez DLF, nous appliquons des produits différents mais toujours avec l’objectif de pouvoir améliorer la germination du mélange. Nous observons sur les mélanges pelliculés, une germination plus rapide mais surtout plus homogène. L’enrobage est une technique qui consiste à enrober la semence avec un ou plusieurs produits sous forme d’enveloppe épaisse. Cette technologie a souvent pour objectif d’aider le semis mais aussi d’améliorer la germination des plantes.
L’enrobage est souvent appliqué sur des semences de petites tailles. Plus les semences sont petites, plus le semis est délicat, d’autant plus lorsque les semences sont en mélange. La prégermination est une technologie qui consiste à initier la germination au sein de la semence avant le semis. Pour cela, les semences sont mises dans des conditions favorables à la germination. La radicule (première racine qui va percer l’enveloppe de la semence) va émerger dans la semence. Ensuite, le processus est arrêté. Ce procédé est utilisé sur les espèces qui ont une germination lente. En effet, sur les espèces lentes, la prégermination permet d’avoir une germination accélérée de quelques jours à 1 ou 2 semaines.
La production de semences de maïs : Rigueur et technicité
La multiplication de semences de maïs a pour objectif de produire des semences en vue d’être conditionnées et vendues aux agriculteurs utilisateurs. La production repose sur la technique d’hybridation, c’est-à-dire la fécondation croisée entre deux plantes de la même espèce. Pour favoriser l’isolement de la culture, certains obstacles naturels peuvent faire écran au déplacement de pollen étranger comme des bosquets d’arbres suffisamment hauts, larges et denses. L’agriculteur peut également semer des rangées supplémentaires du géniteur mâle en bordure de parcelle.
Une fois l’emplacement de la parcelle défini, l’agriculteur-multiplicateur sème en alternance les rangées de géniteurs mâles et les rangées de géniteurs femelles. La proportion entre les plantes mâles et femelles constitue le dispositif de semis. La castration consiste à supprimer les panicules des plantes sur les rangs femelles, avant l’émission du pollen de ces panicules. Une seule panicule oubliée sur un rang peut fournir jusqu’à 5 millions de grains de pollen qui risquent, par autofécondation, de donner des semences non conformes. Les plantes chétives et les talles doivent être arrachées avant la castration, car ils peuvent être préjudiciables à la conduite de la culture.
Processus de transformation et contrôle qualité en usine
Une fois récoltés, les épis de maïs doivent encore être triés, égrenés et conditionnés. Avant d’être traitées en usine, les récoltes sont stockées et ventilées afin d’éviter le développement de champignons et l’altération de la faculté germinative. Puis, chaque récolte est traitée individuellement sur une chaîne complète d’appareils. La table de triage permet l’élimination manuelle des épis aberrants, des épis parasités par les champignons ou par la pyrale, des épis immatures et des épis mal fécondés.
Le séchage à basse température (environ 40° C) permet de ne pas dégrader la faculté germinative et de garantir la conservation des semences. Le trieur-séparateur élimine les bouts de rafles, les petits grains et les brisures. Les cylindres calibreurs permettent de répartir les graines par calibre et ainsi de constituer des lots homogènes nécessaires pour le semis de précision. La table densimétrique est indispensable pour éliminer les grains malades et les grains échaudés qui germent mal. Le conditionnement en dose assure que chaque sac de semences de maïs contient un nombre déterminé de grains, 50 000 ou 80 000.
Stratégies phytosanitaires et innovation chez les semenciers
Les entreprises de sélection comme Bejo recherchent en permanence des moyens d’améliorer les propriétés phytosanitaires des plantes. La santé des récoltes commence par des semences saines. Le mode de production de semences est le premier facteur important influençant la qualité. Les chercheurs travaillant sur la production de semences tentent d’identifier les facteurs environnementaux qui influencent la qualité des semences. Ainsi, nous nous intéressons par exemple à l’épidémiologie, la science qui explique comment les maladies et les infestations se développent et comment elles se transmettent par les semences.
Des méthodes de détection innovantes nous permettent de découvrir rapidement l’agent pathogène sur le champ, même lorsqu’aucun symptôme n’est visible à l’œil nu. Chaque lot de semences subit en moyenne 25 tests. Grâce aux nouvelles technologies, nous pouvons encore améliorer le traitement des semences. Nous utilisons désormais l’analyse ADN pour recueillir des données précises sur les agents pathogènes. Nous expérimentons actuellement de nouveaux moyens de sélectionner les meilleures semences par le biais de la technologie des rayons X et de l’imagerie multispectrale.
Vers une protection durable des cultures
Certains pathogènes du sol, de type champignons ou bactéries, peuvent parfois attaquer les cultures et provoquer jusqu’à 70 % de pertes sur les rendements en raison de fontes de semis. L’ajout de pesticides aux matériaux d’enrobage permet d’appliquer les pesticides directement sur la semence plutôt que d’effectuer un traitement généralisé ou dans le sillon ou encore de pulvériser la culture. La quantité totale de substances toxiques est alors considérablement réduite. Traiter la semence est donc une façon astucieuse d’utiliser des pesticides pour lutter contre les organismes nuisibles.
Bejo a recours à différents traitements afin d’augmenter la valeur des semences pour les producteurs. L’un d’eux est la désinfection physique. Nous avons investi dans des méthodes sophistiquées, telles que les traitements sous vide à l’eau chaude et à la vapeur, qui nous permettent de garantir la santé de nos semences. Le pelliculage fongicide réduit jusqu’à 90 % le besoin de produits phytosanitaires dans les champs. Et nous vendons également des semences pelliculées non traitées chimiquement, une solution très durable. Dans ce domaine également, nous innovons énormément. Par exemple, nous étudions comment les pelliculages peuvent offrir une alternative aux produits phytosanitaires chimiques.
Perspectives de développement et industrialisation
La technologie développée par le projet BOSS, qui intéresse de nombreux semenciers internationaux, est en cours de transfert dans le domaine industriel, via la start-up Seed In Tech tout juste créée. L’équipe a par ailleurs déposé un brevet sur les formules, c’est-à-dire les ingrédients et matières actives d’origine biologique utilisés dans les traitements d’amorçage par smart priming. Elle adopte une stratégie de secret industriel pour le procédé d’application car il utilise des molécules endogènes à la graine.
Seed In Tech propose aux acteurs de la filière une prestation de services de traitement de semences ainsi que des développements de traitements à façon, c’est-à-dire personnalisés, pour des variétés ou espèces particulières. « Nous envisageons de faire du co-développement avec les semenciers pour industrialiser le traitement au sein même de leurs usines. » L’équipe est en contact avec une quinzaine de semenciers implantés en Europe, dont les besoins de production concernent le monde entier. L’objectif est clair : accompagner la transition vers une agriculture plus résiliente, capable de répondre aux pressions climatiques et économiques actuelles sans compromettre l’avenir environnemental.
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