Alors que le Salon de l’Agriculture a ouvert ses portes samedi dernier, maintenir et intensifier la recherche pour une agriculture plus durable, plus respectueuse de l’environnement et capable de répondre aux défis alimentaires constitue un impératif. Il s’agit d’une composante essentielle du plan France 2030.

L’utilisation par les équipes de recherche académique ou industrielle des ressources nationales de calcul haute performance de GENCI s’inscrit dans le prolongement de cette dynamique. Parmi les projets scientifiques ayant recours à ces outils de simulation, BoostCrop [2] mérite une attention particulière. 

Bénéficiant de 600.000 heures de calcul sur le supercalculateur Joliot-Curie, hébergé et opéré par le CEA - TGCC, ce projet européen et interdisciplinaire associe notamment côté français des chercheurs d’AgriParisTech et de l’Université d’Aix Mareille. BoostCrop repose sur un constat simple. Le froid, par le stress qu’il génère, constitue une contrainte environnementale importante qui nuit au rendement des cultures. Les basses températures peuvent limiter la croissance et le développement des plantes, tandis que le gel peut quant à lui endommager les tissus. Aussi, l’une des réponses consiste à réduire le stress provoqué par ces conditions météorologiques ou climatiques pour améliorer les récoltes. 

Cette voie originale se déploie dans la recherche relative aux "réchauffeurs moléculaires". Le principe est le suivant : appliquer à la surface des plantes les molécules capables d'absorber la lumière du soleil pour la transformer en chaleur. Cette solution en cours de développement par le consortium FET-OPEN BoostCrop s’inspire de la nature. Elle pourrait être utilisée en pulvérisation foliaire. 

Dans ce contexte les capacités de Joliot-Curie servent à modéliser la dynamique de l'état excité des chromophores cibles en utilisant des calculs de structure électronique et des simulations de dynamique nonadiabatique. 

L'utilisation de ces réchauffeurs moléculaires permettrait de prolonger les saisons de croissance et de multiplier les lieux géographiques propices à l'agriculture, d'augmenter le rendement des cultures à haute densité et, concomitamment, de réduire les coûts énergétiques des serres.


Pour en savoir plus:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/sc/d1sc05077j [3]