A l'écoute du sol, des bruits des vers de terre à ceux des racines de plantes
Publié par Isabelle le 09/07/2018 à 12:00
Source: INRA

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Le sol, un système vivant au cœur duquel grouillent une faune et une flore diversifiées qui contribuent à la structure du milieu qui les abrite. Des chercheurs de l'Inra ont enregistré les émissions acoustiques des vers de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est...) en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) et des racines de plantes en croissance, mettant en évidence l'intérêt de cette technique pour suivre des processus biophysiques au cœur de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...). Ces travaux sont publiés le 6 juillet 2018 dans la revue Scientific Reports.

Laissant à d'autres cornets acoustiques et stéthoscopes au profit de techniques modernes d'enregistrement acoustique (L’acoustique est une branche de la physique dont l’objet est l’étude des sons et des ondes mécaniques. Elle fait appel aux phénomènes ondulatoires et à la mécanique...) et d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par...), les chercheurs de l'Inra et leurs collègues suisses ont ausculté le sol dans la perspective de suivre l'évolution de sa structure, à l'écoute (Sur un voilier, une écoute est un cordage servant à régler l'angle de la voile par rapport à l'axe longitudinal du voilier et en conséquence l'angle d'incidence du vent sur la...) des sons émis par les vers de terre en activité et les racines de plantes en croissance.

Les scientifiques ont mis en évidence que les émissions acoustiques causées par l'activité des vers de terre sont essentiellement liées au creusement de nouvelles galeries. En effet, au cours de l'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l'affiner....), ces émissions s'amplifient pendant les quatre premiers jours tandis que les vers de terre creusent leurs galeries durant les trois premiers jours. Ces émissions se stabilisent ensuite même si les déplacements des vers de terre, qui profitent des galeries nouvellement creusées, augmentent d'abord lentement puis s'accélèrent.

De même, les scientifiques ont montré que le développement des racines de maïs (Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées,...) génère des émissions acoustiques. Relativement faibles durant les cinq premiers jours de l'expérimentation, elles augmentent puis se stabilisent à partir de la deuxième semaine. De nombreuses racines se développent dès le deuxième jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...), atteignant 1,26 m de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) au terme de la deuxième semaine. Ce plateau correspond avec la réduction des enregistrements acoustiques, suggérant plus globalement un lien entre les émissions acoustiques et la croissance des racines – le léger décalage pouvant être dû au positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente et attractive au sein d’un marché et...) des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…. On fait...) acoustiques dans la cellule de sol.

Ces travaux révèlent l'intérêt d'enregistrer les émissions acoustiques associées à des processus biophysiques qui contribuent à la structure du sol. Ils ouvrent des perspectives intéressantes pour suivre des processus difficilement observables, identifier les conditions qui leur sont ou non favorables et plus généralement, les gérer, suggérant à terme des applications in situ.

Au cœur de la technique

En laboratoire, les scientifiques ont suivi:
- l'activité de vers de terre de la famille des Lumbricidae, Octolasiun cyaneum, dans des cellules en verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus...) (hauteur 25 cm, largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la plus petite des deux mesures d'un rectangle,...) 8 cm, épaisseur 0,8 cm) contenant un sol limoneux, sur une période de 7 jours ;
- la croissance des racines de graines germées de maïs, Zea mays, dans des cellules en verre (hauteur 27 cm, largeur 27 cm, épaisseur 1,2 cm) ou des colonnes en plastique (hauteur 20 cm, largeur 15 cm, épaisseur 15 cm) contenant un sol sableux, sur des périodes allant jusqu'à 19 jours.

Ces dispositifs, maintenus à 13°C pour les premiers et 20°C pour les seconds, étaient équipés de capteurs acoustiques et d'appareils photographiques.

Contact scientifique:
Marine Lacoste - UR Sciences du sol

Département associé:
Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) et agronomie

Centre associé:
Val de Loire
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