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Des plateformes ouvertes à l’innovation

Publié le 24/11/2014

© Irstea

À Irstea, l’innovation se joue au cœur de ses plateformes de recherche et d’expérimentation, qui font partie d’unités de recherche ; dans leurs locaux foisonnent des équipements rares et des bancs d’essais uniques.

 

 

Ici, on essaie de comprendre certains phénomènes à toute petite échelle tout autant qu’à taille réelle (comment se dispersent les grains dans un sol, comment sédimentent les boues d’épuration, etc.) mais aussi de mettre au point des prototypes (un nouveau géosynthétique à apposer sur les pentes d’un barrage, les performances des procédés d’épuration, etc.). « Chacune de nos plates-formes concentre un ensemble de moyens techniques et humains d’exception, organisé de telle sorte qu’il peut répondre aux sollicitations des entreprises dans le respect du projet scientifique de l’unité. » explique Louis-Joseph Brossollet, directeur des partenariats industriels et de l’appui aux politiques publiques à Irstea.

L’établissement comptait jusqu’alors 8 plates-formes ; il en compte 12 aujourd’hui et en comptera 15 en 2015. « Cet accroissement était une réponse nécessaire aux sollicitations de plus en plus nombreuses des PME. Il s’inscrit aussi dans la stratégie actuelle de labellisation Carnot, une distinction qui reconnaît les instituts pour leur capacité de travail auprès des entreprises. Dans l’optique de construire une meilleure offre pour l'industrie, plusieurs instituts Carnot associeront à l’avenir leur expertise pour collaborer non pas avec une seule ou quelques entreprises, mais avec toute une filière. Nous mutualiserons ainsi les points de contacts avec les entreprises, lèverons ensemble les verrous technologiques, et partagerons aussi certains équipements» poursuit le spécialiste des relations industrie et recherche.

 

 

 

Découverte de quelques-unes des plateformes technologiques de pointe d'Irstea.

L'imagerie appliquée aux procédés alimentaires

A Rennes, la plateforme PRISM et sa composante Agro-SCANs se sont spécialisées dans les processus agroalimentaires. Ici, grâce aux techniques d’imagerie, on observe les aliments depuis les échelles moléculaire et tissulaire jusqu’à l’échelle macroscopique.« Les produits agroalimentaires sont très hétérogènes, que ce soit naturellement comme les produits issus de l’agriculture ou par l’application d’une opération de transformation. Or cette hétérogénéité influence leur qualité et donc doit pouvoir être caractérisée. Cela passe notamment par l’utilisation de technique d’imagerie afin de mesurer la répartition spatiale des constituants, ou celle des différents tissus d'un végétal », explique François Mariette, directeur de l’unité de recherche TERE du centre Irstea de Rennes.

L’imagerie par résonance magnétique nucléaire permet de suivre la mobilité des molécules dans un produit. Cette approche est intéressante lorsque les scientifiques étudient par exemple l’affinage des fromages : sur les images, ils peuvent suivre le passage progressif de la partie affinée à celle qui ne l’est pas, la formation des trous, l’apparition de la croûte.

Aujourd'hui,  PRISM multiplie les partenariats avec les industriels de l'agro-alimentaire. Ce qui les préoccupe entre autres ? Anticiper ce qu’il adviendra de leurs produits s’ils doivent changer d'ingrédients ou de fournisseurs.« Cet appui aux industriels résulte d’une activité de recherche méthodologique pour faire évoluer nos méthodes de mesure », souligne François Mariette.« Habituellement, pour comprendre ce qui se passe dans un produit alimentaire en cours de maturation ou de transformation, on réalise un prélèvement, lequel est ensuite analysé. Cette approche a des limites : elle ne permet pas de suivre la continuité du processus en cours dans le produit, et les résultats sont très dépendants de la zone dans laquelle a été fait le prélèvement. Avec les techniques que nous employons, et qui permettent de garder le produit entier, on pallie en grande partie ces problèmes », explique le chercheur.

Irrigation : au plus près de la goutte

La plateforme PReSTI a d’autres centres d’intérêts : elle est dédiée à l’innovation en matière de matériels et de pratiques d’irrigation, un enjeu agricole mondial. La plateforme, jusque-là implantée sur deux lieux, vient d’être regroupée à Montpellier. Son point fort : le lien entre l’approche au laboratoire en conditions contrôlées et les expérimentations in situ, avec des conditions climatiques et de disponibilité en eau réelles. «Un des axes de travail de la plateforme est de développer des pratiques adaptées à un matériel, à même de répondre aux conditions climatiques et à la qualité de l’eau quelles qu’elles soient », explique Bruno Molle, chercheur au centre Irstea de Montpellier. « Par exemple on s’intéresse à la mécanique de dispersion des jets d'eau au laboratoire, puis sous l’influence du vent in situ ». Les travaux concernent différentes échelles. « Nous pouvons mesurer et modéliser la taille et la vitesse des gouttes, voir comment elles sont dispersées dans l’air et subissent les effets du vent», précise le scientifique. « L’ambition de ces travaux est bien entendu d'économiser l'eau grâce à des choix techniques : quel type d’arrosage, quel distributeur, quelle pression ? ».

© Irstea - Les bancs d’essai de la plateforme PReSTI permettent d’optimiser les flux d’eau apportés lors de l’irrigation (vue d’une expérimentation menée au laboratoire à l’échelle de la goutte d’eau)

À Montpellier, les installations ne servent pas qu’à la recherche : elles permettent aussi de réaliser des tests en conditions réelles de matériels développés par des industriels, notamment afin de valider leur conformité aux normes en vigueur. Pour préserver les réserves en eaux douces, les pouvoirs publics questionnent aujourd’hui les scientifiques sur la réutilisation des eaux usées traitées pour l'irrigation. Que deviennent-elles, que contiennent-elles, quels équipements adaptés à la pulvérisation d'une eau moins pure doivent être développés ?

Risques naturels en montagne

À Grenoble, c’est une plateforme inédite qui vient d’être lancée. Ses travaux associent des approches de laboratoire et de terrain avec l’acquisition et la gestion informatisée des données. Sujets de prédilection : les risques gravitaires en montagne (avalanches et transport de neige, érosion torrentielle et chutes de blocs) et le comportement des ouvrages de protection et des autres structures (bâtiments, infrastructures de transport, etc.) susceptibles d’être impactés par ces phénomènes. Comme méthode alternative de prévention contre ces risques, les techniques d’ingénierie écologique sont particulièrement étudiées. Utiliser des boutures de matériel végétal vivant plutôt que du béton ou du grillage pour stabiliser le lit des ravines en érosion, ou encore des enrochements pour fixer les berges de cours d’eau, contribue aussi à la préservation de la biodiversité.

Pour questionner ces sujets, la plateforme bénéficie de sites de terrain répartis dans les Alpes, développés et maintenus depuis de nombreuses années. C’est le cas de l’Observatoire de recherche en environnement Draix-Bléone : depuis 1983, il recueille des données sur les crues et l’érosion en montagne dans les Alpes-de-Haute-Provence grâce à l’équipement de petits bassins versants très sensibles à l’érosion et connaissant des crues intenses. Des bases de données, telles que le système d’information sur les avalanches (voir Echos 12), les bases de données espèces végétales en milieu rivulaire ou encore le modèle de croissance de forêt Samsara, alimentent aussi ces recherches.

« Ce sont des outils privilégiés pour nourrir des collaborations de recherche d’excellence, mais aussi pour développer une recherche utile aux concepteurs et réalisateurs d’ouvrages de protection, aux gestionnaires d’infrastructures, aux aménageurs et aux différents acteurs, collectivités, bureaux d’étude, souhaitant développer une gestion intégrée et raisonnée des milieux montagnards et des politiques d’accompagnement dédiées »,explique Marie-Pierre Arlot, directrice du centre Irstea de Grenoble.