Le projet « sable vivant » vise à apporter des cultures aux terres désertiques infertiles.

L'agriculture aux Émirats arabes unis est confrontée à de nombreux défis. La majeure partie du pays est désertique et seulement 5 % de ses terres sont cultivables. De ce fait, les Émirats arabes unis ne produisent que 10 à 15 % de leur alimentation et dépendent fortement des importations, ce qui est loin d'être idéal. Et si cela vous semble être un problème lointain et localisé, détrompez-vous. Avec la déforestation rapide et le réchauffement climatique, de plus en plus de régions du monde se désertifient, et ce problème pourrait nous concerner bien plus tôt qu'on ne le pense.

Aux Émirats arabes unis, il ne pleut pratiquement jamais, et même avec l'irrigation, cultiver des plantes dans le sable représente un défi de taille. Le sable est pauvre en nutriments et ses grains ne s'agglutinent pas comme ceux d'un sol fertile. C'est pourquoi les sols sableux sont très vulnérables à l'érosion : ils ne retiennent pas l'eau longtemps, qui s'infiltre rapidement entre les grains.

Des chercheurs de l'institut suisse Empa et de l'université Khalifa d'Abu Dhabi se sont attelés à la tâche de trouver un moyen de rendre le sable plus adapté à la culture des plantes.

Ils appellent leur technologie « sable vivant », et le principe est ingénieux et simple : si les objets ne collent pas, il suffit d’ajouter un agent liant. Dans ce cas précis, les chercheurs ont introduit des bactéries et des champignons spécifiques dans le sable pour améliorer sa cohésion. Ces micro-organismes produisent un réseau complexe de fibres et de biopolymères qui se répartissent entre les particules de sable et les rendent plus cohésives. En résumé, c’est un peu comme mélanger du sable avec une colle naturelle.

Pour tester cette technologie, les scientifiques ont utilisé du sable de laboratoire et du sable prélevé dans les dunes d'Abu Dhabi. Le matériau obtenu était nettement plus stable que le sable pur, et le traitement bactérien a ralenti le mouvement de l'eau d'un facteur six.

Des échantillons de « sable vivant » ont mieux conservé leur forme et retenu l'eau plus longtemps que le sable ordinaire. Université Khalifa

Ces micro-organismes ont également besoin de nutriments pour croître et se propager, mais il semble exister une solution simple à ce problème. Selon les chercheurs, les sucres issus des déchets organiques pourraient constituer une source potentielle de ces nutriments ; la « nourriture » ​​des bactéries est donc déjà largement disponible.

Les chercheurs ont également testé une autre méthode. Ils ont utilisé des bactéries produisant de la nanocellulose pour former des géotextiles. Il s'agit de feuilles de cellulose très fines, combinées à du sable pour former des couches. Cette structure multicouche stabilise le sable et améliore sa capacité de rétention d'eau. Les résultats ont été encore plus impressionnants : l'eau s'est infiltrée 28 fois plus lentement. Le principal inconvénient de cette méthode, pour l'instant, est sa durée.

Aucune de ces technologies ne transforme miraculeusement le sable en terre fertile ni ne prouve que des cultures y poussent, du moins pas à ce stade de l'étude. Comparé à une terre naturelle, même le sable traité reste moins résistant et stable, mais ce n'était pas l'objectif initial. L'idée est de conférer au sable une cohésion et une capacité de rétention d'eau suffisantes pour créer les conditions propices à la croissance des plantes. Cette étude constitue donc une première étape plutôt qu'une solution définitive, mais elle représente déjà un progrès considérable.

« Cette approche nous permet d'introduire de la matière organique et de l'eau dans le sable et de le stabiliser quelque peu. Idéalement, cela permettra ensuite la croissance d'autres micro-organismes et plantes, amorçant ainsi le processus de renforcement et de fertilité du sol », explique Gustav Nyström, responsable du laboratoire Cellulose et Matériaux du Bois d'Empa et co-auteur de l'étude.

L'étude étant encore au stade du laboratoire, la prochaine étape consistera à tester si le sable traité avec des bactéries et des champignons peut favoriser la croissance des plantes en serre et en plein champ.

Un article sur cette recherche a récemment été publié dans la revue Carbohydrate Polymers .

https://www.empa.ch/web/s604/lebender-sand-dank-biopolymeren?