Étude du comportement physico-chimique des rhamnolipides aux interfaces foliaires

Ce stage est financé dans le cadre du centre de ressources interdisciplinaire "Gestion des ressources: eau, air, sol" de l'UTC en collaboration entre l’UMR GEC CNRS 7025 et l'UMR TIMR UTC-ESCOM. Un(e) stagaire sera recruté(e) dans chaque unité afin de mener une étude interdisciplinaire à l'interface de la biologie et la physico-chimie.

Le stage proposé ici se déroulera au sein de l’UMR TIMR UTC-ESCOM et se déroulera en étroite collaboration avec le/la stagiaire recruté(e) au sein de l'UMR GEC CNRS 7025.

Contexte et objectif du stage :

Dans le cadre de la transition agroécologique (plans européen Farm to Fork et national Ecophyto 2030), le développement d'alternatives aux pesticides de synthèse est un enjeu environnemental et sociétal central. Les dernières avancées ont montré que les rhamnolipides, biosurfactants produits par des bactéries, présentent un fort potentiel pour la protection du colza contre des champignons pathogènes tels que Sclerotinia sclerotiorum et Botrytis cinerea [1, 2, 3]. Cependant, leur efficacité en plein champ reste variable et surtout inférieure aux solutions conventionnelles. En effet, l'efficacité du traitement peut dépendre étroitement de la capacité des rhamnolipides à mouiller, adhérer et pénétrer la cuticule foliaire, laquelle varie selon les variétés de plantes [4, 5, 6].

Ce stage vise ainsi à caractériser les interactions physico-chimiques entre les rhamnolipides et la surface des feuilles de colza, afin d’améliorer la compréhension de leurs mécanismes d’action (dépôt et rétention) et d'identifier des leviers d'optimisation, via la formulation, ou en synergie avec d’autres composés antifongiques naturels.

Méthodologie :

Pour cela, le travail envisagé s'articulera autour de trois axes :

1- Caractérisation de l'interaction rhamnolipides-surface foliaire à travers l’étude de :

• la mouillabilité des surfaces foliaires (mesures d'angles de contact),
• l'adsorption des rhamnolipides à la surface des feuilles (mesures d’étalement),
• la diffusion des rhamnolipides dans les tissus végétaux (imagerie par Fluorescence, extraction sélective et dosage HPLC)

2- Etude de l’influence de la nature chimique de la cuticule sur les mécanismes en comparant : 

• différentes variétés de colza présentant des compositions de cires cuticulaires distinctes,
• des modèles simplifiés mimétiques (membranes lipidiques ou films polymères)

3- Optimisation de l’efficacité des rhamnolipides en identifiant :

• des adjuvants capables d’améliorer l’adhérence, la pénétration, la rétention foliaire,
• d’autres composés antifongiques naturels permettant d’améliorer l’efficacité globale.

Les axes 2 et 3 seront menés en étroite synergie avec un stagiaire recruté par le laboratoire GEC de l'UTC. Cette collaboration interdisciplinaire vise à confronter les données de physico-chimie des interfaces aux observations biologiques et phytopathologiques, permettant ainsi de traduire des mécanismes moléculaires en leviers d'efficacité concrets pour la protection des cultures.

Bibliographie :

[1] Monnier et al., Frontiers in Plant science, 2018, https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01170

[2] Botcazon et al., Frontiers in Microbiology, 2022, https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.977633

[3] Pierre et al., Plant stress, 2025, 2025, https://doi.org/10.1016/j.stress.2025.100749

[4] Villavicencio-Vásquez et al., Frontiers in Agronomy, 2025, https://doi:10.3389/fagro.2025.1578915 

[5] Dorr et al., Crop Protection 2016, https://doi.org/10.1016/j.cropro.2016.06.003

[6] Buchholz, Journal of Experimental Botany, 2006, https://doi.org/10.1093/jxb/erl023 

Etudiant.e de Master 2 et/ou en formation Ingénieur motivé.e par la physico-chimie, la formulation, la protection des cultures, le biocontrôle.

Connaissances requises sur les mécanismes aux interfaces (énergie de surface, mouillage, adhésion, pénétration...) et la tensiométrie.

Rigueur, ponctualité, sérieux, implication, sens du travail en équipe exigés.

Prise de fonction : dès que possible