Développement de nouvelles technologies de fertilisation contrôlée en utilisant des matériaux stimulables.
La fertilisation non raisonnée conduit à des pertes importantes en éléments nutritifs principalement par lessivage, volatilisation et fixation dans le sol. Ces différents mécanismes se produisent lorsqu'il n'y a pas une bonne synchronisation entre les besoins des cultures et les apports en éléments nutritifs. Ce qui est le cas pour la plupart des engrais traditionnels. Ainsi, les engrais à libération contrôlée constituent actuellement la voie la plus prometteuse en termes d’efficience d’utilisation des éléments nutritifs agricoles. Les technologies de contrôle de libération actuelles présentent quelques inconvénients notamment en termes d’éco-compatibilité et de maitrise de la libération. L’objectif de cette thèse est de concevoir de nouvelles générations d’engrais, pour la fertilisation de demain, s’appuyant sur une libération intelligente et contrôlée des éléments nutritifs grâce aux matériaux avancés. La voie proposée dans le cadre de cette thèse se base sur les polymères stimulables et constitue une approche innovante de contrôler et/ou ralentir la libération des engrais. Les stimuli identifiés pour cette application agricole sont le pH ou à la lumière.
En effet, les racines de la plante présentent des variations de pH en fonction de ses besoins nutritifs. Les polymères sensibles aux pH grâce à leurs groupements carboxyles (polyacides faibles) ou amines (polybases faibles) réagissent à ce changement de pH ce qui permettrait de synchroniser la libération avec la demande. Les polymères photosensibles quant à eux seront principalement destinés à des applications foliaires. Leur exposition à une irradiation (longueur d'onde spécifique) permet une stimulation localisée des groupements photosensibles correspondants qui est généralement associé à une isomérisation photo-induite ou à un photochromisme.
Les études prévues se focaliseront sur le design et la synthèse de polymères stimulables, en maitrisant leur architecture, grâce aux techniques de polymérisation contrôlée. Le but étant de moduler des caractéristiques spécifiques pour une application dans le contrôle de la libération des éléments nutritifs.