Remerciements. Merci à Jean-Marc Lainé et Benoît Mignard de PAT SAS pour leur collaboration.

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1 Remerciements Toute l équipe du projet professionnel tient à remercier Sophie Deschaumes, qui est à l origine de ce projet et qui a su nous aiguiller dans notre démarche. Un grand merci à Claude Gallois, qui nous a apporté son aide dans tous les travaux effectués dans la serre. Le joli plancher, les brillantes étagères, le charmant lavabo n auraient pas vu le jour sans lui! Merci à Jean-Marc Lainé et Benoît Mignard de PAT SAS pour leur collaboration. 1

2 Introduction I. Les techniques de lutte sous serre 1.1. La culture sous serre 1.2. Les problèmes phytosanitaires rencontrés dans les serres Les principaux agents fongiques rencontrés sous serres Les arthropodes ravageurs Les aleurodes Les autres arthropodes nuisibles 1.3. Les moyens de luttes La lutte chimique La lutte physique La lutte biologique Les auxiliaires utilisés en lutte biologique Les plantes compagnes Les extraits végétaux Les éliciteurs Discussion sur les différentes méthodes de lutte II. Les serres de l'ensaia... avant notre ère 2.1. Présentation des serres 2.2. État des lieux et identification des problèmes Structure et organisation des espaces de travail dans les serres Structure des serres Espaces de travail et sécurité des expérimentateurs Conditions sanitaires dans les serres Conditions d hygiène État phytosanitaire et lutte mise en place III. Les «grands» travaux effectués dans les serres de l ENSAIA 3.1. Améliorer la prophylaxie Les actions réalisées Mises en place de nouvelles procédures de fonctionnement des serres 3.2. Introduction d'auxiliaires Une guêpe parasitoïde : Aphidius colemani Des acariens prédateurs : Amblyseius swirskii et Amblyseius andersoni PreFeRal WG : un champignon, premier insecticide biologique contre l aleurode 3.3. Suivi de la population d'aleurodes 3.4. Mise en culture du PreFeRal WG Conclusion et Perspectives 2

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4 Vers une protection des plantes plus respectueuse de l environnement dans les serres de l ENSAIA Les plantes ont développé au cours de l Evolution, des moyens naturels de défenses contre leurs différents bioagresseurs. Cependant, ces mécanismes de défense naturels ne sont pas toujours suffisants pour assurer une protection efficace des cultures et garantir les rendements et la qualité sanitaire des récoltes. Un ensemble de techniques ont donc été développées pour protéger les plantes vis-à-vis des agents pathogènes, des insectes ou encore des adventices. La protection des cultures a connu une révolution au XX siècle au travers de l utilisation de produits issus de la chimie, et en particulier l utilisation des insecticides, fongicides et herbicides. Cependant, même si à l heure actuelle, la lutte chimique demeure la stratégie de lutte la plus efficace, cette stratégie n est pas sans impact sur l Environnement. En effet, l utilisation récurrente des produits phytosanitaires a entraîné l apparition de souches de certains bioagresseurs des plantes, résistants à ces molécules. Par ailleurs, les produits phytosanitaires sont retrouvés dans l air et les eaux, et sont fréquemment mis en cause dans la dégradation de l'état écologique de ces ressources. Enfin, un appauvrissement de la biodiversité terrestre, en partie liée à l utilisation de pesticides, a également été observé. La prise de conscience sociétale de l impact négatif des produits phytosanitaires, relayée par les politiques européenne (règlement 1107/2009 et directive 2009/128/EC 1 ) et nationale (Plan Ecophyto 2018 dans le cadre des lois du Grenelle 1), conduit à repenser les pratiques en terme de protection des cultures, pour les rendre plus économes en produits phytosanitaires. Ce nouvel enjeu impose de considérer des moyens de lutte alternatifs pour limiter l impact des bioagresseurs sur les productions agricoles, de pleins champs ou sous abris et répondre ainsi aux principes de la lutte intégrée. La culture sous abris (ou culture sous serres) concerne un ensemble de productions à valorisation alimentaire ou non alimentaire. En France, depuis une trentaine d années, se développent, pour ces cultures, des stratégies de Protection Biologique Intégrée (PBI). Ce type de lutte, qui donne la priorité aux mesures préventives et biologiques, n a pas un coût supérieur à celui de la lutte chimique et apparaît comme aussi efficace [Regnault-Roger Catherine, 2005]. A titre d exemple, en 2001, 1802 ha de cultures légumières sous serres étaient en PBI. En considérant uniquement la production de tomates, principale culture légumière sous serres, cela représentait déjà plus de 50% des surfaces [Regnault-Roger Catherine, 2005]. Concernant les serres de l ENSAIA, elles ont été construites dans les années Une partie de ces serres sont utilisées pour l enseignement et la recherche de l Ecole mais aussi pour les activités de la société PAT SAS, Start-up hébergée par l UMR Agronomie et Environnement. L utilisation des produits phytosanitaires y a longtemps été prépondérante. Une forte volonté de changement de stratégie de lutte, notamment en réponse aux problèmes environnementaux évoqués plus haut, est à l origine de la mise en place du projet professionnel. Ce projet a été mené en collaboration avec deux ingénieurs de la société PAT SAS et un personnel de l UMR Agronomie et Environnement. Les objectifs ont été : - D effectuer un état des lieux des serres afin d identifier les points «faibles» d un point de vue structure et organisationnel par rapport à la mise en place d une stratégie de lutte intégrée, - D identifier les problèmes phytosanitaires rencontrés et les moyens de lutte alternatifs potentiellement applicables dans les serres, 4

5 - De réorganiser les serres et de tester une méthode de lutte biologique vis-à-vis des principaux ravageurs présents dans les serres. La première partie de ce rapport présentera les techniques de culture sous serres, les problèmes sanitaires généralement rencontrés et les moyens de lutte actuellement disponibles. Dans une seconde partie, nous présenterons l état des lieux des serres de l ENSAIA avant notre intervention. Enfin, la troisième partie du rapport abordera les actions que nous avons mises en œuvre en terme de réorganisation des serres et de moyens de lutte. I. Les techniques de cultures sous serre 1.1. La culture sous serre La superficie française de cultures sous serres représente environ ha dont 2/3 affectées aux cultures légumières et 1/3 aux cultures environnementales. Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle permet de créer des conditions climatiques optimales en termes de température, de luminosité et d'humidité pour la croissance et le développement des plantes, permettant d'assurer des productions même à contre-saison. Par ailleurs la serre est un environnement permettant d'optimiser, particulièrement pour les cultures hors sol, la nutrition minérale des plantes. Les serres «tunnel» (Fig.1) et les serres «chapelle» (Fig.2) sont les deux grands types de serres qui existent. Les serres chapelles sont des constructions «pérennes». Fig. 1 - Serre tunnel Fig. 2 - Serre chapelle Ces serres sont des structures métalliques, recouvertes de différents matériaux. Les revêtements en verre : le verre horticole reste une valeur sûre. Très transparent, il assure une excellente luminosité, retient bien la chaleur et favorise le fameux effet de serre. Facile d'entretien, le verre résiste aux rayures et autres salissures. Il reste donc en bon état à peu de frais, mais les risques de casse restent tout de même importants. Le verre trempé, plus coûteux, plus sécurisant, s avère plus résistant à long terme (10 à 15 ans). Il est en effet de deux à cinq fois plus résistant qu un verre ordinaire. Revêtements en polycarbonate : ils sont légers et presque incassables et s'avèrent plus hermétiques que le verre et garantissent ainsi une bonne isolation. Mais le polycarbonate laisse moins bien 5

6 passer la lumière. Il tend également à perdre de sa transparence avec le temps, ce qui oblige un changement des panneaux tous les 10 ans. Revêtements en acrylique : l'acrylique, également hermétique et léger, s'utilise beaucoup pour les vitrages courbes en raison de sa flexibilité. Mais il perd de sa luminosité au fil des ans, et reste plus cassant. Ce qui suppose changer le revêtement tous les 10 ans environ. Ce type de serres permet d assurer des productions alimentaires ou non alimentaires (serres horticoles) très diversifiées, car elles sont adaptées aux cultures intensives en toute saison. Elles permettent notamment d assurer les productions hors sol. Les serres tunnels sont des structures temporaires, mises en place sur un cycle de végétation (figure 2.). Ces serres sont recouvertes de films plastiques (polyéthylène ou PVC). Leur principal avantage réside dans leur coût d installation très réduit. Cependant, ils n'isolent pas bien et laissent s'échapper la chaleur rapidement mais surtout font partie des matériaux les moins résistants. Ils se changent tous les trois ans environ. Dans le Sud de la France, les serres tunnel sont équipées d'un chauffage anti-gel et permettent de produire un grand nombre de plantes souvent en pleine terre : des cultures légumières et des cultures horticoles. Dans les régions plus froides, elles sont utilisées pour des espèces nécessitant une légère protection climatique: poireaux, chrysanthèmes... Le tableau 1 résume les principaux avantages et inconvénients relatifs à la culture sous serre. Tableau 1. Avantages et inconvénients des serres. Avantages - Cultiver des végétaux en toutes saisons - Réaliser plusieurs cycles de production à l année - Productions réalisables en hors sol - Optimisation des rendements par un meilleur pilotage des conditions climatiques Inconvénients - Importance des investissements - Rentabilité parfois difficile à atteindre - Evolution technique très rapide - Système de production complexe nécessitant du personnel qualifié - Stratégie de lutte biologique assez facile à mettre en œuvre Les problèmes phytosanitaires rencontrés dans les serres Les serres offrent aux plantes des conditions contrôlées et optimales pour leur développement, qui sont cependant aussi favorables à un certain nombre de leurs bio-agresseurs. Les champignons, et dans une moindre mesure, les bactéries et les virus, sont des agents phytopathogènes qui peuvent affecter les cultures sous serre. Certains arthropodes, ravageurs des cultures, sont également responsables de dégâts. 6

7 Les principaux agents fongiques Les champignons sont des Eucaryotes, pour lesquels l appareil végétatif est un thalle (appareil végétatif filamenteux appelé mycélium, Fig.3). Ils peuvent établir des interactions à bénéfices réciproques avec les plantes, appelées «symbioses mutualistes». C est le cas des champignons mycorhiziens. A l opposé, les champignons peuvent être responsables de maladies chez les plantes, mais aussi chez les animaux et l homme. Il existerait environ espèces de champignons pathogènes. Parmi les champignons phytopathogènes, nous pouvons distinguer les Oomycètes, affiliés taxonomiquement aux algues brunes et comprenant notamment les agents responsables de la maladie du Mildiou et les Eumycètes (ou champignons «vrais»). Les Eumycètes sont subdivisés en plusieurs «groupes» (Fig.4). Fig. 3 - Mycélium de l oïdium Eumycètes Fig. 4 - Taxonomie des Eumycètes Les conditions climatiques sous serres (hygrométrie comprise entre 80% et 95%, température comprise entre 15 C et 25 C) favorisent la contamination des plantes par des champignons. Botrytis cinerea (agent de la pourriture grise) ou l oïdium (maladie du «blanc») sont fréquemment observés dans les serres. Botrytis cinerea se conserve sur les débris végétaux et dans le sol (sous forme de spores ou de mycélium). Le vent constitue un vecteur de dissémination. Par ailleurs, les plantes adventices peuvent être des réservoirs d inoculum. Les symptômes de pourriture grise peuvent affecter de nombreux organes des plantes contaminées (Fig.5). Fig.5 - Tomate contaminée par Botrytis cinerea 7

8 L oïdium forme des tâches jaunes ou blanches à l aspect feutré sur les feuilles des plantes infectées (Fig.6) [Trottin-Caudal et al. 1995]. L oïdium peut être disséminé par certains insectes ou acariens. Par exemple, sur la tomate, deux types d oïdium existent : Leveillula taurica et Oïdium neolycopersici. Le mycélium de Leveillula taurica se développe dans les tissus parenchymenteux intérieurs de la feuille. Des conidies portées par de longs conidiophores forment les spores, repérable par leur aspect blanc et poudreux. Elles sont disséminées par le vent, les insectes ou les acariens et permettent la propagation de la maladie. Pour Leveillula taurica, une humidité relative de 50 à 70% et une température comprise entre 20 et 25 C sont idéales pour son développement. Pour Oïdium neolycopersici, son développement se fait sur une plage de températures nettement plus large (15 à 30 C). Il supporte des hygrométries élevées. [Syngenta] Les champignons pathogènes peuvent entraîner des pertes de rendement très importantes. Par exemple, des pertes de plants et de rendement en fruit de 5% environ ont été provoquées par l organisme pathogène Fusarium solani [Ministère de l agriculture, de l alimentation et des affaires rurales, Ontario] Les arthropodes ravageurs Les principaux problèmes rencontrés dans les serres sont des insectes ravageurs. La plupart de ces insectes appartiennent à la famille des hémiptères (deux paires d ailes). Ils sont capables de se multiplier très rapidement, d'où l observation d invasion locale massive. Les insectes ravageurs les plus rencontrés sont des insectes de type «piqueurs suceurs», c'est à dire qu'ils piquent la plante afin d'en prélever la sève élaborée qui constitue une source nutritive. Ces insectes, en piquant la plante, injectent des enzymes digestives qui affaiblissent considérablement la plante et les rendent nuisibles. Ce type d insecte peut aussi avoir une nuisibilité secondaire dans la mesure où ils peuvent être vecteurs de virus tels que le virus des feuilles jaunes en cuillères (TYLC) chez la tomate Les Aleurodes Fig. 6 - Feuille de plante ornementale contaminée par oïdium Dans les serres de l ENSAIA, l aleurode est le ravageur le plus présent. Cet insecte, communément appelée mouche blanche, est un Hémiptère appartenant à la Famille des Aleyrodidés. Il mesure environ 1 à 2 mm. Il apparaît dans les régions à climat tempéré surtout lors des fins d'été et des automnes secs. Les ailes sont blanches et le corps est jaunâtre mais tout l'insecte est comme saupoudré de cire blanche. (Fig.7) 8

9 Il existe deux espèces d aleurodes : - Bemisia tabaci (ou aleurode du tabac) - Trialeurodes vaporariorum (ou aleurode des serres) Fig. 7 - Trialeurode vaporariorium L aleurode des serres a une taille plus importante que l aleurode du tabac (2 mm) mais la différenciation de ces deux espèces ne peut se faire qu au stade larvaire et à la loupe [Serge Fisher, 2008]. (Fig.8) L aleurode du tabac est la principale menace pour l horticulture à cause de sa grande résistance aux nombreux insecticides utilisés dans ce type de culture. L aleurode des serres est plutôt un ravageur des cultures légumières et ornementales [Omafra, juillet 2003]. Les aleurodes peuvent aussi avoir comme plantes hôtes des adventices poussant en plein champs et pouvant servir de réservoir aux infestations des cultures. L aleurode des serres n a pas d exigence thermique, contrairement à l aleurode du tabac. Il peut donc survivre dans une serre non chauffée. Le développement de l aleurode du tabac sera ralentie par une température inférieure à 16 C (jusqu à 70 jours au lieu de 22 jours à 26 C). Trialeurodes vaporariorum (Aleurode des serres) Bemisia tabaci (Aleurode du tabac) Fig. 8 - Différenciation des deux espèces d aleurode Les aleurodes se reproduisent sans interruption et donne plusieurs générations par an (plus de 10 générations/an pour l aleurode du tabac). 9

10 Le développement de l aleurode comprend six stades : œuf, 1 er, 2 ième, 3 ième et 4 ième stades larvaires (transformation en pupe) et l adulte. L aleurode des serres et du tabac ont le même cycle de reproduction mais le cycle n a pas la même durée : - Pour l aleurode des serres, le développement d'œuf à adulte prend, en moyenne, 20 jours à 27 C ou 38 jours à 17 C. La plante hôte affecte le taux de reproduction : la femelle pond œufs sur tomate, sur concombre et sur aubergine. - Pour l aleurode du tabac, le développement dure 22 jours à 26 C, mais peu prendre jusqu à 70 jours à 16 C. Les adultes sont généralement trouvés à la face inférieure des jeunes feuilles où se fait la ponte. En secouant la plante, il est facile de repérer la présence d adultes qui s envolent avant de se reposer sous les feuilles. Les larves sont situées sur la face inférieure des jeunes feuilles, les pupes sont fixées sur la face inférieure des feuilles plus vieilles. Les dégâts diffèrent selon le stade de développement de l aleurode. - Les larves surtout sécrètent beaucoup de miellat (un liquide épais et visqueux, constitué par les excréments liquides des aleurodes, riches en sucres et en acides aminés) sur lequel peut de se développer la fumagine. La fumagine est une maladie cryptogamique provoquée par un champignon (moisissure) de type Capnodium oleaginum ou Fumago salicina. Ces champignons laissent apparaître une couche noirâtre sur les feuilles ce qui altère la photosynthèse et asphyxie les feuilles atteintes. - Les adultes tout comme les larves se nourrissent de la plante, ce qui peut affecter les processus physiologiques de la plante et réduire sa croissance. -Les aleurodes possèdent une salive toxique pour la plante. Cette salive peut provoquer une décoloration zonée des tomates par exemple. -Les aleurodes peuvent transmettre des virus. L Aleurode du tabac est un meilleur vecteur de viroses que l aleurode des serres. C est le cas pour le virus TYLCV (virus des feuilles jaunes en cuillères). Fig. 9 - Cycle biologique de l aleurode des serres Les symptômes (Fig.10) : les feuilles sont de taille réduite et présentent un jaunissement et/ou un enroulement en forme de cuillère. Le virus ToCV (virus de la tomate) est transmis par les deux types d espèces. Fig Symptômes du TYLCV 10

11 Les autres arthropodes nuisibles Parmi les autres insectes nuisibles, les thrips et les pucerons sont les plus rencontrés dans les serres. Tableau 2. Principales caractéristiques de certains insectes nuisibles Nom Description symptômes lutte biologique Thrips Ces insectes ont une taille réduite Apparition de taches blanches sur Acarien prédateur : Amblyseius cucumeris souvent inférieure à 2 mm. les feuilles. Cet acarien s'attaque aux larves dès leur premier stade de développement. Pucerons Famille des Aphidoidea. Insectes qui Déformation des plantes. mesurent entre 1 et 4 mm. Coccinelles ou encore les larves de chrysope Ces larves sont très efficaces car elles s'attaquent aux œufs, aux larves et aux adultes de pucerons. Minuscules acariens de la famille des Décoloration du limbe des feuilles en Acarien prédateur : Phytoseiulus persimilis. Tetranychidae d'une taille inférieure un aspect plombé argenté. L'adulte peut exterminer tous les stades Araignées à 1mm. de l araignée rouge. rouges 1.3. Les moyens de lutte Pour lutter contre les différents bio-agresseurs précédemment évoqués, différentes techniques, plus ou moins respectueuses de l environnement et d efficacités variables, peuvent être mises en œuvre La lutte chimique La lutte chimique consiste à utiliser des produits phytopharmaceutiques ou phytosanitaires, issus de la chimie de synthèse pour combattre les organismes nuisibles. Il existe trois catégories de produits phytosanitaires : les insecticides, les fongicides et les herbicides. La lutte chimique s est développée dans les pays occidentaux après la seconde guerre mondiale, grâce aux progrès de la chimie. La lutte chimique permis d'augmenter significativement les rendements agricoles (Fig.11), assurant ainsi une autosuffisance alimentaire. Depuis l'entrée en vigueur du règlement européen REACH, en 2007, il appartient à toute entreprise qui met sur le marché des produits chimiques en quantité significative d'en évaluer préalablement l'impact sur la santé et l'environnement. L'État élabore le cadre réglementaire national applicable aux produits chimiques et en contrôle l'application. 11

12 Fig 11 - Evolution des rendements des principales céréales depuis 1862 La lutte chimique peut être utilisée en tant que lutte prophylactique, c est-à-dire en prévention contre les organismes nuisibles, ou en lutte curative, qui consiste en un emploi rationnel de préparations phytopharmaceutiques (choix de produits les moins polluants, doses précises, ). Pour que cette méthode de lutte soit efficace, il faut connaître le type de ravageur contre lequel on veut lutter et son mode de développement, ainsi que les différentes spécialités de produits phytosanitaires afin de choisir le plus adapté. A titre d exemple, plusieurs insecticides sont disponibles pour lutter contre l aleurode des serres (Tableau 3). Tableau 3 - Insecticides utilisés contre les aleurodes [ACTA, 2009] Spécialité commerciale (matière active) Action par Dose Journalière Admissible (DJA) Applaud FL (Buprofézine) contact/inhalation 0,01 mg/kg/jour Décis protech (Deltaméthrine) contact/ingestion 0,01 mg/kg/jour Talstar (Bifenthrine) contact/ingestion 0,02 mg/kg/jour Nexter pro (Pyridabène) contact 0,008 mg/kg/jour 12

13 Contre l'oïdium, plusieurs fongicides peuvent également être utilisés : Tableau 4. Fongicides utilisés contre l'oïdium [ACTA, 2009] Spécialité commerciale (matière active) Type Dose Journalière Admissible (DJA) Eminent (Tétraconazole) systémique 0,015 mg/kg/jour Caddy 100 SL (Cyproconazole) systémique 0,01 mg/kg/jour Opus (Époxiconazole) systémique 0,005 mg/kg/jour Première puissance agricole européenne, la France en est aussi le premier utilisateur de produits phytopharmaceutiques et le quatrième, au plan mondial, derrière les États-Unis, le Brésil et le Japon [Union des Industries de la Protection des Plantes, 2010]. Fig.12 - Les principaux marchés phytopharmaceutiques en Europe en 2007 En dépit du processus long et complexe des homologations, certains produits antérieurement autorisés sont interdits en raison de leur dangerosité démontrée ultérieurement (pollution des eaux, apparition de résistances de souches, toxicité à long terme...). En France, depuis plusieurs années, de nombreux produits phytosanitaires jusqu'alors homologués, ont été interdits à la mise sur le marché et à l'utilisation (ex : Applaud cf. annexe 1). Cela correspond à une mesure du plan Ecophyto 2018 qui vise à réduire l'usage des produits phytosanitaires en agriculture de 50 %, à l'horizon

14 La lutte physique La lutte physique consiste à modifier l'environnement physique du bio-agresseur, de sorte que les dommages qui sont causés par celui-ci soient maintenus en deçà des seuils économiques de nuisibilité (perte de rendement supérieure à 5%). Cette lutte est dirigée contre les ravageurs des cultures en particulier mais aussi contre les adventices et certaines maladies. [Catherine Regnault-Roger, 2005] Il existe deux types de méthodes : Les méthodes actives utilisent de l énergie au moment de l application pour détruire, blesser ou stresser les bioagresseurs des plantes afin de les éliminer du milieu. L efficacité est proportionnelle à l intensité de l énergie mise en œuvre et à la durée d application. Le principal problème de ces méthodes est l absence de rémanence. Par exemple, la solarisation est une technique utilisant l énergie thermique pour lutter contre des insectes du sol, les adventices ou encore les agents pathogènes telluriques. Cette technique consiste à disposer une bâche plastique de couleur sombre à la surface du sol, avant implantation de la culture ou sur les interrangs après implantation de la culture. La bâche ainsi disposée permet de concentrer l énergie solaire au niveau de la surface du sol. L augmentation de température générée (entre 50 C et 60 C) permet de détruire les bioagresseurs présents dans la couche superficielle de sol et de stériliser en conséquence le Fig Solarisation en serre substrat de culture. Les méthodes passives n utilisent pas quant à elles d énergie. Il s agit essentiellement de techniques de piégeages des bio-agresseurs. Il peut s agir de filets «étanches» aux insectes (filets insect proof) disposés sur les cultures. Tableau 5 - Finesse de maille nécessaire pour empêcher les principaux parasites d entrer dans la serre Parasite Largeur minimale des mailles* Mineuse du chrysanthème (Liriomyza trifolii) 608 µ Puceron vert du pêcher (Myzus persicae) 434 µ Puceron du melon (Aphis gossypii) 355 µ Aleurode des serres (Trialeurodes vaporariorum) 288 µ Aleurode Bemisia argentifolii 239 µ Thrips des petits fruits (Frankliniella occidentalis) 215 µ *1 millimètre = microns (µ) (Tiré de Bethke, 1994) 14

15 Les systèmes de capture de masse par pièges colorés, ou par pièges alimentaires (ravageurs des cultures) sont également largement utilisés. Les aleurodes, les mouches mineuses, les mouches des terreaux, les pucerons et beaucoup d autres insectes volants sont attirés par la couleur jaune (Fig.14). Par contre, les thrips sont surtout attirés par le bleu. Ces pièges permettent aussi l'identification, le suivi, et le contrôle des populations d insectes dans les cultures. Fig Pièges encollés jaunes La lutte biologique Selon la définition officielle de l'oilb (Organisme International de Lutte Biologique), la lutte biologique correspond à «l'utilisation d'organismes vivants pour prévenir ou réduire les dégâts causés par des ravageurs». Les organismes vivants utilisés en lutte biologique sont appelés des auxiliaires. Cependant, il est couramment admis que cette définition de la lutte biologique peut être élargie à l utilisation de produits issus d'organismes vivants et présentant une activité antagoniste vis-à-vis des bioagresseurs des plantes. La lutte biologique est donc «l'utilisation d organismes vivants et / ou de leurs produits pour lutter contre d autres organismes jugés nuisibles» [Bernard Pintureau, 2007]. Concernant les plantes cultivées, la lutte biologique peut être utilisée pour lutter contre des ravageurs (principalement des insectes), des adventices ou encore des agents pathogènes. Contrairement à la lutte chimique, la lutte biologique ne vise pas à éradiquer une population d organismes nuisibles mais à la maintenir en dessous d'un seuil, appelé seuil de nuisibilité, qui correspond au seuil au dessus duquel la densité d un organisme nuisible donné engendre des pertes de rendement significative (>5% comparativement au témoin). Tableau 6 - Principales différences d'objectifs des luttes chimiques et biologiques Lutte biologique Lutter contre les ravageurs par antagonisme Maintenir un niveau acceptable de ravageurs Objectifs Lutte chimique Tuer les ravageurs avec des molécules synthétiques Tuer tous les ravageurs Les auxiliaires utilisés en lutte biologique Les auxiliaires de cultures sont des parasites ou des prédateurs des bioagresseurs des plantes. Selon leur mode d action, il est possible de distinguer : - Les auxiliaires parasitoïdes : il s agit d insectes dont les larves se développent dans ou au contact d insectes ravageurs à différents stades de leur développement et conduisant à leur mort. Ex : Aphidius colemani contre les pucerons, Cotesia glomerata contre la piéride du chou. 15

16 - Les auxiliaires prédateurs : ce sont des insectes ou des acariens dont les larves et parfois les adultes consomment les insectes ravageurs ou des plantes adventices. Ex : Ambleysius swirski est très efficace contre les jeunes larves de diverses espèces de thrips et les œufs et larves d'aleurodes; les larves d'adalia bipunctata sont utilisées contre les pucerons. - Les auxiliaires pathogènes : il s agit de microorganismes se comportant comme des agents pathogènes d insectes ravageurs, d agents pathogènes ou de plantes adventices des cultures. Ex : le virus de la Polyédrose nucléaire est utilisable pour lutter contre les chenilles de noctuelle du chou, Bacillus thuringiensis dont plusieurs souches spécifiques sont efficaces contre différentes espèces de Lépidoptères, le genre Entomophthora s'attaque aux pucerons, Verticillium lecanii prend pour cible les aleurodes et les pucerons. Les cultures sous serres nécessitent des auxiliaires qui peuvent vivre et se reproduire en captivité (ce qui exclue les animaux de type mammifères, reptiles et batraciens). Par ailleurs, ces auxiliaires doivent présenter une activité stable pour une gamme de température d une dizaine de degrés, dans la mesure où les températures peuvent fluctuer au cours de la journée et de la saison. Pour lutter contre les aleurodes, plusieurs auxiliaires sont possibles. Tableau 7 - Quelques auxiliaires pour lutter contre les aleurodes Un insecte Une arachnide Un champignon Macrolophus caliginosus (une punaise du genre Miridae) Amblyseius swirskii (un acarien prédateur) Paecilomyces fumosoroseus (un parasitoïde) Néanmoins, seuls Amblyseius swirskii et Paecilomyces fumosoroseus sont adaptés aux conditions environnementales des serres : ils résistent aux variations de températures, ne souffrent pas du confinement et se reproduisent en continu. Deux méthodes sont envisageables pour introduire des auxiliaires dans l environnement des serres où ils ne sont pas naturellement présents : - Le lâcher inondatif consiste à introduire un agent biologique en masse dans le but de réduire rapidement une population d un organisme nuisible au dessus du seuil de nuisibilité. Le lâcher inondatif est l analogue biologique d un traitement avec un produit phytosanitaire conventionnel. 16

17 - Le lâcher inoculatif vise à maintenir un ravageur à un niveau de population inférieur au seuil de nuisibilité, pendant toute la durée d une culture. L auxiliaire introduit doit être capable de persister pendant plusieurs générations et avoir une action persistante sur le ravageur. Enfin, on peut choisir de maintenir les auxiliaires naturellement présents dans le milieu, s ils conviennent au type de cultures en place. Néanmoins cette méthode concerne les cultures de plein champs qui à la différence des serres, ne sont pas confinées et donc sont librement accessibles aux auxiliaires Les plantes compagnes Les plantes compagnes sont des plantes utilisées principalement pour lutter contre des insectes ravageurs en grande culture et en maraîchage de plein champ ou sous serres. Différents modes d action peuvent être envisagés : Les plantes compagnes «répulsives» : les insectes nuisibles peuvent être éloignés de la culture, par leur présence. Les menthes (F/ Labiées) permettent d'éloigner les fourmis et en conséquence les pucerons élevés par ces dernières. L'œillet d'inde (F/ Composées) permet de faire fuir les mouches blanches (aleurodes), les pucerons et les altises. Les plantes compagnes «pièges» : les insectes nuisibles peuvent être attirés préférentiellement sur ces plantes et s éloigner ainsi de la culture. Des plants de tabac permettent par exemple d'attirer les aleurodes. Les plantes compagnes «hôtes» : ces plantes hébergent un ensemble d auxiliaires permettant de lutter contre les insectes ravageurs. L'achillée millefeuille (Composée) et la carotte sauvage (Ombellifère) attirent un grand nombre d'auxiliaires. Le trèfle blanc attire les punaises prédatrices et les guêpes parasitaires. Ces différents modes d'action sont notamment dus aux couleurs des fleurs et aux émissions de molécules parfumées par les plantes. Sous serres les plantes hôtes sont surtout utilisées pour maintenir les populations d'auxiliaires, principalement pour les lâchers inoculatifs Les extraits végétaux Les extraits végétaux sont des substances naturelles extraites de plantes selon différents procédés. Une distinction est faite entre i) les extraits aqueux obtenus par décoction (plante bouillie 30 minutes), macération (plante incubée dans l'eau pendant une à deux semaines), infusion (plante trempée dans l'eau chaude quelques minutes) ou percolation (plante soumise à de l'eau chaude sous pression), et ii) les extraits éthanoliques et hydroalcooliques (d'après Cédric Bertrand, 2009). Il est important de distinguer les extraits vrais, obtenus par purification d'extraits de plantes (roténone), des préparations à partir de plantes (purin d'ortie, décoction de prêle). Fig Guêpe se nourrissant du pollen d'achillée millefeuille Fig Filtration d'une décoction de prêle Ces extraits présentent des propriétés : Insecticides : il s agit par exemple du purin d'ortie contre les pucerons, de la roténone contre les doryphores et de la décoction de tanaisie contre pucerons, chenilles et aleurodes, 17

18 Fongicides : comme le purin de prêle et l'infusion d'ail et d'oignon contre les maladies cryptogamiques (mildiou, rouille,...) Certains extraits ont par ailleurs la capacité de renforcer les défenses naturelles des plantes comme le purin d'ortie ou la décoction de prêle. Les composés à l'origine de ces propriétés diverses sont des composés issus du métabolisme secondaire des plantes et font partie de trois grandes familles (d'après Cédric Bertrand, 2009) : - Les alcaloïdes : nicotines... - Les polyphénols : flavonoïdes, dérivés d'acide caféique, stilbènes (resvératrol) - Les terpènes et dérivés : eucalyptol, monoterpènes (thymol, carvavrol...), diterpenes (artémisines...), saponines... Fig Exemple de flavonoïde En France, toute commercialisation d'extraits végétaux est soumise à une règlementation (Décret n du 23 juin 2009 relatif à la mise sur le marché de préparations naturelles peu préoccupantes à usage phytopharmaceutique NOR: AGRG D) Les éliciteurs Les éliciteurs sont des molécules de natures biochimiques diverses (polysaccharidiques, lipidiques et protéiques), produites par des plantes, des microbes ou synthétisées par l'homme, et qui permettent de stimuler les défenses naturelles des plantes. Ces molécules agissent à de très faibles concentrations (de l ordre du µm). La mise en évidence d'éliciteurs dans les interactions plante / agent pathogène a conduit au développement de ces spécialités phytosanitaires appelées Stimulateurs de Défense Naturelle (SDN), qui miment l'action des éliciteurs et qui permettent de protéger préventivement la plante contre un ensemble de bio-agresseurs. Les étapes conduisant à la mise en place des mécanismes de défense de la plante sont présentées à la fig.18. La mise en place de la RSA s'effectue en trois étapes : Dans les quelques heures qui suivent la reconnaissance de l'éliciteur a lieu la mise en place de la réaction d'hypersensibilité (HR) : il s'agit de la nécrose des cellules infectées. Dans les 24 à 48h a lieu la mise en place de la Résistance Locale. Cette résistance s'établit autour des points d'infection et se caractérise par la synthèse de molécules à activité antimicrobienne comme les PR proteins (Pathogenesis-Related Proteins) et les phytoalexines dans l'ensemble des organes de la plante. Fig Mise en place des mécanismes de défense 18

19 Suite à leur reconnaissance par la plante, les éliciteurs conduisent à la mise en place chez la plante de la Résistance Systémique Acquise (RSA). Actuellement, peu de SDN sont homologués en France. En effet, seuls les produits Iodus 2 (laminarine) de Göemar et Stifénia (fenugrec) de S.O.F.T. sont commercialisés. Iodus 2 est homologué sur le blé et l'orge contre l'oïdium et la Septoriose. Stifénia est homogué sur la vigne contre l'oïdium Discussion sur les différentes méthodes de lutte Dans un contexte fortement marqué par des demandes sociétales (Fig. 19) et politiques pour des modes de production durables et respectueux de l environnement, de nouveaux enjeux s imposent aux productions agricoles. Il s agit notamment de réduire la dépendance aux produits chimiques nécessaire à la protection des cultures pour répondre à l un des objectifs du Grenelle de l Environnement qui est de réduire de 50% l utilisation des pesticides à l horizon Quels sont les 2 problèmes environnementaux qui vous préoccupent le plus? Fig Enquête d opinions du CREDOC pour l Institut Français de l Environnement Dans cette perspective de réduction des intrants, la lutte contre les bio-agresseurs des plantes doit donc mobiliser des méthodes de lutte alternatives à la lutte chimique qui ne peut plus être le seul fondement de la protection des cultures. Ces stratégies alternatives doivent cependant aussi permettre à l agriculture de remplir ses fonctions de productions. La lutte raisonnée : d'après le décret nº du 25 avril 2002, «les modes de production raisonnés en agriculture consistent en la mise en œuvre, par l exploitant agricole sur l ensemble de son exploitation dans une approche globale de celle-ci, de moyens techniques et de pratiques agricoles conformes aux exigences du référentiel de l agriculture raisonnée. Le référentiel porte sur le respect de l environnement, la maîtrise des risques sanitaires, la santé et la sécurité au travail et le bien-être des animaux». La lutte intégrée, définie par la directive européenne 91/414/CEE du 15 juillet 1991 (1), est «l'application rationnelle d'une combinaison de mesures biologiques, biotechnologiques, chimiques, physiques, culturales ou intéressant la sélection des végétaux dans laquelle l'emploi de produits chimiques phytopharmaceutiques est limité au strict nécessaire pour maintenir la présence des organismes nuisibles en dessous de seuil à partir duquel apparaissent des dommages ou une perte économiquement inacceptables.» 19

20 Dans le tableau 9, sont répertoriés les différentes stratégies de lutte, leur impact sur l environnement et sur la production agricole. Tableau 9 - Avantages et inconvénients comparatifs des différentes stratégies de lutte Impact sur l'environnement + Stratégies de lutte Chimique Avantages Augmentation des rendements Efficacité Facilité d'emploi Inconvénients Toxicité pour l'homme et les auxiliaires des cultures Manque de durabilité : sélection de résistances Pollution des ressources en eau Appauvrissement de la biodiversité Raisonnée Prise en compte de la nuisibilité du bioagresseur Optimisation des doses appliquées en fonction de la densité du bioagresseur et de sa nuisibilité intrinsèque Réduction de l usage des pesticides Mêmes inconvénients qu'en lutte chimique lors de l'utilisation de produits phytosanitaires Intégrée Respect des auxiliaires des cultures Respect de l environnement Durabilité des solutions Mêmes inconvénients qu'en lutte chimique lors de l'utilisation de produits phytosanitaires Impact potentiel sur les auxiliaires des cultures si recours aux produits phytosanitaires nécessaire Pertes de rendement si absence de suivi des cultures - Biologique Sauvegarde de la diversité des ressources biologiques Beaucoup moins de résidus chimiques dans les aliments Durabilité des solutions : produits phytosanitaires interdits Pertes de rendements liées à des efficacités moindres Coût parfois élevé 20

21 La lutte intégrée est donc une approche visant à réduire (voire à éliminer) l'utilisation des produits phytosanitaires de synthèse en donnant la priorité aux stratégies de lutte biologique. Elle constitue un bon compromis puisqu'elle permet de réduire l'impact des produits phytosanitaires sur l'environnement tout en permettant de répondre aux objectifs de production. Cette stratégie de lutte répond ainsi à la demande sociétale actuelle d'une agriculture plus respectueuse et plus durable en conciliant protection efficace des cultures et réduction des dangers liés à l utilisation des pesticides de synthèse, pour les applicateurs, l'environnement (pollution sol, air, eau ; impact sur la biodiversité), les consommateurs (au regard des résidus chimiques). C'est pourquoi il a été choisi de mettre en place la lutte intégrée dans les serres de l'ensaia grâce à ce projet. II. Les serres de l ENSAIA avant notre ère 2.1. Présentation des serres Les serres de l ENSAIA, de niveau de confinement S1, sont des serres «chapelle» en verre à armature métallique (Fig.20), construites peu de temps après l école par les Entreprises Marchal. Ces serres occupent une surface totale d environ 300 m², répartis en 3 compartiments (plan, annexe 2). Fig Vue des serres de l ENSAIA Ces serres sont partiellement régulées thermiquement. En hiver, un système de chauffage (fuel) permet de maintenir une température ambiante relativement stable et proche de 15 C la journée. A l inverse, en été, un système de refroidissement, «l Air Cooling», permet de limiter les trop fortes hausses de températures. L Air Cooling correspond à un mécanisme de ventilation : l air extérieur est prélevé et traverse une façade de la pièce dans laquelle circule de l eau froide. L air, ainsi refroidi, traverse la serre, et en est chassé par un autre extracteur. Plusieurs inconvénients sont associés à ce système, en terme de : - Gestion du climat sous serre : le système de cooling ne permet pas de compenser totalement les températures estivales élevées. Ce phénomène est accentué par le fait que les écrans d ombrage de la serre ne sont plus opérationnels. La température peut alors s élever à plus de 40 C pendant plusieurs heures. Ceci s accompagne alors d une diminution de l humidité relative de l air. Ces conditions climatiques sont peu compatibles avec la production et stressent les plantes. - Maîtrise des éventuels auxiliaires de culture : les conditions climatiques parfois extrêmes dans les serres peuvent altérer l activité des auxiliaires de lutte susceptibles d être introduits. Par ailleurs, les flux d air associés au fonctionnement des extracteurs du système de cooling sont susceptibles 21

22 d entraîner les auxiliaires vers l extérieur des serres. Le sol des serres est constitué de graviers sur lesquels sont disposées quelques planches en bois pour rendre les déplacements plus aisés. Les serres sont utilisées pour des projets d enseignement, de seconde et troisième année ainsi que pour les travaux de recherche de l UMR Agronomie et Environnement. Certains de ces travaux visent notamment à caractériser les voies de synthèse de métabolites secondaires chez les plantes et leur régulation en réponse à des contraintes biotiques précises. Ces travaux nécessitent en conséquence de pouvoir maîtriser parfaitement les conditions de croissance des plantes d intérêt aussi bien d un point de vue environnemental que sanitaire. Par ailleurs, ces serres sont aussi l un des sites d expérimentation d une Start-up hébergée par l UMR Agronomie et Environnement, PAT SAS. PAT SAS, implantée en juillet 2005 à Nancy, est une société de biotechnologie axée sur la production d extraits innovants de plantes, qu il s agisse de protéines recombinantes pour les sociétés pharmaceutiques ou de métabolites secondaires pour les industries cosmétiques. PAT SAS utilise notamment la technologie "Plantes à traire ", grâce à la maîtrise des cultures en aéro/hydroponie. Fig Culture en hydroponie Cette technologie permet de recueillir par une méthode non destructive, des molécules à haute valeur technologique, à partir de racines vivantes. Le principe de cette technologie est présenté à la figure 22. Les serres de l ENSAIA sont utilisées par PAT SAS pour la mise en œuvre des pilotes permettant d optimiser les conditions de culture des plantes afin de répondre aux exigences des commanditaires de l industrie cosmétique. L une des exigences du cahier des charges de l industrie cosmétique est l absence de résidus de produits phytosanitaires. Fig Principe de la technologie d extraction de molécules d intérêt Des zones d expérimentation non délimitées sont réservées à l ensemble des utilisateurs des serres. Ainsi «cohabitent» dans les serres de l ENSAIA, une grande diversité de plantes et d expérimentations ayant des finalités variées. L ensemble des travaux menés dans cette serre impose d emblée la difficulté de concilier les modifications à apporter et le respect des projets en cours. 22

23 2.2. Etat des lieux et identification des problèmes La première étape du projet a consisté à réaliser une visite des serres afin d établir un diagnostic de l état de ces serres. Pour nous aider dans ce diagnostic, nous avons visité une serre de production horticole située à St Clément (54). Les problèmes identifiés sont de trois ordres: - La structure même des serres - L organisation des différentes activités conduites dans les serres, de la préparation à la mise en place des expérimentations - L état sanitaire de la serre Certains de ces problèmes sont pénalisants par rapport à la mise en place d une stratégie de lutte intégrée ou pour la sécurité des utilisateurs Structure et organisation des espaces de travail dans les serres Structure des serres Les serres de l ENSAIA sont relativement anciennes. Peu de travaux de rénovation ont été engagés depuis leur construction. Comme cela a été mentionné au paragraphe 2.1., la régulation de la température dans ces bâtiments est assurée par un système de chauffage en hiver et par un système de cooling en été. La régulation climatique (température, hygrométrie) dans les serres n est pas pilotée par un ordinateur. Ceci entraîne des fluctuations de température et d hygrométrie relativement conséquentes au cours de la journée, notamment en été, qui peuvent avoir un impact négatif sur le maintien et l activité des auxiliaires de lutte susceptibles d être introduits. Ces serres ne disposent pas non plus de filets insect proof ni de sas d entrée, ce qui facilite l intrusion d insectes et notamment de ravageurs. La négligence quant à la fermeture des portes favorise l entrée d insectes et le développement de champignons non désirés. Enfin, le soubassement de la serre est constitué de graviers, ce qui peut constituer un réservoir pour un grand nombre d insectes et de champignons pathogènes. Par ailleurs, ce support ne permet pas de contrôler la levée d espèces adventices, qui peuvent elles-aussi, servir de réservoir ou de refuge à un ensemble de bio-agresseurs des plantes Espaces de travail et sécurité des expérimentateurs Les serres sont constituées de trois espaces de confinement. Aucun endroit n est réservé à la préparation, que ce soit des nouvelles semences ou bien des solutions nutritives ou phytosanitaires. Des problèmes de sécurité sont également observés. Ceci concerne tout d abord l installation électrique (Fig.23). Fig Problèmes de sécurité 23

24 Par ailleurs, en ce qui concerne les produits phytosanitaires, il n'existe aucune armoire de sécurité ou de local phytosanitaire pour le stockage de ces produits. De plus, il n existe pas de registre pour le suivi des stocks de produits phytosanitaires. Enfin, les consignes de sécurité liées à l utilisation de ces produits, notamment le type d équipement de protection individuelle à porter, ne sont pas décrites Conditions sanitaires dans les serres Conditions d hygiène Un certain désordre règne dans les serres (Fig.24). Fig Photographies du désordre qui règne dans les serres De ces problèmes organisationnels découlent des problèmes d ordre sanitaire : développement de microalgues, mauvaises herbes, paillasses non nettoyées (cf. photographies 25, 26, 27). Fig Développement de mauvaises herbes Fig Développement de microalgues Fig Insalubrité des paillasses 24

25 Etat phytosanitaire et lutte mise en place Les insectes sont les principaux bio-agresseurs rencontrés dans les serres de l Ecole. Des pucerons, des thrips et des aleurodes (ravageur principal, Fig.28) ont été identifiés. Des champignons pathogènes, régulièrement éradiqués par traitement chimique, peuvent ponctuellement se développer dans les serres : Oïdium, Fusarium et Botrytis. Jusqu alors, la lutte vis-à-vis de ces différents bio-agresseurs reposait essentiellement sur l utilisation de produits phytosanitaires. Cinq produits phytosanitaires sont utilisés dans les serres : Des insecticides : Fig présence de bio-agresseurs - Applaud FL, commercialisé par Arysta LifeScience, dont la substance active est la buprofézine. C est un insecticide employé dans la lutte contre les aleurodes. Il a été retiré de la liste des produits autorisés le 25 mars 2009, et son utilisation est interdite depuis le 30 mars 2010, pour les motifs suivants lors de la procédure de ré-homologation : «Lors de l'évaluation de cette substance active, un certain nombre de préoccupations ont été mises en évidence. En particulier, il s'est avéré impossible de procéder à une évaluation fiable de l'exposition des consommateurs, car les données disponibles sont insuffisantes pour établir une définition adéquate du résidu. Par conséquent, il n'a pas été possible de conclure, sur la base des informations disponibles, que la buprofézine remplissait les critères requis pour être inscrite à l annexe I de la directive 91/414/CEE.» (Décision n 2008/771/CE du 30/09/08 concernant la non-inscription de la buprofézine à l'annexe I de la directive 91/414/CEE du Conseil et le retrait des autorisations de produits phytopharmaceutiques contenant cette substance)». - Decis EC 2.5, commercialisé par Bayer CropScience, dont la substance active est la deltaméthrine, est aussi un insecticide. Il agit par contact et ingestion sur un grand nombre d'insectes. - Pirimor G, commercialisé par Syngenta Agro SAS, dont la substance active est le pyrimicarbe, est un anti-puceron. Le pyrimicarbe, est un insecticide de la famille chimique des Carbamates. Il agit principalement par contact, par vapeur et est doté d une action translaminaire. Il pénètre dans la plante dans les 2 à 3 heures suivant l application. Un fongicide, Nimrod, commercialisé par Syngenta Agro SAS, dont la substance active est le bupirimate. Il est utilisé contre l'oïdium. 25

26 Un acaricide, Floramite 240 SC, commercialisé par la société Crompton Uniroyal Chemical Registrations LTD, dont la substance active est le bifénazate. Dans les conditions optimales de pulvérisation, les acariens sont éliminés après 3 à 4 jours. Ce produit sélectif est utilisable en programme de Protection Biologique Intégrée (PBI). Globalement, ces produits présentent tous un risque pour l'environnement, en particulier pour les organismes aquatiques. Ils sont nocifs ou irritant pour l'utilisateur. Il n est pas possible de savoir quelles sont les doses et fréquences précises d utilisation de ces produits dans les serres puisque qu aucun registre, répertoriant les pratiques, n a été établi. Il a été estimé que ces produits sont utilisés entre quinze à vingt fois par an : dès la détection de parasites, un traitement chimique sans modulation de doses selon le niveau d infection, est mis en place. Lors des traitements de ce genre les mesures de sécurité sont faibles : un masque servant pour beaucoup plus d'utilisation qu'il ne le devrait, pas de combinaison... Les consignes de sécurité restent aussi souvent absentes ou illisibles. En conclusion, le problème majeur que révèlent l état des lieux est l absence de consignes et de planning en ce qui concerne l utilisation des serres. Après ces premières observations le bilan était assez pessimiste : «on rase tout et on recommence!», ce qui bien-sûr était non envisageable. Nous avons donc entrepris d améliorer les conditions de sécurité dans les serres. Nous avons également optimisé les conditions sanitaires, préalable indispensable à la mise en place d une stratégie de lutte intégrée. Enfin, nous avons réalisé des essais de lâchers d auxiliaires de lutte. III. Les «grands» travaux effectués dans les serres de l ENSAIA 3.1. Améliorer la prophylaxie Avant de mettre en place une lutte biologique, il faut avant tout des conditions propices en matière d hygiène. En PBI, il est recommandé de réaliser annuellement un «vide sanitaire» ou une désinfection des locaux : Le vide sanitaire consiste à vider la serre de toutes plantes. La durée de ce vide dépend de la température attendue dans la serre, pour l assainir. Par exemple, les thrips sont éliminés des serres lorsque la serre est maintenue à 33 C durant 4 à 5 jours. Un gel prolongé permet également d éliminer la plupart des ravageurs. La désinfection concerne aussi bien le sol que les parois de la serre, les tablettes,. Ce procédé sera préféré au vide sanitaire si celui-ci n est pas applicable suite à un manque de temps ou à une impossibilité de vider les serres complètement [Centre d Essais Horticoles de Wallonie, Février 2006]. Le vide sanitaire n étant pas envisageable dans les serres de l ENSAIA (expérimentations en continu), des solutions pour tenter d améliorer la prophylaxie ont été apportées. Elles ont consisté à effectuer un rangement global des serres, ré-agencer les espaces de travail, désinfecter les locaux, mettre en place de nouvelles procédures de fonctionnement et à introduire des auxiliaires de culture Les actions réalisées Nous avons entrepris : Le rangement : 26

27 - Elimination du matériel inutilisé : supports d étude aujourd hui à l abandon, détritus (déchets organiques et emballages), pots et cartons, etc. - Stockage de 1000 barquettes dans une annexe (Fig.29). Fig Rangement du matériel inutilisé - Installation d armoires de stockage des produits phytosanitaires et du matériel d expérimentation (Fig.30). Fig Armoire de stockage - Construction d étagères de stockage (Fig.31). Fig Etagères et armoires 27

28 Le réagencement des espaces de travail - Mise en place d un sens de circulation dans la serre avec la signalétique adaptée : entrée par la porte extérieure de la serre SE 1 (voir plan en annexe 3) et condamnation de la porte extérieure de la serre SE 5, pour éviter les va-et-vient intempestifs. - Aménagement d une zone réservée aux préparations des expérimentations et aux manipulations phytosanitaires dans la serre SE 1 (voir plan en annexe 3). Un espace d environ 25 m², doté d un plancher (plus facile à nettoyer que les graviers), d un lavabo, de penderies, d armoires de stockage a été mis en place (Fig. 32). Fig Zones de préparation et de manipulation phytosanitaire (serre SE 1) La désinfection des locaux - Vitres de la serre SE 1 : nettoyage à la vapeur à l aide d un Vaporetto mais ce travail s est avéré peu concluant et trop long pour l appliquer à l ensemble des serres. Fig Nettoyage des vitres à la vapeur - Lessivage des paillasses : élimination à la javel des micro-algues et détritus afin d instaurer des conditions de travail plus saines. 28

29 - Désherbage manuel du sol. Fig Désinfection des paillasses Certains problèmes n ont pu être résolus. Cela concerne notamment le sol des serres, recouvert d une épaisse couche de gravier. Plusieurs stratégies pourraient être envisagées pour améliorer la prophylaxie : mise en place d une dalle de béton ou recouvrir entièrement le sol de dalles caoutchouc Mises en place de nouvelles procédures de fonctionnement des serres L efficience de toutes ces mesures repose avant tout sur les efforts des utilisateurs pour maintenir un état correct dans les serres. Pour cela, l instauration de consignes précises et d un planning sont nécessaires : une réelle démarche de sensibilisation a vue le jour : Des règles de circulation sont désormais à observer dans les serres: condamnation de portes afin d établir une entrée unique et de fait, réduire les va-et-vient intempestifs jusqu alors observés; passage par le «vestiaire» et le lavabo rendus obligatoires. Des panneaux de consigne indiquent la démarche à adopter (Fig.35). Fig Panneaux des consignes à respecter par les utilisateurs des serres 29

30 Des règles de sécurité sont également imposées lors de l'utilisation éventuels des produits phytosanitaires : mise en place d un registre concernant leur utilisation (date, dose, raison). Les consignes de sécurité et précautions sanitaires à prendre sont rendues bien visibles. (Fig. 36) Fig Affiche d information sur la dangerosité des produits phytosanitaires phytosanitaires Une première série de procédures d utilisation des serres a été rédigée afin de garantir une gestion optimale (annexes 5 et 6). 3.2 Introduction d auxiliaires Afin de réduire la pression des différents ravageurs dans les serres, plusieurs auxiliaires ont été choisis en fonction des types de ravageurs, de leur efficacité et des conditions thermiques des serres Une guêpe parasite : Aphidus colemani L adulte pond ses œufs dans le ravageur cible, le puceron. La larve d'aphidius se nourrit alors du puceron. Sept jours après contamination (à 21 C), la larve d'aphidius fixe le puceron sur la feuille, et y tisse un cocon, de façon à ce que ce dernier se gonfle. L'extérieur devient brun et coriace. On parle alors d'une momie. Quatre jours après le début de la momification, un adulte d'aphidius quitte la momie par un trou rond. Ces insectes sont dits parasitoïdes ou parasites protéliens car ils ne sont parasites que pendant leur développement larvaire. Aphidius colemani a été utilisée car elle a une bonne capacité de recherche d'hôtes, produit un grand nombre d'œufs par femelle et son effet est bien visible par la présence de momies. Fig.37 - Aphidius colemani 30

31 3.2.2 Des acariens prédateurs : Amblyseius swirskii et Amblyseius andersoni Amblyseius swirskii (Fig.38) est le plus utilisé en PBI. En plus d'être un auxiliaire très efficace contre les jeunes larves de diverses espèces de thrips et les œufs et larves d'aleurodes, il n est pas soumis à la diapause et peut donc aussi être utilisé en hiver. Il résiste à des températures élevées (40 C) et se développe bien dans la culture, dès que la température diurne dépasse régulièrement C. Il peut aussi se développer sur certains pollens. Les adultes et les nymphes de cet acarien prédateur cherchent leurs proies (mais pas toujours activement), ils attendent une nouvelle proie éventuelle et la vident de son contenu. Amblyseius swirskii se déplace beaucoup moins qu'un insecte volant, ce qui permet de le garder à proximité des ravageurs. Fig Amblyseius swirskii Amblyseius andersoni procède de la même façon que son homologue swirskii, à la différence près qu il est soumis à la diapause et par conséquent est inefficace en hiver. Pour des résultats satisfaisants, l acarien doit être introduit quand la population de ravageurs est encore faible. Il se nourrit de petites colonies, prévenant ainsi leur développement et les dommages majeurs dans les cultures. Son action majoritairement préventive peut aussi être curative. Amblyseius andersoni a été utilisée dans les serres de l ENSAIA pour ses propriétés préventives, en couplage avec Amblyseius swirskii, plus résistant en été et actif en hiver. Fig Amblyseius andersoni PreFeRal WG : un champignon, premier insecticide biologique contre l aleurode PreFeRal WG est une spécialité constituée des spores d une souche naturelle du champignon entomopathogène, Paecilomyces fumosoroseus. Celui-ci est très efficace contre les aleurodes et peut parasiter tous les stades de ces insectes particulièrement nuisibles. Dès que la spore fixée sur l aleurode a germé, le champignon y pénètre, entraînant à terme sa mort. Une fois dans l hôte, le champignon s y développe (phase de micro-prolifération interne). En conditions favorables, le mycélium fongique prolifère également à l extérieur de l aleurode mort et libère de nouvelles spores (phase de sporulation externe). Ce phénomène est visible à l œil nu sous la forme d une moisissure blanc-grisâtre. Les spores nouvellement émises se dispersent dans la serre et infectent de nouveaux aleurodes (Fig.40). 31

32 Fig.40 La mortalité des aleurodes intervient au bout d une semaine. En cas de fortes infestations, il est donc nécessaire d associer d autres agents biologiques (parasitoïdes tels que Encarsia formosa, Eretmocerus eremicus, Eretmocerus mundus, ou des prédateurs tel que Amblyseius swirskii) qui ont une action immédiate. PreFeRal WG engendre une diminution progressive des populations d aleurodes. L activité de PreFeRal WG est plus efficace lorsque la température dans la serre est de C (obligatoirement inférieure à 32 C) et avec une humidité relative supérieure à 85 % dans les 12 heures suivant le traitement. Fig.41 - PreFeRal WG Ces auxiliaires ont tous été introduits dans les serres de l ENSAIA. Des fiches de suivi des lâchers ont été mises à disposition des utilisateurs dans les serres (annexe 7). Le premier lâcher d auxiliaires n a pas permis de réduire significativement la population d aleurodes. Ceci peut être expliqué par le fait que les lâchers ont été effectués peu avant une forte hausse des températures dans les serres (au mois d avril 2010). Ces conditions ont favorisé une explosion démographique des populations d aleurodes et un ralentissement de l activité des auxiliaires. De plus, ces derniers n étaient pas présents en quantité suffisante face au nombre d aleurodes. 32

33 Nombre d'aleurodes Vers une protection des plantes plus respectueuse de l environnement dans les serres de l ENSAIA 3.3. Suivi de la population d aleurodes Afin de pouvoir évaluer l efficacité des nouvelles dispositions dans les serres, un suivi de la population d aleurode a été mis en place. Le comptage se fait au moyen de panneaux jaunes encollés sur lequel les mouches sont emprisonnées, attirées par la couleur. Avant d introduire les auxiliaires, un comptage a été effectué sur plusieurs semaines. Cinq panneaux pièges ont été répartis dans les serres. Deux panneaux (numérotés 1 et 2) ont été placés dans la grande serre SE 5a (annexe 3). Les panneaux 3, 4 et 5 ont été placés dans la petite serre SE 5 (annexe 3) utilisée par PAT SAS, où les cultures sont plus nombreuses et où la température est plus élevée. Le graphique ci-dessous confirme qu il y a moins d aleurode dans la grande serre, ce qui est logique car il y a moins de plantes, donc moins de nourriture. De plus la température est plus basse, donc le développement et la reproduction sont moins favorisés. Fig Evolution de la population d'aleurodes avant traitement Panneau Panneau 3 Panneau 5 Panneau Jours Une certaine hétérogénéité est remarquable dans la serre utilisée par PAT SAS. Cependant puisque pour les panneaux 4 et 5, les barres d erreur se recoupent au septième jour, on peut dire que le nombre d aleurode était le même. Afin de vérifier si les travaux (notamment les lâchers d auxiliaires) effectués ont été efficaces, il faudra renouveler les comptages. 33

34 3.4. Mise en culture du PreFeRal WG Jusqu alors, à chaque lâcher, un achat d auxiliaires était effectué. Le PreFeRal WG est un champignon assez facilement cultivable. Ce projet a été mis en place, afin d avoir à disposition en permanence cet auxiliaire de culture. Le milieu de culture utilisé pour les essais est le milieu PDA (Potato Dextrose Agar, PDB à 24g/L, agar à 15g/L). Un antibiotique, la néomycine G (100mg/L) a été ajouté au milieu de culture afin de limiter les contaminations bactériennes. Deux méthodes ont été expérimentées. La première méthode consiste à simplement saupoudrer la préparation commerciale non stérile de PreFeRal WG en quantités croissantes sur le milieu de culture. Pour la seconde méthode, une suspension a été réalisée à partir du PreFeRal WG et d une solution isotonique stérile de NaCl à 0,85%. 100 à 1000 µl de suspension ont été étalées sur le milieu gélosé. [Christopher Dunlap A. et al, 2005]. Les boîtes de Pétri ont été incubées pendant 7 jours, à 28 C, à l obscurité. La seconde méthode a permis d obtenir des colonies fongiques, sans contamination bactérienne. Le mycélium a été purifié par repiquages successifs sur le milieu PDA. Les cultures et procédés de sporulation du champignon Paecilomyces fumorososeus isolé du produit PreFeRal WG devront être renouvelés afin de pouvoir effectuer de nouveaux lâchers au besoin. Ainsi la lutte contre les aleurodes sera gérée de façon autonome et deviendra plus économique. Fig.43 - PreFeRal WG en culture dans des boîtes de pétri. Fig