Résumé de la thèse :
Le rouissage en champ des tiges de chanvre industriel « Cannabis Sativa L. » est une étape primordiale dans la chaîne de valeur textile ou biocomposites. Il s’agit d’un processus naturel pendant lequel les tiges fraîchement récoltées sont mises en contact avec le sol pendant quelques semaines. Elles sont colonisées par des microorganismes qui décomposent les « ciments pectiques » associant les fibres entre elles, facilitant leur extraction mécanique de la tige. Actuellement, le rouissage est réalisé de façon empirique par les agriculteurs, conduisant à des fibres qui ne possèdent pas, de manière homogène, les caractéristiques requises pour répondre aux exigences des industriels. De plus, en considérant le contexte économique et climatique, une extension de la zone de culture du chanvre à d'autres régions métropolitaines (sud de la France) se présente actuellement comme une alternative pour satisfaire la demande du marché des fibres naturelles et intégrer les changements climatiques dans la culture. Enfin, bien qu’étant les acteurs clés de ce processus, les communautés microbiennes restent mal connues. Par conséquent, la maîtrise du rouissage est cruciale. Cette thèse vise donc à améliorer la compréhension des mécanismes biologiques du rouissage en adoptant une approche à deux niveaux, par l’évaluation des changements morphologiques, physico-chimiques et biochimiques des tiges de chanvre d’une part, et la caractérisation des communautés bactérienne et fongique (diversité, structure et activité) d’autre part. La mise en relation de ces deux composantes a fait l’objet d’une attention particulière.
La dégradation de la matière lignocellulosique a été mise en évidence. La caractérisation des communautés bactérienne et fongique a révélé une augmentation du niveau de diversité au début du rouissage et a permis d’identifier différents phyla bactériens et fongiques. La dynamique temporelle de ces communautés a mis en évidence des modifications des niveaux d’abondance de populations bactériennes (Bacteroidota vs. Proteobacteria) et fongiques (Ascomycota vs. Basidiomycota) simultanément à une dégradation séquentielle des composants de la paroi cellulaire végétale. Une première approche du contrôle de l’humidité a été testée et ouvre la voie à une réflexion plus poussée sur le contrôle de ce paramètre pendant le rouissage. Enfin, la recherche d’interactions multifactorielles intégrant à la fois des facteurs biotiques et abiotiques a révélé des corrélations qui pourraient se traduire, sur le terrain, par une meilleure maîtrise du rouissage.
Abstract :
Field retting of industrial hemp “Cannabis sativa L.” is a crucial step in the textile or bio-composite value chain. It is a natural process during which freshly harvested hemp stems are in contact with the soil for a few weeks. They are colonized by microorganisms that break down the “pectic cements” linking the fibres together, facilitating their mechanical extraction from the stem. Currently, retting is performed empirically by farmers, leading to fibres that do not uniformly possess the required characteristics to meet industrial demands. Moreover, considering the economic and climatic context, expanding hemp cultivation to other metropolitan areas (southern France) is presently seen as an alternative to meet the market demand for natural fibres and incorporate climate changes into the culture. Lastly, although they are key actors in this process, microbial communities remain poorly studied. Consequently, controlling retting is crucial. Therefore, this thesis aims to enhance understanding of the biological mechanisms of retting by adopting a two-level approach, by evaluating the morphological, physicochemical, and biochemical changes of hemp stems on the one hand, and characterizing the bacterial and fungal communities (diversity, structure, and activity) on the other. Relating these two components has been given particular attention.
The degradation of lignocellulosic material was highlighted. Characterization of bacterial and fungal communities revealed an increase in diversity levels at the beginning of retting and enabled the identification of various bacterial and fungal phyla. The temporal dynamics of these communities revealed shifts in bacterial (Bacteroidota vs. Proteobacteria) and fungal (Ascomycota vs. Basidiomycota) populations simultaneous to a sequential degradation of plant cell wall components. An initial approach to controlling humidity was tested and paved the way for further reflection on the control of this parameter during retting. Lastly, the search for multifactorial interactions, incorporating both biotic and abiotic factors, revealed correlations that could result in better control of field retting.