Biotechnologies

Les Biotechnologies et l'agriculture : contexte et historique

 

SOMMAIRE

 

Partie I: Historique

Partie II: première génération de produits et procédés

Partie III: Tendances actuelles

Partie IV: Les applications agricoles

Partie V: Les grandes productions mondiales Partie VI: La diversité des agricultures en Europe
Partie VII: L'agriculture française en bref  

 

 

HISTORIQUE

L’agronomie connut un progrès comparable à celui des biotechnologies industrielles quand la vitro-culture prit la relève des méthodes traditionnelles de multiplication végétative. Pour une fois, et ceci mérite d’être signalé, la France joua et continue à jouer un rôle essentiel dans la création et le développement d’une nouvelle biotechnologie.

La vitro- multiplication végétative permet la propagation d’individus génétiquement identiques à la plante-mère, aboutissant à la constitution de clones homogènes. Certaines plantes cultivées se reproduisent naturellement par multiplication végétative, grâce à une variété de mécanismes adaptatifs : drageons du framboisier, stolons du fraisier, tubercules de la pomme de terre, bulbes de la tulipe... Pour d’autres espèces, l’homme utilise depuis des siècles des techniques qui lui permettent de reproduire des plantes intéressantes, sans passer par la graine. La division de touffes est la plus simple, elle est complétée par le marcottage et le bouturage. Certaines plantes se prêtent mal à ces techniques et l’on a alors recours au greffage. Les capacités de multiplication sont cependant limitées (par greffage, un rosier ne donne que 30 à 50 descendants en deux ans) et les risques de propagation de plantes infectées par des virus sont très élevées, conduisant à terme à une baisse dramatique de la récolte.
Un prolongement naturel de ces méthodes empiriques est la multiplication des plantes à partir de quelques cellules mises en culture in vitro. En 1934 aux USA, White réussit la première culture indéfinie de racines de tomates. La culture de cellules proprement dite, et non plus d’un organe isolé, date de 1939, avec les travaux de White et de deux Français, Gautheret et Nobécourt sur la carotte et le tabac. Une autre étape fut franchie avec la régénération d’une plante complète à partir d’un amas cellulaire. Ball obtint les premiers résultats en 1946, aux USA, mais ce sont deux Français, Morel et Martin qui mirent la technique réellement au point, vers 1950. Deux équipes françaises (Limasset et Cornuet, puis Morel et Martin) montrèrent, en 1952, que cette méthode permettait de « guérir » des plantes contaminées par les virus, la nouvelle plante obtenue après culture in vitro étant parfaitement saine. Cette technique est appliquée systématiquement depuis 1955 pour débarrasser de leurs virus toutes les variétés intéressantes, dont la célèbre pomme de terre « Belle de Fontenay » , qui était en passe de disparaître en 1954.


La découverte par Morel, dans les années 1960, du microbouturage, provoqua une autre révolution. Mise au point pour la multiplication des orchidées, cette technique permet de fragmenter un bourgeon en quatre nouveaux bourgeons chaque mois, soit en théorie en 10 mois, 410 (1 048 576) microplants en tubes. On est très loin des 3 ou 4 descendants par an obtenus par la traditionnelle division de touffes. Pour les rosiers, on est passé des 20 à 50 greffons par an prélevés sur chaque pied-mère à 400 000 plantes par an tirés d’un unique pied-mère. La production industrielle en laboratoire de plantes par vitro-culture s’est imposée depuis les début des années 80. Sont concernées aussi bien des plantes ornementales (orchidées, philodendron, ficus, fougère...) que des fleurs (rosier, œillet...) ou des fruits et légumes (fraisier, framboisier, pomme de terre, ananas, igname...). L’important facteur multiplicatif, et par conséquence le gain de temps, ne sont pas les seuls intérêts de la vitro-culture, cette technique permet aussi un important gain de place, 100 m² d’étagères dans une salle climatisée remplaçant 100 hectares de culture en champ.


Le perfectionnement des techniques permit à Muir, Hidelbrand et Ricker, en Allemagne, d’établir en 1954 les premières cultures de cellules végétales en suspension, comparables à celles pratiquées pour les micro-organismes. Dès 1956, la première demande de brevet pour la production de métabolites par des cultures en masse de cellules végétales fut déposée par Routien et Nickell de la firme pharmaceutique Pfizer aux USA. Les développements ultérieurs sont traités plus loin (voir plus bas paragraphe La première génération de produits et de procédés, Les applications agricoles).

La première génération de produits et de procédés

 

La revue La Recherche consacra un numéro spécial, en mai 1987, à faire le point sur une quinzaine d’années de biotechnologies et sur leur avenir. Le sentiment dominant, avec douze ans de recul, c’est l’étonnant optimisme dont faisait preuve les auteurs de l’époque : tout était presque résolu. Le numéro a cependant l’intérêt de présenter ce qui avait été fait au cours des quinze premières années des biotechnologies modernes. Le diagnostic était le seul secteur de « haute technologie » économiquement rentable.

Les tendances actuelles

La présentation des tendances actuelles des biotechnologies vertes est compliquée car l’avenir ne dépend pas seulement des progrès de la science, il est fortement conditionné par l’attitude de la société. Pour s’en convaincre, il suffit de voir les troubles provoqués par l’industrialisation du vivant, dans le secteur agroalimentaire (OGM, farines animales).

Les applications agricoles

Les coûts élevés de la recherche, les contraintes agronomiques des agriculteurs, les attentes des industriels et des consommateurs conduisent les sélectionneurs à diminuer constamment la durée de la création de nouvelles variétés. Une partie des progrès vient du perfectionnement de la vitro-culture, mais toutes les techniques de biologie qui permettent de mieux connaître le génome et de transférer rapidement des gènes intéressants aboutissent également à des gains de temps essentiels.


Les applications actuelles et les perspectives peuvent être regroupées dans quatre grands domaines : l'amélioration agronomique, les qualités alimentaires, la production de molécules à intérêt industriel et la production de molécules destinées à la santé humaine (voir plus haut pour ces dernières).


De nombreux travaux de génie génétique concernent l’introduction de gènes de résistance aux herbicides ou aux insectes et, dans une moindre mesure, à certains virus et maladies. Dans l’idée des professionnels du secteur, en associant les plantes transgéniques à un usage raisonné d’herbicides et de pesticides, on devrait améliorer l’efficacité de l’agriculture, tout en respectant encore mieux l’environnement.


Dans le domaine de l’alimentation, il s’agit de modifier la composition d’une plante afin de lui apporter des avantages nutritionnels et gustatifs ou de lui conférer de nouvelles caractéristiques qui permettent de diversifier les débouchés. Sont particulièrement visées l’amélioration des qualités nutritionnelles (augmentation du rendement nutritionnel, diminution des propriétés allergènes), la maturation des fruits afin de les récolter à un stade de maturation plus avancé (amélioration de la saveur et de l’aptitude au transport), la transformation agroalimentaire (pommes de terre mieux adaptées à la fabrication de fécule, de purée ou de chips, huile de colza enrichie en acides gras essentiels pour l’alimentation humaine).


Les biotechnologies ouvrent de nombreuses perspectives dans les domaines de l’industrie, en produisant des molécules nouvelles (molecular farming) et en améliorant les procédés industriels et la qualité des produits (pâtes à papier, huiles industrielles, colorants – on a obtenu un coton transgénique de couleur qui évite le recours aux colorants chimiques polluants ).

CONTEXTE

Les grandes productions mondiales

Les plantes les plus cultivées dans le monde (alimentation humaine et animale)

La production agricole dans les grandes régions du monde

Le commerce international

 

La diversité des agricultures en Europe

Techniques agricoles et modèles de cultures

Le Rapport sur les pesticides présente entre autre la notion d'agriculture intégrée. Une des conclusions du rapport, peut être la plus surprenante est que le principal frein au développement de l'agriculture intégrée est le niveau élevé de compétence que doit posséder l'agriculteur pour réussir, niveau de compétence que le rapport met en parallèle avec le peu d'efforts de formation qui sont faits dans ce sens en France.

Le commerce extérieur agricole européen

 

L'agriculture française en bref

La situation agricole de nos jours

La France a, plus que d'autres pays, développée des systèmes de production agricole fondés sur l'utilisation des produits phytosanitaires et elle est actuellement très dépendante des pesticides.

Mais aujourd'hui l'utilisation systématique de ces produits est remise en question, à cause de la prise de conscience croissante des risques qu'ils présentent pour l'environnement, voire pour la santé humaine. Plusieurs éléments de l'actualité politique européenne et nationale convergent pour inscrire la question de la réduction d'emploi des pesticides dans les perspectives d'actions publiques.

Face à ce contexte, il est important de souligner deux exceptions françaises:

L'agriculture a une place à part. Si on regarde les exportations agricoles dans la part de l'économie totale, la France, l'espagne et le danemark sont les trois pays européens l'agriculture joue un rôle important dans l'ensemble des exportations. De plus si l'on regarde la balance commerciale des produits agricoles, les deux seuls pays qui exportent plus qu'ils n'importent sont la France et le Danemark. Une part importante de notre économie (PIB) est donc basée sur nos exportations agricoles et notre agriculture est un des rares secteurs qui présente une balance commerciale positive.

Notre agriculture de type productiviste est un ressort fondamental de notre commerce extérieur donc de notre économie. Cette particularité française explique que nous n'ayons pas toujours la même politique et la même perception que les autres pays de l'Union Européenne ( le Danemark est dans la même situation que la France, mais les sommes en jeu sont beaucoup plus faibles car la population est douze fois moins nombreuse).

Quelques chiffres:

Part des exportations agricoles dans exportations totales

Production des grandes cultures en France

Production viande et oeufs en France

Production légumes France

 

La population agricole

Le nombre d'agriculteurs diminue régulièrement depuis les années 1950 alors que la surface agricole française reste à peu près stable. Dans ces conditions, leur travail s'intensifie et toute solution proposée pour réduire la charge de travail a de grandes chances d'être adoptée. C'est inévitable.

Un autre point fondamental est la part des subventions dans le revenu des agriculteurs (80 %). Il faut noter que dans d'autres pays, par exemple la Suisse, le revenu agricole est sensiblement identique, mais il correspond à un salaire versé par l'Etat pour le service rendu dans l'entretien du paysage et de la biodiversité et non pas à une subvention.

 

Une population agricole en diminution

Des exploitations plus grandes

Intensification du travail

Revenu agricole et subventions

 

En conclusion, le système agricole français présente au moins deux spécificités: l'importance de l'agriculture dans notre économie et la part prise par les agriculteurs dans l'entretien de la nature et des paysages. Avant de juger les choix passés et à venir, il faut connaître ce contexte et le garder présent à l'esprit.

La logique des systèmes de production intensifs et les ruptures annoncées

Il est dans la logique du modèle agricole productiviste de privilégier les pratiques qui augmentent la production en réduisant la charge de travail, même si elles augmentent le risque phytosanitaire puis à traîter ensuite les problèmes qui en découlent (par exemple la pollution). Les pesticides à la fois efficaces, d'un coût relativement faible et faciles d'emploi ont contribué au développement de systèmes de production intensifs, qui bénéficiaient par ailleurs de marchés et de prix agricoles favorables. Les conséquences environnementales de leur usage ont été sous-évaluées, et c'est un problème qu'il convient de gérer maintenant. La prise de conscience de ce problème annonce 3 grandes évolutions:

Le marché des OGM: Une solution technique à un problème technique

Le problème; les pesticides

Nombre de traitements annuels en France

Consommation de pesticides en Europe

Une solution: les OGM

Les OGM: un succès croissant

Les OGM cultivées en 2008

Evolution des principales cultures OGM

Les pays qui cultivent des plantes OGM

 

Un constat important: la surface mondiale cultivée en OGM augmente de plus de 10% par an depuis plus de 10 ans, signe qu'ils correspondent réellement à un marché au niveau mondial.