Des scientifiques chinois dévoilent des succulentes multicolores qui brillent dans le noir : un pas vers un éclairage durable à base de plantes

Des succulentes lumineuses : une avancée dans l’éclairage à base de plantes

Imaginez un jardin qui s’illumine de mille couleurs après le coucher du soleil, ou un mur végétal suffisamment lumineux pour lire dans le noir. Cette vision, qui évoque la flore bioluminescente du film Avatar, se rapproche aujourd’hui de la réalité grâce à une équipe de scientifiques de l’Université agricole de Chine du Sud. Leur récente avancée : les premières succulentes multicolores au monde qui brillent dans le noir, se rechargent grâce à la lumière du soleil et pourraient ouvrir la voie à des systèmes d’éclairage durables à base de plantes.

Ces succulentes luminescentes, obtenues par injection dans leurs feuilles de particules phosphorescentes spécialement conçues, brillent autant qu’une petite veilleuse et peuvent émettre une lumière verte, bleue, rouge, voire blanche. Cette innovation ne se contente pas d’émerveiller : elle laisse aussi entrevoir des applications concrètes pour un éclairage écologique dans les maisons, les jardins et les espaces publics.

Comment ces succulentes brillent-elles ?

Le secret de ces plantes lumineuses réside dans l’utilisation de particules phosphorescentes à rémanence, des matériaux semblables à ceux que l’on trouve dans les jouets et les peintures phosphorescents. Exposées à la lumière du soleil ou à celle de LED, ces particules absorbent de l’énergie, puis la libèrent lentement sous forme de lumière visible pendant deux heures au maximum. Le procédé est simple, économique et ne nécessite aucune modification génétique de la plante.

Pour obtenir cet effet, les chercheurs ont broyé des phosphores (des composés de strontium et d’aluminium auxquels sont ajoutés d’autres métaux) en particules d’environ 7 micromètres de largeur, soit à peu près la taille d’un globule rouge humain. Cette dimension s’est révélée cruciale : les nanoparticules plus petites circulaient facilement dans les tissus végétaux, mais n’émettaient qu’une faible lueur, tandis que les particules plus grandes brillaient fortement, mais ne pouvaient pas se diffuser dans les feuilles. Les particules de 7 micromètres, de taille idéale, se répartissaient rapidement et uniformément dans les feuilles charnues des succulentes, produisant une luminescence vive et homogène.

Chaque feuille doit être injectée individuellement. L’opération prend environ 10 minutes par plante et coûte près de 1,40 dollar en matériaux. Après quelques minutes de recharge au soleil ou sous des LED d’intérieur, les succulentes traitées brillent jusqu’à deux heures, leur luminosité diminuant progressivement. Selon les chercheurs, elles peuvent être rechargées à plusieurs reprises pendant au moins dix jours.

Pourquoi des succulentes ?

Toutes les plantes ne se prêtent pas à cette transformation lumineuse. Les chercheurs ont testé leur méthode sur différentes espèces, dont le bok choy et le pothos doré, mais seules les succulentes, et plus particulièrement la variété Echeveria « Mebina », ont produit une lueur intense et homogène. Cela s’explique par la structure particulière de leurs feuilles : leurs tissus denses et charnus ainsi que les espaces relativement importants entre leurs cellules permettent aux particules phosphorescentes de taille micrométrique de se répartir uniformément et de produire une rémanence régulière. En revanche, les plantes aux feuilles plus fines n’absorbaient pas les particules ou ne produisaient qu’une luminescence inégale.

De la science-fiction aux veilleuses vivantes

Cette recherche s’inspire en partie de la culture populaire. Comme l’a expliqué la chercheuse principale du projet, la Dre Shuting Liu, l’équipe a été motivée par les plantes lumineuses d’Avatar et par l’idée de créer un éclairage vivant alimenté par l’énergie solaire. Les tentatives précédentes visant à concevoir des plantes lumineuses reposaient sur la modification génétique, par exemple en introduisant des gènes de luciole ou de champignon dans des plants de tabac ou des pétunias. Ces méthodes ne produisaient toutefois qu’une faible lueur verte et offraient peu de choix en matière de couleurs et de luminosité.

Les approches fondées sur des matériaux, qui consistaient à injecter des particules émettrices de lumière, se heurtaient elles aussi à des problèmes de luminosité et d’homogénéité. L’avancée est venue lorsque l’équipe a compris qu’en optimisant la taille et la composition des particules phosphorescentes, et en choisissant une plante à la structure adaptée, il était possible de surmonter ces limites. Résultat : des succulentes qui brillent de plusieurs couleurs et forment un arc-en-ciel lumineux, même au sein d’une seule plante.

Construire un mur de lumière

Pour démontrer le potentiel pratique de leur invention, les scientifiques ont construit un mur composé de 56 succulentes lumineuses. Une fois rechargé, ce mur émettait suffisamment de lumière pour éclairer les objets alentour et même permettre de lire dans le noir. Cette installation végétale lumineuse illustre la possibilité d’utiliser des systèmes à base de plantes pour créer un éclairage d’ambiance dans les maisons, les bureaux ou les espaces publics, tout en réduisant le recours à l’éclairage électrique traditionnel et l’empreinte carbone qui lui est associée.

Cette technologie est-elle sûre et durable ?

L’un des principaux avantages de cette méthode tient à sa simplicité et à son faible coût. Contrairement au génie génétique, qui est coûteux et soulève des questions réglementaires, l’injection de particules phosphorescentes est simple et ne modifie pas l’ADN de la plante. Les matériaux utilisés sont similaires à ceux que l’on trouve dans des produits de consommation courante et ne sont pas réputés nocifs pour les plantes à court terme. Pendant les dix jours d’observation, les succulentes traitées ont continué à pousser normalement, sans signe de stress ni de détérioration. Les taux de chlorophylle, de sucre et de protéines sont restés stables, ce qui laisse penser que le procédé n’est pas toxique pour les plantes.

La sécurité à long terme des particules, pour les plantes comme pour les personnes susceptibles de les manipuler ou d’en ingérer accidentellement, fait toutefois encore l’objet d’études. Les chercheurs poursuivent leurs évaluations de biosécurité afin de s’assurer que les succulentes lumineuses pourront être utilisées sans risque dans les maisons et les espaces publics. Les spécialistes préviennent que, malgré les promesses de cette technologie, des recherches supplémentaires sont nécessaires avant qu’elle puisse être largement adoptée.

Impact environnemental et perspectives

Les avantages potentiels de l’éclairage à base de plantes pour l’environnement sont importants. En exploitant la capacité naturelle des plantes à absorber et à stocker la lumière, puis en l’associant à des matériaux conçus à cet effet, les scientifiques espèrent créer des solutions de remplacement à faible émission de carbone pour l’éclairage électrique. Les plantes lumineuses pourraient servir à la décoration, faire office de veilleuses ou éclairer des allées et des jardins. À mesure que la technologie progressera, il pourrait être possible de créer des arbres ou des arbustes lumineux capables de remplacer les lampadaires, réduisant encore la consommation d’énergie et la pollution lumineuse.

Comment cette méthode se compare-t-elle aux autres plantes lumineuses ?

La quête de plantes lumineuses remonte à la fin des années 1980, lorsque des chercheurs ont introduit pour la première fois des gènes de luciole dans des plants de tabac afin de produire une faible bioluminescence. Plus récemment, des entreprises comme Light Bio ont commercialisé des pétunias génétiquement modifiés qui brillent, mais ceux-ci n’émettent qu’une faible lumière verte et leurs applications pratiques restent limitées. La nouvelle méthode par injection de phosphores se distingue par sa luminosité, la variété de ses couleurs et sa facilité d’application.

Comme l’ont rapporté Nature et Scientific American, les phosphores à rémanence permettent d’obtenir une palette de couleurs bien plus large, avec notamment du rouge, du bleu, du vert et du blanc. En combinant différents phosphores, les chercheurs peuvent même créer des plantes qui émettent une lumière blanc chaud, plus agréable pour un éclairage d’ambiance. Le procédé est également réutilisable : il suffit d’exposer les plantes à la lumière pour les recharger, encore et encore.

Défis et prochaines étapes

Malgré l’enthousiasme suscité, plusieurs difficultés doivent encore être surmontées avant que les succulentes lumineuses puissent devenir une solution d’éclairage courante. La méthode actuelle impose d’injecter chaque feuille individuellement, une opération exigeante en main-d’œuvre et peu adaptée à une production à grande échelle. La lueur persiste environ deux heures après la recharge. Cette durée suffit pour de nombreux usages, mais il sera important d’accroître la luminosité et la durée d’émission pour une adoption plus large.

Les chercheurs étudient des moyens d’automatiser les injections, de prolonger la durée de la lueur et d’adapter la technique à d’autres espèces végétales. Ils examinent aussi l’utilisation de particules phosphorescentes plus petites ou de formes différentes afin d’améliorer leur diffusion et leur luminosité. Des études à long terme seront nécessaires pour évaluer les effets d’un usage généralisé sur l’environnement et la santé.

Réactions du public et impact culturel

L’annonce de la création de succulentes lumineuses a suscité un vif intérêt sur les réseaux sociaux et dans la presse. L’idée de veilleuses vivantes et la possibilité de créer des jardins féeriques et lumineux captivent de nombreuses personnes. Cette technologie a également inspiré des comparaisons avec les univers de science-fiction et de fantasy, soulignant l’attrait durable de la bioluminescence dans la nature et la culture.

« Si ces plantes pouvaient briller comme des lucioles ou des organismes des grands fonds marins, elles pourraient offrir un moyen abordable, esthétique et alimenté par l’énergie solaire d’éclairer les maisons ou les jardins », a déclaré un chercheur, témoignant de l’émerveillement et du potentiel suscités par le projet.

En résumé

• Des scientifiques chinois ont créé les premières succulentes multicolores au monde qui brillent dans le noir, en injectant dans leurs feuilles des particules phosphorescentes à rémanence.
• Les plantes peuvent briller en vert, en bleu, en rouge et en blanc, avec une luminosité comparable à celle d’une petite veilleuse pendant jusqu’à deux heures après une recharge au soleil ou à la lumière de LED.
• Cette avancée repose sur l’optimisation de la taille et de la composition des particules phosphorescentes et sur la structure particulière des feuilles des succulentes, qui favorise une diffusion homogène.
• La méthode est simple et économique, et ne nécessite aucune modification génétique, mais chaque feuille doit être injectée individuellement.
• Parmi les applications potentielles figure l’éclairage durable à base de plantes dans les maisons, les jardins et les espaces publics. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la sécurité et le passage à l’échelle.
• Cette innovation a captivé le public et pourrait annoncer une nouvelle ère de systèmes d’éclairage vivants et écologiques.