Emulsions en contact avec la feuille de bananier pour des applications phytosanitaires : impact, étalement et imprégnation

L’optimisation des pulvérisations phytosanitaires sur les grandes cultures est un enjeu environnemental et sanitaire majeur. C’est dans ce contexte, qu’en partenariat avec la Compagnie Fruitière, leader européen dans la production de bananes, nous étudions les mécanismes d’interactions physico-chimiques de formulations phytosanitaires modèles avec les feuilles de bananier. Ces formulations sont développées pour lutter contre la Cercosporiose noire du bananier, une des maladies les plus graves pour la production des bananes qui cause des pertes importantes de rendement et de qualité des fruits. Nous comparons après mise en contact avec une feuille de bananier, les propriétés d’impact, d’étalement et d’imprégnation d’une huile minérale seule, d’émulsions directes de cette huile utilisées actuellement par notre partenaire, et d’émulsions inverses originales de cette même huile.Dans un premier temps, nous caractérisons la stabilité la distribution de taille des gouttelettes de la phase dispersée ainsi que les propriétés rhéologiques des différentes émulsions.L’impact de gouttes individuelles des différentes formulations sur une feuille de banane est visualisé par une caméra rapide. L’analyse de la dynamique d’impact révèle qu’aux temps courts (<10ms), les gouttes d’émulsion directe exhibent un phénomène d’éclaboussures qui génère l’émission de gouttelettes secondaires issues de la goutte initiale après impact sur la feuille, puis se rétractent ; au contraire, les émulsions inverses s’étalent sans se déstabiliser et sans rétractation, de manière assez similaire aux gouttes d’huile pure. L’absence d’éclaboussures pourrait constituer un avantage des émulsions inverses par rapport aux émulsions directes, tant en termes de réduction de la dispersion de la maladie que du risque phytosanitaire de pollution des sols. L’évolution de l’étalement d’un volume contrôlé de sprays de ces différentes formulations sur la feuille de banane est quantifiée. On observe, dans tous les cas un étalement anisotrope, privilégié dans la direction des rainures secondaires de la feuille. Aux temps longs (t<35min)) toutes les formulations exhibent une évolution lente du taux de couverture du spray suivant une loi de puissance ta, α=0.27±0.05 compatible avec la loi de Tanner pour l’’étalement d’une goutte individuelle. Cependant l’étalement des sprays de gouttes d’émulsion directe est précédé par une période de latence (t<2min) où le taux de couverture n’évolue pas. L’imprégnation de l'huile et des émulsions est étudiée par micro-spectroscopie infrarouge. À la suite du dépôt d’un film épais d’huile sur la surface, les cartographies infrarouges démontrent que l'huile s'accumule principalement dans les parenchymes palissadiques des feuilles. Les études de dynamique d’imprégnation suggèrent une diffusion de Fick de l’huile précédée avec un coefficient de diffusion effectif D = (1.2±0.8) ×10−12 m2/s, précédé d’une d’un temps de latence de l’ordre de 3.6 heures. Dans les mêmes conditions expérimentales, pour les émulsions inverses, l'imprégnation de l'huile est observée, mais absente dans le cas d'une émulsion directe. Ce résultat suggère le rôle majeur de l’interface huile /feuille dans le processus d’imprégnation. L'imprégnation des émulsions sous forme d'un spray est elle aussi quantifiée et confirme un mécanisme d’imprégnation privilégié pour l’émulsion inverse.