Rubis’CO Ecosystème

Le Musée d’Art Moderne de Lyon a lancé une initiative innovante appelée macSUP. Il s’agit d’un groupe de travail coopératif réunissant un artiste, des chercheurs et des étudiants des universités lyonnaises, afin de produire une exposition artistique commune en interaction avec le public. Ce document décrit le projet RUBISCO résultant des discussions de groupe sur les questions scientifiques, sociétales et environnementales. Il explique comment les plantes de maïs équilibrent le ratio de dioxyde de carbone généré tout en discutant de la science et de l’écologie humaine pour compenser nos préoccupations. Le but de cet article est de générer une réflexion globale sur le futur proche que nous subissons ou celui que nous avons choisi de construire.

À propos du RUBISCO

Les caryopses de maïs ont germé en chambre de culture au laboratoire Reproduction et Développement des Plantes. Le substrat de germination et de croissance était constitué d’un mélange de tourbe et de perlite sans apport initial d’engrais. Au cours de la croissance des plants, une fertilisation à l’aide d’une solution liquide contenant les éléments N, P et K en proportions 18/10/18 a été apportée autant de fois que nécessaire. La photopériode (alternance Jour / Nuit) était de 18h / 6h ; la température était maintenue à 23°C la journée et 18°C la nuit. Le flux de photons pendant la journée était de 300µl.m-2.s-1. Les mesures de CO2 sont effectuées en utilisant un capteur de CO2 Healthy Home Coach de NETATMO couplé à un smartphone pour le recueil des données. Les pots et l’urne ont été modelés au tour électrique à partir de grès chamotté (0 – 0,2mm) blanc de marque Sio-2. Les cendres de maïs sont recuites à 1000°C puis lavées. Les émaux ont été fabriqués à partir de craie et de kaolin fournis par CERADEL et ajoutées aux cendres. Le mélange obtenu est mis en suspension dans l’eau puis appliqué sur l’urne puis celle-ci est portée progressivement à une température de 1280 °C pendant 30 minutes.

L’atelier RUBIS-CO tire son nom de l’enzyme centrale de la photosynthèse : RibUlose BIphoSphate Carboxylase Oxygenase (RUBISCO), protéine capable d’intégrer le CO2 au cycle de synthèse des sucres. Cette protéine a joué un rôle majeur dans la modification de la composition atmosphérique, puisqu’elle est responsable de la diminution du taux de CO2 dans l’air depuis l’apparition des premiers organismes photosynthétiques. Le maïs a été retenu comme être particulier pour nous accompagner dans le cadre du projet RUBIS-CO car sa photosynthèse a la particularité de déjouer la compétition entre les deux substrats possibles de la RUBIS-CO : O2 et CO2. L’intégration d’O2 par la RUBIS-CO est connue sous le nom de photorespiration, coûteux en énergie (figure 1). Or dans certaines conditions, par exemple lorsque le CO2 est peu abondant ou lorsque la température est élevée, la photorespiration est privilégiée au détriment de la photosynthèse.

Les plants de maïs issus du premier semis (8 novembre 2017) n’ayant pas survécu dans les conditions de culture initiales, un deuxième semis (2 mars 2018) a été réalisé en conditions contrôlées afin de mener les plantes jusqu’à la restitution publique du 8 avril 2018 (figure 2). Les graines de maïs sont appelées caryopses, ce qui dérive d’un mot grec signifiant noyau ; à l’intérieur se trouve l’embryon capable de former une nouvelle plante. Cet embryon puise ses réserves dans un pseudocotylédon appelé scutellum, ce qui dérive d’un mot latin signifiant écusson ; les premières phases de sa croissance sont protégées par un fourreau protégeant la tige, le coléoptile, et un fourreau protégeant la racine, le coléorhize. Etymologiquement, l’anatomie du grain évoque la guerre ; et la germination rappelle l’épisode de la fondation de Thèbes par Cadmos, telle qu’elle est décrite par Ovide dans les Métamorphoses : ayant vaincu le dragon, Cadmos, sur l’injonction d’Athéna, en sema les dents qui germèrent sous forme de soldats en armure. Ce semis de maïs évoque ainsi la victoire de l’Homme sur la Nature, qui porte paradoxalement avec elle les racines de son anéantissement.

Evolution du CO2 et fabrication des émaux de cendres

La teneur en CO2 a tenu une place importante dans nos discussions, étant donné qu’une partie de nos accablements était liée à une problématique environnementale. Afin de mieux nous sensibiliser à notre impact au quotidien, nous avons effectué des mesures de CO2 durant toutes nos rencontres (figure 3). Une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone au cours de nos rencontres a été observée à l’exception de la deuxième réunion. Il n’est pas évident d’attribuer cette augmentation au seul fait de nos discussions. Nous avons observé que l’évolution de la teneur en CO2 semblait également liée à la chaleur de la pièce et/ou à sa ventilation. On peut également noter la chute importante de la teneur de CO2 lors de notre visite à la soufflerie atmosphérique au cours de la cinquième réunion (cercle noir).

Lors de nos échanges, nous avons effectué des semis de maïs. Ce végétal, témoin de nos accablements, appartient à notre écosystème et consomme lors de la photosynthèse du CO2. Il symbolise une action positive pouvant contribuer à réduire nos accablements. Cependant, certains plants de maïs ont périclité et n’ont pas pu vivre l’intégralité du projet, étant victime d’étiolement (manque ou privation de lumière) ou de manque d’éléments nutritifs (azote). Ces étiolements nous ont amené à envisager une prolongation symbolique de la présence des plants de maïs morts : nous avons décidé de produire des pots contenant les plants vivants mais également une urne des accablements, tous fabriqués à partir d’un grès banc modelé au tour et de recouvrir cette urne d’un émail à base de cendres de maïs. Cet objet signifie que le maïs peut être identifié à la fois comme le contenu et le contenant, les plants survivants étant eux-mêmes présentés dans des pots tournés à partir du même grès. De façon générale, les émaux qui sont des revêtements céramiques effectués en surface d’objets décoratifs ou utilitaires. Ce sont des composés vitreux contenant principalement des aluminosilicates et des éléments jouant le rôle de fondant (potassium, sodium, calcium, magnésium,…). La fabrication d’un émail nécessite une étape d’application d’une suspension à la surface d’une céramique cuite suivie d’un chauffage à haute température (souvent supérieure à 1000°C) permettant la vitrification de ce dépôt. Comme la plupart des végétaux, le maïs puise ces ressources dans la terre et est donc constitué de nombreux éléments présents en abondance dans les minéraux qui constituent la croute terrestre. Ces éléments entrant également dans la composition de la plupart des émaux, les cendres de maïs ont pu donc être utilisées pour réaliser un revêtement en surface de notre urne. Etant donné que la composition des cendres de maïs diffère légèrement de celle de l’émail [1], des ajouts de craie et de kaolin (deux composés présents également dans la nature) ont été effectués pour compléter la formule.

Durant un débat entre sciences, écologie et société, nous avons tissé les fils d’une installation artistique et planter du maïs devant le musée.

RUBIS-CO, LA MOISSON

Lors de la première édition de mac^SUP un week end d’avril, vous avez suivi une étrange procession qui vous a conduits à planter du maïs après avoir débattu de science, d’écologie et d’art dans le musée.

Nous avons conclu ce projet artistique au moment de la moisson du maïs avec Thierry Boutonnier et les participants de mac^SUP pour arracher les pieds de maïs. Puis en salle de conférence nous avons débattu entre Thierry Boutonnier et les scientifiques Olivier Raymond et Cécile Le Luyer, en dégustant du pop corn cuisiné par l’artiste.