N° d'ordre:

Anne Bernadac

Description

Niveau: Supérieur

• redaction

N° d'ordre: 293 THESE présentée pour obtenir ;[5 &''3;r-N PT ooS 1+? Rt? LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE SPECIALITE: Traitements des matières premières végétales par Mlle Anne BERNADAC CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA SELECTIVITE DE L'ABSORPTION DES MACROELEMENTS PAR LE SORGHO (SORGHUM DOCHNA F.) Soutenue le 8 décembre 1989 devant le jury composé de: M. MORARD P. Président MM. ANDRE L. BERTONI G. MAERTENS C. Membres MENGEL K. VALLES V.

• formation en nutrition minérale


• travail de thèse


• faire parti du jury


• traitements des matières premières végétales


• donne des milieux nutritifs

Sujets

• Redaction
• Maertens
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Berton
• Berrier
• Lloréns
• Delmas
• Valles

Informations

• Publié par: profil-nechor-2012
• Publié le: 01 décembre 1989
• Nombre de lectures: 84
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

N° d'ordre: 

HEE

présentée

pour obtenir

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é TîRe De DOCÉr De LNUT ATîOal POLYTeCIQé De TOOue

SPECIaLITE Tràitements des màtières premières végétàes

pàr

le Āe Z^AˆèÀ~

ÇÔtrIButIÔ Ā LÉtUDÉ DÉ LĀ sÉLÉÇVItÉ DÉ LĀBsÔrTIÔ DÉs àÇrÔÉLÉmÉts R LÉ sÔrghÔ (ŚôÛ dôçÀ F)

Soutenue e  décembre 99 devànt e jury composé de

M. MORaRD P Président MM ANDRE z BERTONI G MAERTENS C Membres MENGEL w VaLLES V

X Íéŝ åšéÑüŝ



RÉÉRğÉ

Je dois mâ formâtion en nutrition minérâle À Mr le rofesseur MÔRAR. e lui suis reconnâissânte de lâ fâon dont il â dirigé ce trâvâil âyânt toujours témoîgné À mon égârd confiânce et disponibilité. uil touve îcî lâssurânce de mâ profonde grâtitude

Je remercie vivement Mr ARÉ, rofesseur de édologie À  ÉŝA, Mr MAÉRÉŝ iecteur de Recherches À lIRA et Mr MÉÉ rofesseur de nutritîon minérâe de l¨niversité de IÉŝŝÉ dâvoir bien voulu être es âpporteurs de ce tâvâil et de pârĪiciper âu juy de thèse

ue Mr ALLÉŝ Mâŏtre de Conférences À l ÉŝA rouve îci expression de mâ reconnâissânce pour âvoir suîvî mon tâvâil de thèse et pour sâ présence âu jury.

Je remercie vivement Mr ÉRÔ  Mâŏtre de Conférences à lÉŝA, pour son âide âu moment de lâ rédâctîon et pour ses remârques quî ont contribué À enrichir ce mânuscrît Je le remercie égâement pour âvoir bien voulu fâîre pâi du `u

Je remercie Mle ÉRRIÉR et Mr ÉLMAŝ de l IRA de ersâilles quî ont efectué les obseâtions âu mîcroscope électronîque et À lâ microsonde.

Jâssocîe à AÉ, Mrmes remerciements le personnel du lâborâtore, Mr CÔÛRA et Mme Ł âînsî que es étudiânts, en pâi·ęlier mes âmîs Lâurence ÉŝAAC, Mâritch ¨IRÉŝŝÉ et JeânMârc LLÔRÉŝ pour leur soutîen 

Énfin que ceux quî ont pu mâider âu cours de ces ânnées de thèse, Râymond eânChârles Clâîre et Lôuş recoivent le témoinâge de mon âffection.

3

SOMMAiRE

RÉMÉRCIÉMÉŝ .......................................................................................................................................... 2

ŝÔMMAIRÉ 3 

IRÔ¨CIÔ ............................................................................................................................................. 

C£AIRÉ 1 .  ..  ................................      

C£AIRÉ 2................................................................................................................................................ 2

C£AIRÉ 3 .................................................................................................................................................. 8

C£AIRÉ .................................................................................................................................................. 68

C£AIRÉ  ................................................................................................................................................ 100

C£AIRÉ 6................................................................................................................................................  1 0

CÔCL¨ŝIÔŝ ÉÉRALÉŝ.................................................................................................................... 1 28

RÉÉRÉCÉŝ ILÔRA£I¨Éŝ ........................................................................................................... ð 33

ALÉ Éŝ MAÉRÉŝ................................................................................................................................ 

LIŝÉ Éŝ ¨RÉŝ .................................................................................................................................... 10

LIŝÉ Éŝ ALÉA¨X................................................................................................................................. 13

LIŝÉ Éŝ ILL¨ŝRAIÔŝ ........................................................................................................................ 1

LIŝÉ Éŝ A¸Éŝ ................................................................................................................................. 16

AÉXÉŝ .................................................................................................................................................... 17

4

ïNRODUcïON

Lâ physologe de lâ NuttoN mNéâle sâpplque à déce et à expque â

eâtoN solplâNte ou eNcoe âcNe•mleu Nuttf

âNs ce but es études eNtepses su ce sujet oNt coNdut à smplfe e système

Cest âNs que les cultues hossol soNt uN out péceux câ elles pemeteNt démNe

les fâcteus popes âu sol. LutlsâtoN des solutoNs Nuttves doNNe des mleux Nuttfs

doNt oN chost lâ compostoN et que loN peut coNtle fâclemeNt.

dâNs

âNs ce tâvâl dâNs le but de meux cââctése les fâcteus qu NteĭeNNeNt

lâ

elâtoN

plâNtemlleu

Nuttf

Nous

âvoNs

Ntégé

des

NotoNs

de

themodyNâmque des solutoNs. Ces NotoNs oNt été âpplquées âux soluoNs NutŜtves

pou meux coNNâte létât chmque des élémeNts Nuttfs dâNs ces solutoNs.

Cette âppoche Nous pemettâ de vo eN quo lâ pse eN compte de Nouveâux

pââmètes tels lâctvté des oNs eN solutoN modfe lâ vsoN que loN â des eâtoNs

plâNtemleu Nuttf et plus pâculèemeNt de lâ sélectvté de lâbsoptoN âcNâe.

5

cHAPiRE 

EUDE BiBliOGRAPHïQUE

ous énoncerons dâns un pemier temps les principâles popriétés cHimiques des

solutions âqueuses. ous exposeons ensuite les connâissânces âctuelles sur les relâtions

plântemilieu nutritif en montrânt comment lâ cHimie des solutions peut inteenir

 DONNEES tHERMODYNAMIQÛES 

ous présentons ici les principâles relâtons de â tHemodynâmique des solutœons

et plus pâticulièrement les notions de potentiels cHimiques et dnterâctions œonœques

dâns un milieu âqueux.

pourrâ

Les principes fondâmentâux de lâ tHermodynâmique ne seront pâs âppeés Ôn

trouve

ces

données

dâns

es

ouvrâges

de ŝÛMM

et

MÔRA

19 81ì

ÛÉÉIM  1 98 et CKÔWIC 1 979. CeuxÒci âinsi que les tHèses de R 1 97ì

et ÉRRÉ  1 982 ont seäĭîs de bâse à cet exposé

A  ÔÉIÉL CIMIÛÉ T ACIIÉÐ

ó

âns des conditions de tempérâture et de pression constântes lâ fonction d étât

cârâctérisânt un système est lentHâlpie libre  (ou énergie libre de ŝìÐ LentHâlpie

Æibre dun système à tempérâture et pression constântes â tendânce à diminuer et étât

d équilibre du système correspond âlors âu minimum de Ð

Il est utie de connâitre lâ vâriâtion de  lorsque vâre e nombre de moles n du  constituânt  dâns le systèmeĆ Ôn est âmené à considerer lentHâlpie Æibre molâire

pâĄielle

”r  G    I Ýn Tän I ¾

oÙ n désigne les nombres de moles des âutes composés  et  repésentânt Æâ j tempérâture et lâ pression contântesĆ

 de i. Il est lénergie libre molâire pârtielle du constituânt i ou  cârâctérise létât dun composé donné i dâns une pHâse donnée et dâns des condtions

déterminéesĆ

Léquâtion de IŝÛÉM exprime lâ condition déquilibre du système ľG

minimumì pour les potentiels cHimquesÐ A tempérâture et à press\on constântes đ

DG É¿¡n ™    

Cette équâton nest vâlâble que lorsque seul le potentiel cHimique nteĭient. ŝil

existe un âutre potentiel d pâr exemple à lexistence dun cHâmp éectriqueì lâ

vâriâtion de lentHâlpe libre est âlors lâ somme des différents potentiels

7

Le potentie cHimique dun constiuânt  et son dâns une soution sontâctivité â l reliés pâr expression suivânte Ž

� = � RLná  + Ž

� = potentie cHimique stândârd

R ¢ constânte des gâZ pârfâits

  tempérâture

Lâctivité mesure énergie dun constiuân et cest cette grândeur intensive qui

détermine les écHânges ou cHângements détât du composé Ž réâctons cHimiques

cHângement de pHâse...

Cee relâtion â été étâblie pâr ânâlogie âvec cee concernânt les gâZ ous

ferons donc un râppel sur le câs des gâZ pââits our les gâZ pârâits lâ vâriâtion

d entHâpie libre

 á tempérâure constânte et pour un système fermé ne dépend

que de lâ pression.

pÇ  = j D„ nRLÐ  pô pô

et lâ vârâtion de potentiel cHmique pour un gâZ pâfâit est:

� RTLn ô   Ė 

âns le câs dun gâZ pârfâi lâ vârâtion de potentiel cHmique est donc directement

proporionnel âu logâritHme de â pression. âns lâ prâtique tous les gâZ ne suivent pâs

cette loi surtout âux fores pressons. Ôn introduit âlors â fugâcité comme presson

déâle cestádre â presson qu âurâit e gâZ réel sil étâit pârfâit fg. 1

 pression du gâZ âtmospHère   f = fugâcité du gâZ âtmospHère    coeficient de fugâcité du gâZ

fcïé 



GaZ PaRFaIT =P



,:GaZ RÉLS = AP

eŝ ŝïon pree P

igure 1  ugacité des gaÍ pafaits et des gaÍ réels RI 1 95)

 peut alors généraliser la reation entre le potentiel chimique et la pression pou ous

es gaÍ.

�  ä  A RTln ¸ � ® ™

�ù est le potentiel chimique

atmosphère et?

f =

du composé à létat standard ugac}té ĕÜ de une

� = ‱³ RTLn +

est sans dimension

Cette relaton a été généralisée pour tous les composés. ŝI par dénitonĵ  activté a l écrie on peut =  A

� �O + RTlná 

9

actiVité est reliée À la molallté concentation exprimée en mole/g deauë par la

relation đ

a =m

a = actVité

 coecßent dactiVité

m ¢ molalité

ar analogie aVec les gaZ paaits et réels, on peut parler de solution idéale et

non idéa™e Le comportement non ödéal dune so™ution est dŊ aux interactons au sen de

cellci, interactions ioniques dune part et également interactions ionsolVant ar contre

plus

une solution

est diluée,

cestÀdire

moins elle subit

dinteractions,

plus

son

comportement se rapproche de Idéalité Le coeicient représente léca À ldéalité de

la solution et tend Vers 1 lorsque la solution est diluée

LactiVité dun constßtuant est la concentation théorique que deVrait aVoir ce

constituant si lon Voulait décrire es propriétés hermodynamiques dans un système déa

Il aut noter que : À létat standard a ¢ 1

lactiVité est un nombre sans dimension

ans la pratique lactiVité est la grandeur employée dans es études des

mécanismes physicochimiques régissant e comporement des systèmes natures

  IÉRACIÔŝ AÛ ŝÉI ÛÉ ŝÔLÛIÔ AÛÉÛŝÉ

lusieurs ypes d Interactions peuVent être décrits Én princpe, le coecient dactVité

deVrait es prendre en considération Ôn peut distinguer 

 les Interactions Coulombiennes, de type elecāostatique attraction entre ons de

charge opposée et répulsion entre ons de même chargeë qui sont des nteāactons à

longue distance ans les solutions di™uées, ce sont celles qui jouent majoritaement lles

sont prises en compte dans la oi de ÉYÉÛCKÉ pour le calcul des coeicients

dactiVité

1

 des interactions À coute distance de ype orces de an der Waals Éles peuvent

ête négligées pou es solutions de aibes concentrations

 enïn il aut pende en compte les interactions des À lhydratation des ions en

solution Les ions céent dans leur voisinage une densité de charge dautant plus

Importante que lion est petït et chargé Il en résue une réorganisation des moécules

deau au contac des Ions e aon À simplier on peut distinguer deux niveaux

dinteractions des au solvant une part au voisinage proche de lion existe une

coquille hydratée constiuée de molécules deau liées À Ion et qui se dépacent avec

lui Ceci est caracéisé par le nombre d hydratation primaire ÔCKRIŝ et RÉY ð 97Öë

Ce phénomène est prïs en compte de manièe indiecte par le terme aʼn de la eation

de ÉYÉ½CKÉL permetant le calcul des oecients dactivté Il aut noter que cet

état d hydraation es À pendre en compte même pou les solutions diuées aure

paŞ dans le cas de soutions pus concentées l inluence des ions su le solvant devent

plus importante et va audelÀ de la coquille hydratée Les propriétés du sovant sont

alors modiées sa constante diélectique pa exemple peut être modiiéeCe dernier

phénomène est diicile À mettre en évidence aussi bien du point de vue héorique que

du point de vue expérimenta CÔWAY,  979ëCe demie ype dnteraction nest pas

pris en compte dans e modèle de calcul des activités

I  reĀtîONS eNtre ÛN VeGetA et SON MîLIeÛ NÛtrItIf

Les relations entre une plante et son miieu nutriti peuvent être considérées À

plusieurs niveaux Leur approche peut ête ondamentale et de nombreuses théoāies su

les mécanismes dabsorption ont été éabrées dans ce cas seus les problèmes liés À

la physiologie végéale sont pris en considération

Ôn peu avoir une approche plus globale et plus agronomique en étudiant a

composition du végétal par rappor À son milieu nutrïti so u milieu artiiceë ¤ sagit À

de nutrition minérale dans un sens plus global dont lapplication est généralement une

amélioration de la eāilisation