À la frontière de la science pour l’alimentation et l’agriculture

Le Centre mixte FAO/AIEA (Techniques nucléaires dans l’alimentation et l’agriculture) au service de la sécurité alimentaire et sanitaire des aliments

5 mars 2021, Rome - Les essais d'armes nucléaires offrent une mesure précieuse de l'érosion des sols et permettent ainsi la restauration sanitaire des milieux édaphiques dont nous avons besoin pour cultiver nos denrées alimentaires.

Les radionucléides de césium 137 (Cs-137) que les essais nucléaires ont libérés dans l'atmosphère et qui sont dispersés sur la Planète depuis plus d'un demi-siècle, sont déposés sur les surfaces par les précipitations, ce qui offre la possibilité d'évaluer avec précision le rythme d'érosion des sols, même dans les lieux les plus reculés où aucune donnée chronologique n'est disponible.

Le Centre mixte FAO/AIEA des techniques nucléaires dans l'alimentation et l'agriculture, fonctionnant grâce à un partenariat que l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) a conclu avec l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), produit des connaissances sur les isotopes qui permettent l'amélioration des pratiques agricoles dans des pays comme le Bénin, où les petits exploitants agricoles ont triplé leurs rendements, et l'Égypte, où la couche arable des sols est endommagée sur près de la moitié des terres cultivables. L'Algérie, Madagascar, le Maroc, la Tunisie et le Zimbabwe sont parmi les pays qui ont bénéficié de cette approche.

Ces techniques de pointe permettent aux travaux que la FAO et l'AIEA mènent en commun sous l'appellation «l'atome au service la paix», de valoriser la recherche agronomique mondiale qui apporte à la sécurité alimentaire, la sécurité sanitaire des aliments et le développement rural des milliards de dollars chaque année.

«Notre science nucléaire peut contribuer beaucoup à l'objectif des Quatre améliorations qui sous-tend la stratégie de la FAO destinée à éliminer la faim et stimuler le développement rural», déclare M. Liang Qu, directeur du Centre mixte FAO/AIEA.

Les Quatre améliorations du Directeur général de la FAO, M. Qu Dongyu (amélioration de la production, amélioration de la nutrition, amélioration de l'environnement et amélioration des conditions de vie) résument les approches transversales qui doivent rendre les systèmes agroalimentaires du monde à même de produire leurs bienfaits universels en matière de santé, de sécurité sanitaire des aliments et de moyens d'existence.

De la libération de mouches tsé tsé stériles au sexage des larves de moustique

Les travaux du Centre mixte, menés dans le monde entier et dans les laboratoires aux équipements de pointe situés près de Vienne, couvrent un large éventail de procédures, allant de l'irradiation des aliments à la vérification du respect des normes phytosanitaires que le commerce international impose à la production agricole des pays en développement; de l'exploitation de la mutagenèse, qui permet à des cultures végétales essentielles de repousser les ravageurs et de se prémunir contre les maladies, au lâcher d'insectes stériles, en passant par la réduction, voire l'élimination, des populations de certains insectes ravageurs, ou encore par la détection de la présence de produits chimiques nocifs dans l'alimentation. Et la liste est longue.

La technique de l'insecte stérile (TIS) est un des grands domaines où le Centre mixte a fait œuvre de pionnier à l'échelle mondiale. Elle consiste à relâcher des insectes stériles afin de réduire la croissance de la population de leurs congénères, comme cela a été fait avec la mouche tsé tsé, insecte gravement nuisible au bétail et néfaste à la productivité dans toute l'Afrique, ou encore avec la drosophile, qui affecte le commerce mondial des fruits et légumes et représente donc un facteur de nuisance de premier ordre pour les petits exploitants agricoles dont elle compromet les moyens de subsistance. Les producteurs de fruits tropicaux de Thaïlande ont vu leurs exportations de mangues de premier choix, de goyave, de mangoustan et de durian multipliées par huit grâce aux techniques introduites par le Centre mixte.

Dans le seul domaine de la lutte contre les ravageurs, le Centre compte à son actif 32 projets de coopération technique en cours dans ce domaine, ainsi qu'une série d'initiatives de recherche. Parallèlement, il élargit la technique de l'insecte stérile en s'attaquant au moustique, qui véhicule les maladies humaines que sont le paludisme et la dengue. Récemment, il a présenté un procédé de sexage des larves par l'intelligence artificielle, qu'il est important d'opérer le plus tôt possible compte tenu de la brièveté de leur durée de vie.

Créé en 1964, le Centre mixte ne comptait d'abord qu'un petit nombre de scientifiques du nucléaire spécialisés dans l'agriculture. Aujourd'hui, grâce à un budget de fonctionnement annuel qui dépasse les 15 millions d'euros, il compte une centaine de scientifiques et techniciens de différents pays. Leurs spécialités vont de l'agronomie à la science nucléaire, de la production agricole à la santé, et de la sécurité sanitaire des aliments à la gestion des sols et des eaux, de la lutte contre les insectes nuisibles aux interventions en cas d'urgence nucléaire.

Les pandémies et le changement climatique: affronter les défis

En février 2021, le Directeur général de la FAO, M. Qu Dongyu et le Directeur général de l'AIEA, M. Rafael Mariano Grossi, sont convenus de renforcer le partenariat qui lie leurs organisations en signant un document qui fait accéder au statut de Centre ce qui n'était qu'une Direction. Cette évolution, affirme M. Qu, doit catalyser «une collaboration encore plus concrète et porteuse d'effets», tout en servant d'exemple, selon les termes de M. Grossi, de la manière dont les organismes du système des Nations Unies «se développent et s'adaptent face aux nouveaux défis».

Défendant l'innovation sur tous les fronts, le Directeur général de la FAO incite la FAO à innover et à développer des techniques face aux questions prioritaires. «Le Centre est la seule entité de l'ONU à disposer de son propre laboratoire, ce qui représente une chance extraordinaire pour la science de haut niveau», a déclaré le Directeur général de la FAO, lui-même biologiste spécialisé dans la phytologie.

L'appui des Membres au développement des équipements du laboratoire a été remarquable: plus de 50 millions d'euros ont été octroyés au projet de rénovation du Laboratoire d'applications nucléaires, cette somme ayant été affectée à la construction de deux nouveaux immeubles abritant le laboratoire de pointe, dont la construction s'est achevée en 2019 pour les Laboratoires FAO/IAEA d'agronomie et de biotechnologie. Un contrat portant sur la mobilisation de 26 millions d'euros supplémentaires a été conclu, ce qui permettra l'agrandissement de serres modernes spécialisées et celui d'un laboratoire de sélection végétale où seront mises au point de nouvelles variétés de cultures adaptées aux conditions climatiques en évolution.

D'autres solutions d'agriculture intelligente sont aussi en cours d'élaboration. La conception de techniques nouvelles devant servir à mesurer et atténuer les émissions de gaz à effet de serre, au plan qualitatif comme au plan quantitatif, est aussi à l'ordre du jour.

Avec le ferme soutien des directeurs généraux de la FAO et de l'AIEA, l'équipe de M. Liang a lancé une nouvelle initiative de lutte intégrée contre les zoonoses (Zoonotic Disease Integrated Action ou ZODIAC) destinée à aider les pays à prévenir les pandémies causées par des bactéries, des parasites, des champignons ou des virus provenant d'animaux et susceptibles de se propager à l'homme. Ce projet vise à améliorer le traçage des maladies infectieuses émergentes et réémergentes dans les interactions entre l'animal et l'homme, à mieux appréhender l'étude des écosystèmes concernés dans l'ensemble du monde et à aider à surveiller les variants des agents pathogènes au niveau moléculaire et immunologique, explique M. Liang.

En 2020, le Centre a aussi aidé 120 pays en leur fournissant des équipements, des trousses de diagnostic et d'autres matériels servant à une détection rapide du virus SRAS-CoV-2 à l'origine de la pandémie de covid-19. Des travaux similaires ont été réalisés dans le passé pour faire face à des foyers de maladies causées par les virus Ebola, MERS et Zika.

Le Centre analyse actuellement les isotopes stables présents dans les plumes et les selles d'oiseaux sauvages afin de cartographier leurs migrations, car il s'agit d'indices essentiels pour comprendre l'épidémiologie et l'écologie de la grippe aviaire hautement pathogène, maladie qui s'est avérée mettre en péril la sécurité alimentaire et les vies humaines.

Le Centre épaule plus de 200 projets nationaux et régionaux de transfert de technologie, tout en coordonnant la recherche appliquée, à laquelle sont associées plus de 400 institutions et stations expérimentales nationales et internationales.

Les empreintes digitales de l'eau

Les analyses isotopiques au niveau de l'atome sont un domaine de travail prometteur pour l'avenir.

«Sachant la complexité des systèmes agroalimentaires actuels, la précision est essentielle», déclare M. Liang, qui dirige le Centre depuis 2005. «Prenons par exemple les systèmes de traçabilité et d'authenticité des aliments, de plus en plus requis pour déterminer l'origine les produits alimentaires et leur éventuelle altération motivée par des facteurs économiques.»

L'utilisation des isotopes stables est très prometteuse pour l'établissement de la qualité et de la sécurité des aliments, deux caractéristiques pour la santé humaine et la commercialisation des produits. «Tous les aliments contiennent de l'eau, et la formule atomique de l'eau est H20», rappelle M. Liang, qui travaille dans ce domaine depuis plus de trois décennies. «L'atome d'oxygène de l'eau fournit une empreinte digitale qui permet de déterminer avec précision la provenance de cette eau.»

De nombreux pays utilisent déjà la méthode de traçage et l'expertise du Centre pour invalider des déclarations trompeuses concernant le miel et le bœuf nourri à l'herbe. D'autres, comme la Chine, obtiennent un appui scientifique pour trouver des moyens d'augmenter le taux d'absorption de protéines des vaches laitières, résultat qui serait généralisable à l'échelle de la planète et conduirait à une diminution du gaspillage d'alimentation pour animaux et de la pollution par l'azote.

Des connaissances au service d'une plus grande sécurité sanitaire des aliments et d'une meilleure sécurité alimentaire

La Chine bénéficie des travaux de la FAO et de l'AIEA et en est désormais un contributeur important, ayant acquis la maîtrise de la mutagenèse induite dans l'espace - les rayons cosmiques sont plus puissants dans l'espace -, technique qu'elle utilise pour mettre au point des centaines de nouvelles variétés de cultures, dont la Luyuan 502, une souche de blé résistante à la sécheresse et aux maladies, dont le rendement est généralement supérieur de 11 pour cent à celui des variétés traditionnelles, et qui est aujourd'hui établie sur plus de 3,6 millions d'hectares, superficie sensiblement équivalente à celle de la Belgique.

Au Bangladesh, le Centre a accompagné la mise au point et l'adoption de variétés de riz mieux adaptées à l'écosystème du pays, ce qui aide ce dernier à nourrir sa population croissante et lui permet même d'exporter du riz dans la région.

«Les mutations nous permettent de favoriser des caractéristiques en plus grand nombre et mieux adaptées chez des végétaux et animaux essentiels.» «La biodiversité est aussi une question de richesse intraspécifique: s'agissant des ressources génétiques, la quantité est une qualité.» Le Centre mixte FAO-AIEA possède un ample portefeuille d'initiatives de sélection de végétaux et de cultures, notamment certains projets nouveaux centrés sur des denrées alimentaires de premiers plan à l'échelle mondiale, dont le café, les olives, le manioc et le teff.

D'autre part, le Centre met au point et transfère des techniques d'analyse permettant une détection rapide et peu coûteuse d'une large gamme de produits chimiques dangereux, notamment les résidus de lutte contre les pathogènes chez les animaux. Ce volet des travaux a été grandement bénéfique à la protection du consommateur et a favorisé le commerce dans un certain nombre de pays membres, parmi lesquels le Bénin, le Costa Rica, l'Ouganda, le Pakistan, le Sénégal, les Seychelles et la Thaïlande.

«Notre modèle consiste à diffuser des connaissances et la capacité de les exploiter», déclare M. Liang.

Photo: ©FAO
Lâcher de mouches stériles tsé-tsé au Sénégal.