Tournesol

Helianthus annuus

Pour les articles homonymes, voir Tournesol (homonymie).

Helianthus annuus
Champ de tournesols
Classification
Règne Plantae
Division Magnoliophyta
Classe Magnoliopsida
Ordre Asterales
Famille Asteraceae
Genre Helianthus

Espèce

Helianthus annuus
L., 1753

Statut de conservation UICN


LC  : Préoccupation mineure

Cultivar à fleur décorative
Pollen de tournesol par MEB
Les tournesols par Vincent van Gogh

Le tournesol, également connu sous les noms hélianthe et soleil[1] (Helianthus annuus), est une grande plante annuelle, appartenant à la famille des Astéracées (Composées), dont les fleurs sont groupées en capitules de grandes dimensions. Le genre Helianthus comprend une cinquantaine d'espèces, toutes originaires d'Amérique du Nord, dont le topinambour (Helianthus tuberosus L.).

Cette plante est très cultivée pour ses graines riches en huile alimentaire de bonne qualité (environ 40 % de leur composition[2]). Le tournesol est, avec le colza et l'olivier, l'une des trois sources principales d'huile alimentaire en Europe.

Il existe de nombreux noms ou expressions vernaculaires pour le désigner : grand-soleil, soleil des jardins, soleil commun, graine à perroquet, hélianthe…

Description

C'est une grande plante annuelle, à tige très forte et peu ramifiée, pouvant atteindre jusqu'à 4 m de hauteur. Les feuilles simples, cordées (en forme de cœur), alternées, sauf à la base où elles sont parfois opposées, ont un pétiole plus ou moins long et sont rudes au toucher.

Ce qu'on appelle communément « fleur de tournesol » n'est pas une fleur, mais un pseudanthe[3] : les capitules, réceptacles floraux charnus, qui ont tendance à se renverser après la floraison, peuvent atteindre 30 cm de largeur. Ils sont entourés d'un involucre à bractées ovales avec un sommet pointu.

Les fleurs extérieures ligulées du capitule disposées sur un seul rang, sont généralement jaunes, et stériles sauf dans les variétés Turf ayant fait l'objet de mutations génétiques[3]. Les fleurs centrales en tube, hermaphrodites[3], sont jaune pâle ou rouge foncé chez les variétés anthocyanées. Les fruits sont des akènes surmontés par deux écailles en arête. La racine principale est pivotante.

La disposition des fleurs centrales (ou fleurons), ou des graines, sur le réceptacle dessine des spirales répondant aux règles de la phyllotaxie et tournant soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit en sens inverse. Les nombres de fleurons de chaque type de spirale sont constants et sont des nombres successifs de la suite de Fibonacci, par exemple 34/55 ou 55/89.

Le tournesol est sujet à l'héliotropisme avant la floraison. Ce phénomène agit sur la croissance de la tige en fonction de l'éclairement. Il permet aux feuilles de garder tout au long de la journée une exposition optimale au soleil. Au début de la floraison, la fleur pointe définitivement dans la direction Est/Sud-Est.

Héliotropisme

Définition

La face supérieure des feuilles du jeune plant de tournesol suit le Soleil tout au long de la journée :

  • en début de matinée, les jeunes tournesols sont tournés vers l'est ;
  • durant la journée, ils suivent le Soleil ;
  • en fin d'après-midi, ils regardent vers l'ouest.

L'intérêt fonctionnel du phototropisme est de permettre aux plantes d'accéder au meilleur ensoleillement possible pour assurer la plus grande efficacité de la photosynthèse.

À partir de la floraison, le capitule se fixe face à l'est. Une fois fécondé, le capitule se tourne vers le sol sous l'effet du poids des graines. Certaines variétés n'arrivent pas à bien assurer ce basculement, ce qui provoque une brûlure solaire des graines et une réduction du taux de germination.

Mécanisme

Quand le tournesol est jeune, il pousse très vite au cours de la journée. Au fur et à mesure de sa croissance, il se tourne vers le soleil.

La tige et le calice du tournesol forment un angle de 120°

Le côté à l'ombre poussant plus vite que le côté qui reçoit la lumière, sa tige se courbe en fonction du mouvement du soleil, donnant l'impression que la plante suit le soleil. Cela est lié à l'auxine contenue dans la région apicale de la plante. Cette hormone, responsable de l'élongation cellulaire chez le végétal, migre vers le côté opposé à celui exposé au soleil. Les cellules sont donc plus grandes du côté ombragé que du côté ensoleillé.

C'est le symbole de plusieurs cultures, notamment des amérindiens (apaches) d'Amérique du Nord.

Pollinisation
La pollinisation du tournesol est assurée par différents insectes, ici par un bourdon.

Les lignées sont mâles ou femelles. La pollinisation est aujourd'hui essentiellement assurée par les abeilles, souvent par des abeilles domestiques via des ruches louées à des apiculteurs et importées à proximité des champs pour compenser la très forte régression des pollinisateurs dans la nature. L'INRA d'Avignon a montré en mettant dans des sachets fermés de plastique ou tulle que respectivement l'autopollinisation ou la pollinisation par le vent donnaient un rendement grainier presque nul quand il est comparé à celui obtenu en présence d'abeilles[4]. Un système de vidéosurveillance a plus récemment permis de quantifier le butinage (en) (combien d'abeilles, domestiques ou sauvages ou autre espèces telles que papillons, bourdons, etc. ) et des chercheurs essayent de comprendre pourquoi certaines variétés femelles sont moins visitées que les lignées mâles[4]. L'INRA anime aussi un réseau national de surveillance des pollinisateurs sauvages et plus particulièrement des abeilles sauvages (environ 1000 espèces en France)[5]. Les études de l'INRA ont confirmé qu'en zone méditerranéenne autrefois très riche en pollinisateurs, « un paysage dominé par des cultures intensives s'accompagne d'une diminution de l'abondance et de la diversité des pollinisateurs ».

Origine

Cette plante a été domestiquée par les Amérindiens et les Mexicains[6] qui l'utilisaient pour ses propriétés alimentaires, médicinales et tinctoriales. Les graines contenaient alors environ 20 % d'huile. Il faisait partie du mythe de la création chez les Onondagas tandis qu'il était associé au dieu de la guerre Huitzilopochtli chez les Aztèques[7].

L'hypothèse qu'elle provenait initialement de l'Ouest de l'Amérique du Nord (ouest du Canada et des États-Unis, centre et sud des États-Unis, nord du Mexique), semble être remise en question par la découverte en 2010 d'empreintes fossilisées de fleurs semblables à des astéracées, plus anciennes car datées d'environ 50 millions d'années, au nord-ouest de la Patagonie[8],[9].

Elle a été introduite en Europe au XVIe siècle par les Espagnols. On la trouvait cultivée au début du XVIIIe siècle en France dans le Languedoc, en particulier à Massillargues et Lunel aux environs de Nîmes. La sommité était recueillie pour faire de la « teinture en drapeau », chiffons imprégnés de teinture qui sont ensuite exportés à Lyon, en Allemagne, en Hollande et en Angleterre pour donner une jolie teinte au vin[1].

Sa culture comme plante oléagineuse se développa au XIXe siècle en Russie où, grâce à la sélection, la teneur des graines en huile atteint alors 40 % d'huile. C'est en interdisant la consommation d'aliments riches en huile pendant le carême et la période précédant Noël, que l'Église orthodoxe a, par réaction, développé la culture du tournesol qui était trop méconnue pour être sur la liste[7].

Vers les années 1950, la recherche se porte sur des hybrides F1. En 1969, le Français Patrice Leclercq (INRA de Clermont-Ferrand) découvre un caractère de stérilité qui permet de faciliter la production de semences hybrides F1. Ce caractère génétique permet le doublement de la production mondiale, désormais utilisé dans le monde entier[7].

La culture du tournesol est aujourd'hui largement répandue sur tous les continents.

Utilisation

Huile de tournesol

L'huile est extraite des graines, dont la teneur dans les variétés améliorées varie de 40 à 50 %. L'huile de tournesol est appréciée pour son équilibre en acides gras : elle contient 12 % seulement d'acides gras saturés et beaucoup d'acides gras mono ou poly-insaturés, acide oléique, acide palmitique et surtout acide linoléique, qui est un acide gras essentiel. D'après les nutritionnistes, cette huile a d'excellentes qualités diététiques, par exemple pour combattre le diabète. C'est également une bonne source de vitamine E. L'huile de tournesol entre dans la composition des margarines. Elle sert aussi à la fabrication de savons et de cierges.

Le tournesol oléique aussi appelé tournesol haut oléique est un tournesol sélectionné dont la composition des acides gras a été modifiée pour obtenir un taux d'acide oléique proche de 82 %[10], similaire donc à celui de l'huile d'olive, mais sans le goût de cette dernière. Il est produit sous contrat en France. L'huile de tournesol oléique entre souvent dans la composition des mélanges d'huile. Depuis quelques années la culture du tournesol oléique a dépassé la culture du tournesol classique en France[11].

Graines de tournesol

Les graines de tournesol décortiquées et crues sont vendues (notamment en vrac ou dans les magasins bio) et se consomment comme en-cas, en accompagnement de salade, etc.

On consomme aussi les graines torréfiées, notamment autour du bassin méditerranéen où on les connaît sous le nom de pipas ou pipasol en Espagne.

Une autre manière de se nourrir des graines de tournesol réside dans la germination et les jeunes pousses tendres. En effet, les nutriments contenus dans les graines sont décuplés lorsque ces dernières sont devenues des pousses. Ces pousses peuvent être un peu longue à la mastication mais sont très bonnes.

Alimentation animale

La plante entière récoltée avant maturité est utilisée comme fourrage. De plus, les résidus de trituration, appelés tourteaux, sont riches en protéines, dont un acide aminé très recherché dans l'alimentation du bétail, la méthionine. Les graines entières sont appréciées pour nourrir les perroquets et autres oiseaux de volière.

Le tournesol est aussi une excellente plante mellifère qui a l'avantage de fleurir tard en saison (août) quand il n'y a plus beaucoup d'autres ressources disponibles pour les abeilles. De plus, le pollen de tournesol est excellent pour les abeilles et les protège de la nosémose[12].

Elle est également cultivée comme plante ornementale pour ses capitules spectaculaires. Il en existe plusieurs cultivars, notamment 'Nanus flore pleno', de 60 à 80 cm de haut seulement et à fleurs doubles jaune orangé.

Agrocarburants

L'huile de tournesol, comme l'huile de colza, peut être utilisée comme agrocarburant pour les moteurs diesel, soit directement en tant qu'huile végétale pure (HVP), ou après estérification en ester méthylique (diester). Actuellement la deuxième voie est de loin prédominante.

Au-delà de 30 % d'HVP (huile végétale pure), il convient toutefois de faire certains réglages (pression d'injection) et éventuelles modifications (préchauffage). Les expérimentations à 100 % d'HVP sur les poids lourds fonctionnent généralement avec un système de démarrage au gazole. L'huile pure, contrairement au diesther, ne nécessite aucun procédé industriel de fabrication. Une presse suivie d'un filtre performant suffit.

Le tournesol est la plante qui offre le meilleur rendement (six fois supérieur au gazole). C'est aussi la plus écologique. Pas de rejet de soufre, 25 % d'émission de dérivés azotés en moins, trois fois moins de CO2 rejeté à la combustion…

Politiquement, l'application de la TIPP aux HVP, votée fin 2006 par le parlement, rend l'HVP de tournesol plus chère que le gazole, plombant ainsi les expérimentations en cours comme celle de Villeneuve-sur-Lot (Lot-et-Garonne).

Toutefois, les agriculteurs peuvent produire de l'HVP et l'utiliser à leurs fins personnelles sans avoir à payer de taxe, ce qui laisse craindre le développement de réseaux pirates de distribution.

[réf. nécessaire]

Isolant thermique

Les tiges de tournesol ont les qualités pour faire de bons isolants pour le bâtiment. Leurs fibres ont une bonne résistance mécanique et leur moelle poreuse une bonne résistance thermique[13]. C'est ce que les scientifiques ont démontré dans le cadre du projet Demether[14] piloté par Irstea. « Les prototypes de panneaux réalisés ont une conductivité thermique de 0,06 watts par mètre-kelvin (à comparer à 0,04 pour la laine de verre ou 0,11 pour le béton de chanvre), une résistance mécanique intéressante de 2,6 MPa et sont peu coûteux à produire ». La colle utilisée pour réaliser ces panneaux est à base de chitosane, un produit biosourcé issu de la carapace de crustacés ou de champignons[15] (brevet Irstea).

Hyperaccumulateur

Le tournesol est une plante dépolluante, c'est, notamment, un hyperaccumulateur des radionucléides de strontium, d'uranium et de nickel[16].

Chimie

L'azolitmine, tirée du tournesol, peut servir à déterminer si une solution est acide ou basique [17]. Le papier de tournesol devient rouge au contact d'un acide et bleu au contact d'une base. Il est cependant généralement fabriqué à partir de poudres de lichen et non de tournesol, et reste moins précis que le papier pH.

Plante auxiliaire

Elle peut également servir de couvert végétaux grâce à la forte concurrence qu’elle fait aux adventices. Elle a un effet bénéfique sur le sol grâce à son effet structurant sur le sol notamment dans les argiles, elle permet également de remobiliser le phosphore en sols calcaire.

C’est également un excellent tuteur, qui reste debout bien que détruit après l’hiver ce qui permet un réchauffement du sol. Elle attire également les auxiliaires et les pollinisateurs[18].

Culture
La variété de tournesol Géant Mammoth peut mesurer plus de 4 m de haut et donner des capitules de 50 cm de diamètre.

Le développement de la culture du tournesol en France, comme celle du colza, à partir des années 1970 est dû au besoin d'indépendance de la communauté européenne face au monopole des États-Unis en matière d’oléagineux. La mise au point de nouvelles variétés (par croisement et sélection), notamment d'hybrides résistants au mildiou, a contribué au développement de la culture du tournesol au cours des vingt dernières années, notamment en France. Aujourd'hui, il est cultivé dans le Sud-Ouest, dans le Centre et en Côte-d'Or.

Le tournesol affectionne des climats chauds et secs. C'est une culture de printemps, il se sème dès la mi-mars[19] et sa récolte débute mi-août. L’écartement optimum se situe à 45 cm inter-rangs et 30 cm inter-plants avec un objectif de 60 à 80 000 pieds/ ha et permet un gain de rendement de près de 6 q/ha par rapport à un écartement de 80 cm.

Peu gourmand en eau, sa racine pivot lui permet de capter l'eau en profondeur. C'est une plante plus sensible à la qualité du sol (profondeur, structure) qu'à l'ajout d'engrais.

Ses besoins en azote sont faibles (80 unités/ha contre 180 pour du maïs), mais il faut prévoir une bonne fumure de fond (80 unités de phosphore et de potassium) et du bore.

Elle est peu sensible aux insectes (sauf en début de cycle) et les variétés commerciales ont des résistances importantes aux attaques fongiques, de fait elle n'a quasiment pas besoin d'être traitée.

Cette espèce est sensible à certains variants du mildiou, favorisé par les monocultures intensives. La lutte contre cette maladie est réglementée[20].

Certaines variétés de tournesol géant, peuvent atteindre plusieurs mètres de hauteur. Il existe même un record du monde détenu, depuis 2017, par l'Allemand Hans-Peter Shiffer. Sa plante est montée à 9,17 mètres de hauteur[21].

Prédateurs des cultures de tournesol
Détail de la fleur

Outre les oiseaux très friands de ses graines, notamment le pigeon, le corbeau, le moineau domestique, le verdier et la linotte, ainsi que la mésange, les autres ravageurs notables sont la limace grise, la tipule des prairies (Tipula paludosa), la mouche du tournesol (Strauzia longipennis), le thrips du tabac (Thrips tabaci) qui attaquent les jeunes plants, et le puceron vert du prunier (Brachycaudus helichrysi) qui attaque les feuilles.

Les principales maladies rencontrées sont la pourriture blanche (Sclérotiniose), le mildiou du tournesol (Plasmopara helianthi), apparu en 1978, l'alternariose (Alternaria helianthi), la verticilliose (Verticillium dahliae), ainsi que le phomopsis, (Phomopsis helianthi), champignon apparu en France en 1984.

Il est également très attaqué par une plante parasite, l'orobanche, dans les pays du Sud (Espagne, Turquie).

Importance économique

La récolte mondiale de graines de tournesol s'est élevée en 2003 à 26,1 millions de tonnes contre 32,4 millions en 2009. (Source FAO)

Principaux pays producteurs
PaysSurface cultivéeRendementProduction
Mhaq/haMt
Ukraine3,113,54,200
Russie4,010,34,100
Argentine2,316,53,750
Chine1,217,22,000
France0,720,71,424
Inde1,96,31,220
États-Unis0,913,61,209
Roumanie0,813,21,150
Hongrie0,517,10,853
Espagne0,89,50,745

Production en tonnes de graines de tournesol. Chiffres 2004-2005
Données de FAOSTAT (FAO) Base de données de la FAO, accès du 14 novembre 2006

Russie4 800 710,0018,3 %6 394 510,0021 %
Ukraine3 050 100,0011,6 %4 705 320,0015,5 %
Argentine3 100 000,0011,8 %3 652 000,0012 %
Chine1 750 000,007 %1 850 000,006 %
États-Unis929 690,003,5 %1 822 700,006 %
France1 457 158,006 %1 502 106,005 %
Inde1 450 000,006 %1 500 000,005 %
Roumanie1 557 813,006 %1 257 000,004 %
Hongrie1 186 180,004,5 %1 102 000,003,6 %
Turquie900 000,003,4 %950 000,003,1 %
Bulgarie1 078 832,004 %934 855,003 %
Afrique du Sud677 367,003 %690 998,002 %
Serbie-et-Monténégro437 602,002 %455 000,002 %
Moldavie335 200,001,2 %400 000,001,3 %
Espagne785 300,003 %398 900,001 %
Birmanie350 000,001 %350 000,001 %
Italie274 019,001 %289 365,001 %
Kazakhstan265 547,001 %240 000,001 %
Slovaquie196 350,001 %205 000,001 %
Bolivie168 000,001 %170 000,001 %
Autres pays1 428 536,005 %1 403 365,005 %
Total26 178 404,00100 %30 273 119,00100 %

Production en tonnes d'huile de tournesol. Chiffres 2004-2005
Données de FAOSTAT (FAO) Base de données de la FAO, accès du 14 novembre 2006

Russie1 735 000,0018 %1 996 000,0019 %
Argentine1 198 000,0012 %1 513 000,0015 %
Ukraine1 340 900,0014 %1 299 000,0013 %
Chine558 607,756 %592 557,756 %
Turquie502 117,885 %520 547,915 %
Inde399 000,004 %472 000,005 %
France530 700,005 %430 000,004 %
États-Unis120 000,001 %367 000,004 %
Espagne480 401,225 %353 628,413 %
Roumanie387 000,004 %350 000,003 %
Hongrie260 000,003 %260 000,003 %
Afrique du Sud255 000,003 %255 000,002 %
Pays-Bas250 100,003 %243 000,002 %
Pakistan136 490,641 %187 579,272 %
Serbie-et-Monténégro171 436,002 %172 000,002 %
Italie142 900,001 %150 000,001 %
Bulgarie142 400,001 %140 000,001 %
Birmanie121 246,601 %121 246,601 %
Portugal90 000,001 %115 600,001 %
Bolivie75 800,001 %75 800,001 %
Autres pays801 701,258 %747 875,447 %
Total9 698 801,34100 %10 361 835,38100 %

Galerie de photographies
  • Fleur de tournesol en gros plan.
  • Plante entière
  • Fleur
  • Gros plan
  • Tournesols en Ardèche
  • Tournesols dans le Gers
  • Pollinisation par un hyménoptère.
  • Tournesol-Cameroun
  • Tournesol avec Bombus. .

Calendrier républicain

Dans le calendrier républicain, le Tournesol était le nom attribué au 19e jour du mois de vendémiaire[22].

Notes et références
  1. Jacques Savary des Brûlons, Dictionnaire universel du commerce, V° Tournesol.
  2. L'Atelier Fleuri, « TOURNESOL : ORIGINE, SEMIS ET ENTRETIEN », sur atelier-fleuri.fr, (consulté le )
  3. Mizzotti, Chiara; Fambrini, Marco; Caporali, Elisabetta; Masiero, Simona; Pugliesi, Claudio, « A CYCLOIDEA-like gene mutation in sunflower determines an unusual floret type able to produce filled achenes at the periphery of the pseudanthium », Botany,‎ (lire en ligne)
  4. Vidéo de Jean-Marc Serelle, « Abeilles sous surveillance » (concerne le butinage des abeilles sur le tournesol, Cité des Sciences & de l'Industrie]
  5. Bernard Vaissière (INRA Avignon ; Laboratoire de Pollinisation et Écologie des Abeilles ; Projets de recherche, consulté 2011-12-09
  6. Ancient Seeds Sow Debate Over Sunflower-Farming Origins
  7. Michel Chauvet, Jacky Jousson, Dominique Mansion et Gismonde Curiace, Encyclopédie des plantes alimentaires, , 880 p. (ISBN 978-2-7011-5971-3 et 2-7011-5971-7, OCLC 1057475757, lire en ligne)
  8. (en) Tod Stuessy, « The Rise of Sunflowers », Science, vol. 329, no 5999,‎ , p. 1605-1606 (DOI 10.1126/science.1193108, lire en ligne, consulté le ).
  9. « Le tournesol a 50 millions d’années », sur cite-sciences.fr, Cité des sciences et de l'industrie, (consulté le )
  10. Débouchés actuels et futurs du tournesol produit en France, INRA CETIOM ONIDOL
  11. Page du site du CETIOM sur le tournesol oléique
  12. (en) Jonathan J. Giacomini, Jessica Leslie, David R. Tarpy et Evan C. Palmer-Young, « Medicinal value of sunflower pollen against bee pathogens », Scientific Reports, vol. 8, no 1,‎ (ISSN 2045-2322, DOI 10.1038/s41598-018-32681-y, lire en ligne, consulté le )
  13. (en) Mathias J.D. et al., « Upcycling sunflower stems as natural fibers for biocomposite applications », Bioresources, vol. 10, no 4,‎ , p. 8076-8088 (lire en ligne)
  14. « Projet Demether : Développer de nouveaux isolants à base de matériaux naturels », sur Agence nationale de la recherche, (consulté le )
  15. « Une colle biosourcée capable de concurrencer les colles industrielles », sur Irstea, (consulté le )
  16. McCutcheon & Schnoor 2003, Phytoremediation. New Jersey, John Wiley & Sons. pg 19
  17. E.T. Wolf, Vollständige Übersicht der Elementar-analytischen Untersuchungen organischer Substanzen, pp. 450-453, publié en 1846, Verlag E. Anton (Allemagne).
  18. Frédéric Thomas Matthieu Archambeaud, Les couverts végétaux, Éditions France agricole
  19. Les 3 points clés du semis de tournesol.
  20. JORF 01/04/11 Arrêté du 23 mars 2011, modifiant l'arrêté du 9 novembre 2005 relatif à la lutte contre le mildiou du tournesol
  21. Lucas HEITZ, le Jardinier Curieux, « Le record du monde du plus grand tournesol | Alsagarden - Le Blog des Jardiniers Curieux », (consulté le )
  22. Ph. Fr. Na. Fabre d'Églantine, Rapport fait à la Convention nationale dans la séance du 3 du second mois de la seconde année de la République Française, p. 19.

Annexes

Articles connexes

Liens externes
  • Portail de la botanique
  • Portail des plantes utiles
  • Portail de l’agriculture et l’agronomie
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.