Pourquoi le zinc est un micronutriment essentiel pour l’humain et les plantes
Principalement utilisé dans l’industrie, notamment pour la galvanisation de l’acier, le zinc entre aussi dans la fabrication de différents alliages. Ses applications ne se limitent toutefois pas à ses propriétés métallurgiques. Ce métal est également un micronutriment essentiel au fonctionnement de l’organisme ainsi qu’à la croissance et au développement des plantes.
Ces fonctions moins visibles établissent un lien particulier entre ressources minérales, santé humaine et agriculture. Dans les sols, la disponibilité du zinc influence la nutrition des plantes et peut agir sur la teneur en zinc des cultures. Chez l’humain, l’alimentation constitue la principale source de zinc, mais la quantité réellement absorbée dépend de sa biodisponibilité. Cet article explore ces rôles particuliers du zinc ainsi que les pratiques agricoles qui permettent de mieux gérer sa disponibilité.
Points clés
Le zinc est un composant de plus de 300 enzymes impliquées notamment dans le métabolisme des glucides, des lipides, des protéines et des acides nucléiques [1].
Une analyse publiée en 2024 estime qu’environ 15 % de la population mondiale, soit 1,13 milliard de personnes, présente un apport alimentaire insuffisant en zinc lorsque les programmes de fortification existants sont pris en compte [9].
Le zinc est un micronutriment essentiel aux plantes. Lorsqu’il est peu disponible dans les sols, la croissance, la productivité et la teneur en zinc des parties comestibles des cultures peuvent être réduites [2].
Selon une fiche de l’International Zinc Association citant des données de la FAO, près de 50 % des sols agricoles mondiaux seraient déficients en zinc [2].
Selon les prévisions de l’ILZSG, la production mondiale de zinc raffiné devait atteindre 13,8 millions de tonnes en 2025, contre une consommation estimée à 13,7 millions de tonnes [8].
Le rôle du zinc dans le corps humain
Le zinc dans le corps humain ne se limite pas à son utilisation courante dans certains produits contre le rhume. Ce micronutriment intervient dans de nombreux processus biologiques liés au métabolisme, à la croissance, à l’expression génétique et au fonctionnement du système immunitaire.
Les fonctions enzymatiques et cellulaires du zinc
Une enzyme est un catalyseur biologique, c’est-à-dire une molécule qui facilite les réactions chimiques de l’organisme sans être consommée au cours du processus. Le zinc est un composant de plus de 300 enzymes et participe notamment au métabolisme des glucides, des lipides, des protéines et des acides nucléiques [1].
À l’échelle cellulaire, ses principales fonctions comprennent notamment :
Le métabolisme cellulaire, par son rôle au sein de nombreuses enzymes impliquées dans la synthèse et la dégradation de molécules essentielles [1].
La stabilité des cellules, puisqu’il contribue à maintenir la structure de certains composants cellulaires et des membranes [1].
L’expression génétique, notamment par son rôle dans la transcription de l’information génétique [1].
Le renouvellement des tissus, particulièrement important dans des systèmes où les cellules se renouvellent rapidement, comme le système immunitaire et le tractus gastro-intestinal [3].
Un apport insuffisant peut ainsi perturber plusieurs fonctions physiologiques, notamment la croissance, la synthèse protéique et certaines réponses immunitaires.
Le rôle du zinc dans le fonctionnement du système immunitaire
Le zinc joue également un rôle important dans l’immunité. Il intervient dans le développement, le maintien et l’activation de cellules associées aux réponses immunitaires innées et adaptatives [4]. Il participe aussi au maintien des barrières épithéliales, notamment la peau et les muqueuses, qui constituent une première ligne de défense contre les agents pathogènes [4].
Les recherches mettent en évidence plusieurs mécanismes associés au zinc :
Soutien des cellules immunitaires, grâce à son rôle dans leur développement et leur fonctionnement [4].
Maintien des barrières physiques, notamment au niveau des tissus épithéliaux [4].
Effets antiviraux observés expérimentalement, puisqu’une augmentation du zinc intracellulaire peut inhiber la réplication de certains virus à ARN et perturber certaines étapes de leur cycle de réplication [4].
Sur le plan clinique, des études ont également évalué l’utilisation de pastilles contenant du zinc contre le rhume. Une revue publiée en 2020 rapporte que certaines études ont observé des réductions pouvant atteindre 54 % de la durée ou de la sévérité de certains symptômes, selon les paramètres étudiés [4].
Qu’est-ce que la carence en zinc ?
La carence en zinc correspond à un apport ou à un statut en zinc insuffisant pour répondre adéquatement aux besoins de l’organisme. Comme ce micronutriment participe à la croissance, au fonctionnement du système immunitaire, à la synthèse des protéines et à de nombreux processus cellulaires, un apport insuffisant peut avoir des effets sur plusieurs fonctions physiologiques [3].
À l’échelle mondiale, le risque demeure important. Une analyse publiée en 2024 estime qu’environ 15 % de la population mondiale, soit 1,13 milliard de personnes, pourrait présenter des apports alimentaires insuffisants en zinc, selon une modélisation tenant compte des programmes de fortification alimentaire existants [9]. Ce risque varie notamment selon la composition de l’alimentation et la biodisponibilité du zinc, c’est-à-dire la proportion réellement absorbée par l’organisme [1].
Cette dimension nutritionnelle rejoint directement l’agriculture : lorsque le zinc est peu disponible dans les sols, certaines cultures peuvent présenter une croissance réduite et une plus faible teneur en zinc dans leurs parties comestibles [2]. La question de la carence en zinc se situe donc à l’intersection de la nutrition, de l’alimentation et de la qualité des sols agricoles.
Le rôle du zinc dans l’agriculture
Le zinc en agriculture joue un rôle important dans la croissance des plantes, le rendement des cultures et leur qualité nutritionnelle. Lorsque ce micronutriment est peu disponible dans les sols, les effets peuvent donc concerner à la fois la production agricole et la teneur en zinc des parties comestibles des végétaux [2].
Pourquoi les plantes ont besoin de zinc
Le zinc est un micronutriment essentiel aux plantes, nécessaire en faibles quantités, mais indispensable à plusieurs fonctions associées à leur croissance et à leur développement [2]. Dans les tissus végétaux, une concentration comprise entre 25 et 150 mg/kg est généralement considérée comme normale, tandis qu’une teneur inférieure à 20 mg/kg peut être associée à une déficience [5].
Un manque de zinc disponible peut notamment avoir plusieurs conséquences :
réduire la croissance et la productivité des cultures [2];
diminuer la teneur en zinc des parties comestibles, notamment des grains de céréales [2];
réduire la qualité nutritionnelle des récoltes dans les régions où ces cultures occupent une place importante dans l’alimentation [2].
La disponibilité du zinc dans les sols peut ainsi contribuer au lien entre agriculture et nutrition. Elle ne détermine toutefois pas à elle seule le statut en zinc des populations, qui dépend également de la composition du régime alimentaire et de la biodisponibilité du micronutriment.
Le zinc et la biofortification des cultures
Si la fertilisation permet d’améliorer la disponibilité du zinc dans les sols, d’autres stratégies cherchent à accroître sa concentration dans les cultures elles-mêmes. C’est notamment le cas de la biofortification variétale, qui consiste à développer des variétés de blé, de riz, de maïs ou d’autres cultures capables d’accumuler davantage de zinc dans leurs parties comestibles [6]. L’objectif est d’améliorer la qualité nutritionnelle des aliments, particulièrement dans les régions où ces cultures constituent une part importante de l’alimentation.
Son déploiement dépasse aujourd’hui le cadre expérimental. Dès 2016, des cultures biofortifiées, notamment du riz et du blé enrichis en zinc, étaient cultivées dans 30 pays [7]. La biofortification complète ainsi les pratiques de fertilisation en montrant que le rôle du zinc en agriculture concerne à la fois la croissance des plantes et la qualité des récoltes.
Conclusion
Le zinc occupe une place particulière parmi les ressources minérales en raison de la diversité de ses fonctions. Essentiel au fonctionnement de l’organisme, il joue également un rôle important dans la croissance des plantes et la qualité des cultures. À ces usages biologiques et agricoles s’ajoute une demande industrielle beaucoup plus importante, notamment pour la galvanisation de l’acier et la protection contre la corrosion.
Dans le secteur agricole, la fertilisation et la biofortification illustrent différentes façons de mieux gérer la disponibilité de ce micronutriment dans les sols et les cultures. Ces applications montrent que les propriétés d’une ressource minérale peuvent avoir des implications qui dépassent largement ses usages industriels traditionnels.
Mieux comprendre le rôle du zinc, ses usages et sa disponibilité permet ainsi de mieux saisir la valeur de cette ressource dans des secteurs aussi différents que l’industrie, l’agriculture et la nutrition.
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Références
[1] World Health Organization, and Food and Agriculture Organization of the United Nations. “Chapter 16. Zinc.” Vitamin and Mineral Requirements in Human Nutrition, 2nd ed., World Health Organization and Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2004. https://www.fao.org/4/y2809e/y2809e0m.htm
[2] Zinc Nutrient Initiative. Zinc Fact Sheet: Zinc Fertilizer Overview. International Zinc Association, 2015. https://crops.zinc.org/wp-content/uploads/sites/11/2016/12/Zinc-Fertilizer-Overview-General-Pop-June-2015.pdf
[3] World Health Organization, and Food and Agriculture Organization of the United Nations. “Evaluating the Public Health Significance of Micronutrient Malnutrition.” Guidelines on Food Fortification with Micronutrients, edited by Lindsay Allen et al., World Health Organization and Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2006. https://www.who.int/docs/default-source/micronutrients/gff-part-2-en.pdf
[4] Name, José João, et al. “Zinc, Vitamin D and Vitamin C: Perspectives for COVID-19 With a Focus on Physical Tissue Barrier Integrity.” Frontiers in Nutrition, vol. 7, 2020, article 606398. https://doi.org/10.3389/fnut.2020.606398
[5] Keshari, Pankaj Kumar, Ranjan Laik, Abhinandan Singh, and Sudip Sarkar. “Effect of Zinc on Growth, Yield and Zinc Use Efficiency of Rice in Rice–Wheat Cropping System.” International Journal of Plant & Soil Science, vol. 29, no. 1, 2019, pp. 1–8. https://doi.org/10.9734/IJPSS/2019/v29i130134
[6] Hotz, Christine. “The Potential to Improve Zinc Status through Biofortification of Staple Food Crops with Zinc.” Food and Nutrition Bulletin, vol. 30, no. 1 suppl., 2009, pp. S172–S178. https://doi.org/10.1177/15648265090301S109
[7] HarvestPlus. Biofortification: The Evidence. HarvestPlus, 2016. https://assets.publishing.service.gov.uk/media/57a08961ed915d3cfd0001f8/HarvestPlus-Biofortification-Evidence-Brief.pdf
[8] U.S. Geological Survey. “Zinc.” Mineral Commodity Summaries 2026, U.S. Geological Survey, 2026. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2026/mcs2026-zinc.pdf
[9] Wessells, K. Ryan, et al. “Mandatory Large-Scale Food Fortification Programmes Can Reduce the Estimated Prevalence of Inadequate Zinc Intake by up to 50% Globally.” Nature Food, vol. 5, 2024, pp. 625–637. https://doi.org/10.1038/s43016-024-00997-w
