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JATROPHA CURCAS LINN. /Tabanaani



A. TAXONOMIE et ECOLOGIE

une plante bien adaptée au Sénégal
Origine : Plante originaire de l’Amérique centrale au sud.

Répandue en zones tropicales arides et semi-arides

Jatropha curcas (Pourghère en Français, Physic nut en Anglais, Tabanani en Wolof,

Kiidi en Pulaar, Baganaa en Mandingue, Bagani en Bambara qui voudrait dire poison…) est un arbrisseau de la famille des « Euphorbiacea », originaire d’Amérique centrale. Il peut atteindre 5 m à 8 m de hauteur.
Particularités édapho-climatiques et ethno-botaniques :

Capable de pousser sur des terrains marginaux, peut se développer sur des sols pauvres et sols filtrants (sableux ou à dominante sableuse), tolérance aux fortes températures.

Isohyètes : 300-400 à plus de 1000 mm par an (prédilection entre 500 mm à 1200mm il paraît).
Le genre Jatropha comprend des plantes dicotylédones de la famille des Euphorbiaceae. Comme pour la plupart des Euphorbiaceae, les fruits (baies) et la sève sont toxiques.
B. BOTANIQUE
Le Jatropha curcas est une espèce xérophile, très adaptée aux variations pédologiques. Elle est de sylviculture facile, ne nécessitant aucun entretien particulier après plantation. Elle peut commencer à produire en moins d’un an (mais plus probable après deux ans au centre Sénégal). Elle atteint sa pleine productivité entre 4 et 5 ans. La plante commence à vieillir entre 30 et 40 ans. Plantée en haie vive, elle produit environ 2 kg de graine par an et par mètre linéaire. Mais la production dépend de la lame d’eau et de la qualité du sol.
C’est un abrisseau pouvant atteindre 5 m à 8 m de hauteur à inflorescence en corymbe et terminale, pétales couleur vert blanchâtre et sépales de couleur verte ;

2 floraisons par an ont été constatées.
Les graines de couleur noire à albumen oléagineux, blanc et charnu en forme de ballon de rugby.

La plante développe une racine pivot et 4 racines latérales en surface.
C. AGRONOMIE
MODES DE SEMIS :
Ecartements : 2 m x 2 m ; 2,5 m x 2,5 m ; 3 m x 3 m, correspondant respectivement à une densité de 2.500 plants ; 1.600 plants et 1.111 plants par hectare.

Mais nous conseillons la culture agroforestière en champs paysan avec association des cultures vivrières classiques à écartement de 4m voir 5 m x 2m dans certains cas particuliers.

1er cas : Plantation par jeunes plants
Mise en place de pépinières :
- semis en pots plastiques de 7 cm de rayon et 10 cm de hauteur ;

- dose : 2 graines par pot ;

- démariage : 1 mois après semis

- Avantages et inconvénients du mode de semis
Cette méthode assure un pourcentage élevé de réussite de la plantation, mais sa mise en œuvre coûte cher.
2e cas : Semis direct
- Pré-germination des graines :

- Si les graines on été stockées depuis un certain temps, une pré-germination s’avère nécessaire ;

- certains chercheurs conseillent de plonger les graines dans de l’eau froide pendant 12 heures (préférable pendant la nuit)


Avantages et inconvénients du mode de semis direct :
Elle requiert un investissement moindre par rapport à la plantation de jeunes plants ;

La réussite dépend du pouvoir germinatif des graines au moment du semis.
3e cas : Plantation des boutures
-Identifier et choisir les branches et les tiges moyennement liquéfiées ;

-Découper en bouture comportant au moins 4 nœuds d’une longueur de 30 cm ;

-Il est préférable de repiquer tout de suite, à défaut conserver dans un endroit frais et à l’ombre et recouvrir le bout des boutures de terre humide.
Avantages et inconvénients de la multiplication par bouture
Elle requiert un investissement moindre par rapport à la plantation de jeunes plants ;

La réussite de la plantation dépend de la capacité de reprise des boutures au moment du repiquage ;

Le matériel végétal risque d’être insuffisant en cas de plantation à grande échelle.

Source : Direction des Biocarburants
Autres considérations :
Le CHIBAS (Institut de recherché sur les biocarburants et l’agriculture durable, République Dominicaine et Haïti) en partenariat avec l’ICRISAT (Institut International de Recherche sur les Cultures dans les zones tropicales semi-arides, Inde) envisage de mettre en oeuvre un programme de sélection de variétés de Jatropha. L’objectif de ces deux institutions s’inscrit dans une perspective de lutte contre la pauvreté.

Protection de l’environnement
Les plantes de l'espèce Jatropha curcas sont des plantes succulentes, c’est à dire qu'elles contiennent beaucoup d'eau. Lors d’un feu de brousse, une partie de la plante est détruite, mais à cause de l'eau contenue dans la plante, elle résiste au feu. Et parce que la plante repousse très vite, elle va résister au prochain feu de brousse. Bien plantée, une haie de Jatropha curcas peut donc servir de pare feu.
En outre, étant donné ses propriétés répulsives cette plante n’est pas appêtée (mangée) par les animaux en général, qui en fuient même le contact ; c’est la raison pour laquelle elle est couramment utilisée pour la protection des cultures vivrières en haie vive.
Tourteaux :

Le tourteau (résidu après extraction de l’huile contenue dans les graines) est très riche en azote. Sa teneur en N (4.4%), P (2.1%) et K (1.7%) peut en faire un amendement organique de qualité (équivalent à la fiente de volaille).
Les graines de Jatropha (et donc les tourteaux) sont très toxiques du fait de notamment de leur teneur en curcine, une protéine proche de la ricine. Les tourteaux doivent donc être détoxifiés pour pouvoir être utilisés dans l’alimentation animale (avec 55% de protéines et une teneur élevée en acides aminés essentiels, c’est potentiellement un excellent aliment pour la volaille).
Diverses études ont été réalisées par le professeur Wink de l’Université de Heidelberg sur la composition chimique des graines de Jatropha, dont une Etude du potentiel nutritif et

des constituants toxiques de graines de Jatropha curcas de différentes origines (1997).
La détoxification peut se faire de plusieurs façons :
• Inactivation des toxines par chauffage associé à un traitement chimique (NaOH et NaOCl)

• Extraction par réaction avec de l’éthanol ou du méthanol

• Fermentation


Risque environnementaux :
Le seul risque environnemental relevé concerne l’espèce Jatropha gossypifolia ; elle est considérée en Australie comme une plante envahissante donc objet de mesures phytosanitaires aux frontières sénégalaises et africaines.



L’impact sur les ressources en eau du développement de plantations de Jatropha Curcas a été étudié par la Water Research Commission (WRC) en Afrique du Sud (Jatropha curcas in South Africa : an assesment of its water use and bio-physical potential – avril 2008). Cette étude conclut que le Jatropha consomme moins d’eau que la végétation naturelle et que la culture de cette plante n’entraîne pas de risque de réduction de la disponibilité en eau pour l’environnement.


ENNEMIS de Jatropha sp.
Dans la littérature spécialisée, il est signalé que contrairement à une idée largement répandue, les propriétés insecticides et toxiques du Jatropha curcas ne l’immunisent pas contre des attaques d’insectes pouvant avoir une incidence négative sur la productivité des plantations surtout en situation de plantation massive monospécifique.
Ainsi, 15 espèces de l’ordre des Hétéroptères, parasites du Jatropha, ont été identifiées au

Nicaragua.
L’insecte qui cause le plus de dégâts est Agonosoma trilineatum. Cet insecte se nourrit

en piquant le fruit et en injectant un liquide qui dissout la graine. Son utilisation pour le

contrôle biologique des invasions de Jatropha Gossypifolia a été testée en Australie, mais il

n’a pas pu s’adapter et se développer.
Parmi les autres parasites identifiés en Amérique du Sud, on cite principalement

Pachycoris klugii (dégâts sur les fruits) et Leptoglossus zonatus.
En Inde, les deux principaux parasites identifiés sont Scutellera nobilis (qui provoque la chute

des fleurs, l’avortement des fruits, la malformation des graines) et Pempelia morosalis (qui attaque les inflorescences et les capsules).
De nombreuses possibilités de contrôle biologique de ces parasites ont été étudiées

notamment au Nicaragua et des travaux de recherche approfondis sont en cours au Centre

National de Recherche en Agroforesterie (NRCAF) de Jhansi (Inde).
Ainsi, il a été montré que :
• Pempelia sp. est très largement parasité (à 85%) par un diptère (Stomphastis thraustica) et une araignée (Stegodyphus sp.) qui en réduisent l’impact.

• Pachycoris et Leptoglossus sp. (deux importants parasites des fruits) peuvent être contrôlés à l’aide de champignons Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae
Cependant nos investigations au Sénégal nous font craindre le plus les déprédateurs suivants :

  • L’Homme (villageois ou autres mécontent des modes d’attribution de terre ou autres conflits sociaux mal gérés) ;

  • Larves mineuses que nous n’avons pas encore fait identifier taxonomiquement ;

  • Les rats palmistes (en saison sèche attirés par les systèmes d’irrigation créant des oasis dans des déserts);

  • Les chacals par endroits.


USAGES de Jatropha curcas:



  • Production artisanale et semi industrielle de savon

  • Eclairage ( à l’image du Binga Oil Lamp Project du Zimbabwé) ainsi:


- Un verre rempli d’huile jusqu’à 3-5 cm en dessous du bord ;

- Un bouchon flotte sur l’huile, ou un disque fait à partir d’une tige de maïs, enveloppé d’une feuille de papier aluminium pour éviter que le bouchon soit brûlé, on fixe une mèche en coton à l’intérieur d’un trou qui est au centre du disque ;

- Il semblerait que l’odeur émise par cette lampe repousse les moustiques.



  • Cuisson : avec des réchaud dénommés MSR – XGK notamment

  • Biocarburant pour automobiles, plateformes multifonctionnelles (PTF) etc.


Il serait urgent au Sénégal de mettre sur le marché de petits groupes électrogènes fonctionnant au biocarburant pour atelier d’artisans et PME / PMI vue les nombreux délestages du réseau d’électricité.


IV.2.LA FILIERE DES AGROCARBURANTS



Synthèse schématique :

Biocarburants – de la matière première à l’utilisation finale
RESSOURCES

Terres- Eau- Main-d’œuvre –Semences- Nutriments -Énergie …
MATIERES PREMIERES

Canne à sucre- Betterave à sucre- Maïs- Blé- Colza -Huile de palme- Panic- Saule- Jatropha...

BIOCARBURANTS

Éthanol -Biodiesel -Bois de feu- Charbon de bois –Bagasse- Biogaz ...
UTILISATION FINALE

Transport- Chauffage- Électricité ...

Source: FAO, R. 2008

La plupart des pays africains (de l’ouest et du sud du continent surtout) sont en train d’élaborer des stratégies nationales en matières de biocarburants. Ceux-ci peuvent être produits sous forme liquide, solide ou gazeuse en fonction de la matière brute et de la technologie de conversion employées. La matière brute est habituellement appelée biomasse (matières organiques d’origine animale ou végétale ainsi que les résidus générés par l’activité humaine en autres : déchets managers, boues de station d’épurement etc.). la biomasse inclut évidemment la matière végétale renouvelable tels les arbres et arbustes, herbacées, plantes cultivées diverses, déchets animaux et végétaux.

Tableau : Principaux constituants de la Biomasse (teneur en macromolécules)


Composés

% massique matière sèche

Cellulose

40-60 %

Hémicellulose

20-40%

Lignine

10-25%






Les proportions de chacun de ces constituants peuvent varier de manière considérable selon le type de biomasse envisagé. Le tableau ci-dessous indique à titre informatif les teneurs moyennes (en pourcentage de la matière sèche) en cellulose, hémicellulose et lignine de divers types de biomasse lignocellulosique.

Biomasse

Cellulose

Hémicellulose

Lignine

Herbe

30-50 %

15-40 %

05-20 %

Bagasse

40-55 %

25-40 %

05-25 %

Bois dur

40-50 %

20-30 %

15-30 %

Bois tendre

40-55 %

10-15 %

25-30 %

Résidus agricoles

30-40 %

10-40 %

10-30 %

Moyenne

40-60 %

20-40 %

10-25 %



Le bois des racines, souches et branches n’a pas de composition significativement différente de celle du tronc.

L’écorce est pauvre en cellulose et riche en lignine.
La valorisation énergétique de la BIOMASSE :
Les « agriculteurs et les forestiers ne doivent pas se contenter de produire de la

biomasse, mais doivent également la traiter et la préparer pour les installations de

production, afin que cette partie de la chaîne de création de valeurs reste l’apanage

du secteur agricole ». Ces mots d’Andreas Schütte, directeur de la

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (Agence allemande des matières premières

renouvelables – FNR), revêtent une importance décisive pour le développement

rural et la promotion du milieu rural

Les biocarburants sont des carburants issus de la biomasse. Ils peuvent se substituer partiellement (ou totalement) aux carburants pétroliers fossiles. Les biocarburants obtenus à partir de plantes terrestres résultent principalement de trois (3) filières : la filière huile (colza, palmier à huile, tournesol, Jatropha, ricin etc.), la filière alcool (betterave, blé, canne à sucre, pomme de terre, maïs etc.) et la filière biogaz dont les produits sont issus de la transformation des déchets végétaux et organiques.
Ce sont des procédés qui donnent du COMBUSTIBLE (solide, liquide ou gazeux) qui donneront de l’Energie(E R) ; le renouvellement de la ressource se fait par des plantations énergétiques.

Les biocarburants liquides pour le transport ont la vedette et enregistrent une croissance rapide de leur production. Sur le plan quantitatif, toutefois, leur rôle reste marginal: ils couvrent 1 pour cent des besoins en carburant du secteur des transports et 0,2-0,3% des besoins énergétiques au niveau mondial actuellement.
Les principaux biocarburants liquides sont l’éthanol et le biodiesel. L’un et l’autre peuvent être produits à partir d’un vaste éventail de matières premières. Les principaux producteurs

sont le Brésil et les Etats-Unis d’Amérique pour l’éthanol et l’UE pour le biodiesel.
Il existe deux types de processus :
Les processus thermochimiques à partir de biomasse :


  • Par combustion directe donne de l’énergie et C02+ H20 ;

CxHyOz + 02 → C02+ H2O+ Energie ;


  • Par pyrolyse donne du charbon et de l’huile qui donnent de l’énergie et C02+ H20 ;



  • Par gazéification donne de l’énergie et C02+ H2


Les processus biochimiques à partir de biomasse :


  • Par fermentation méthanique anaérobie en présence de bactéries donne du gaz

combustible (mélange de méthaneCH4 à 45-65% + gaz carbonique C02 à 20-35% + Hydrogène sulfuré) + puis de la chaleur à 35° et du digestat :

Biomasse--- (bactéries) → CH4 + CO2 + Chaleur (de 35°) + Digestat + Refus (à éliminer) + Effluents Liquides
-C’est un procédé par voie humide
-le biogaz obtenu est un mélange de méthane et de dioxyde de carbone (65% CH4 + 35% CO2) valorisé en ENERGIE (carburant, électricité ou en chaleur)
- souvent utilisé pour valoriser les déchets urbains (1 tonne d’ordures ménagers donnent 100 M3 de biogaz) après séparation des fractions organiques et recyclables
-le digestat valorisable organiquement en amendement organique (rendement de300 à 400 kg par tonne = 30 à 40% pour compostage)
-par reformage (oxydation partielle) production de H2


  • Par fermentation alcoolique aérobie donne de l’éthanol puis de l’énergie et C02 + H20 :

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + Energie (en milieu aqueux, besoin de distiller pour séparer l’éthanol produit, de l’eau) ;
-indice d’octane plus élevé que l’essence (donc gagne en puissance mais réglage à faire)
-du fait de sa densité énergétique plus faible que l’essence, la consommation augmente significativement
-problèmes de présence d’eau et volatilité
-les mélanges à faible teneur en alcool (moins de 10%) ne nécessitent pas de modification du moteur
-pour les mélanges riches en alcool (sup. à 30%) nouvelle conception du moteur et formulation du produit


  • Par extraction d’huile donne de l’huile végétale (source d’ENERGIE) et C02+ H20 ;



Applications en Afrique de cette énergie alternative: transport, électricité, cuisson, soudure, éclairage, chargement de batterie, décorticage et mouture de céréales, pompage et distribution d’eau etc.
. Les biocarburants obtenus à partir de plantes terrestres résultent principalement de trois (3) filières : la filière alcool (betterave, blé, canne à sucre, pomme de terre, maïs, etc.), la filière huile (colza, palmier à huile, tournesol, Jatropha sp. ricin etc.), et la filière biogaz dont les produits sont issus de la transformation des déchets végétaux et organiques.
Le Sénégal envisage plusieurs pistes dans sa ‘LPD Energie’ de février 2008 pour la valorisation énergétique de la biomasse et notamment :


  • Le biogaz (méthane) et la gazéification pour les centrales électriques-

produit sous forme gazeuse, par fermentation sans oxygène, à partir de matières organiques (traitement de déchets alimentaires, déchets végétaux, résidus de culture…) ;


  • biocharbon ;




  • La production d’énergie électrique ou cogénération à partir de la biomasse ;



  • L’exploitation durable des ressources ligneuses, en général et en particulier la GRN ‘rationnelle’ au sens de gouvernance des ressources naturelles et gestion des R.N. (Bonne Gouvernance et Gestion en Bon Père de famille), l’amélioration de la carbonisation, la promotion des foyers améliorés.


Les biocarburants les plus importants à l’heure actuelle sont le bioéthanol et le biodiesel,

qui peuvent tous deux être utilisés comme force motrice conventionnelle. Les biocarburants liquides sont subdivisés en carburant de première et de deuxième génération.

Font partie des biocarburants de la première génération, les huiles végétales pures, le biodiesel et le bioéthanol
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