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Qui est Jatropha?
La fourniture durable d’énergie au Sud
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Pourquoi pas Jatropha?
Jatropha : un nouvel or vert?
Claudine Campa, IRD, UMR DIAPC
Kinomé, Sénégal
17/11/09 Amiens
Qui est Jatropha ?
A. Samaké (Mali)
Culture industrielle
Graines riches en huile
Haie : protection des cultures
17/11/09 Amiens
BIOCARBURANT
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
CaraïbesCap Vert
17ème s.
Zone d’origine et évolution des zones d’implantation
Plante du continent américain Toute la zone tropicale
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
Aire actuelle de distribution du Jatropha
41 projets
97 projets
104 projets
Aire de distribution naturelle : zones arides et semi-aridesAire de culture : entre latitude 30°N et 35°S
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
Plante connue dans toute la zone tropicale
Les plus répandus :Pourghère, pignon d’Inde (F)Physic nut, purging nut (GB)Fagiola d’India (I)Purgueira (P), pinoncillo (mexico), pinol (Pérou) Yu-lu-tzu (Chine)Kadam (Népal), sabudam (Thaïlande)Bagani (RCI)Tabanani (Sénégal)
Son nom scientifique : Jatropha curcas L. Linné (1753) (iatros: médecin; trophé: nourriture)
Plus de 30 noms vernaculaires
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
Nombreux usages en médicine traditionnelle
Partie de la plante Traitement
Graine Huile de graine
PurgatifPlaies de la peau
DouleursAbortif
Décoction de feuilles TouxAntiseptique
Sève fraîche Arrêt des saignements
Latex Antimicrobien
Jeunes tiges Chewing gum (Niger)
(Goonasekera et al, 1995)
(Kone-Bamba et al, 1987)
(Thomas, 1989)
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
Autres usages traditionnels
► Protection de plantes Fongicide : contre les pathogènes d’Azolla Molluscicide: contre Lymneae, Schistosomia…
► Bougies et savon
The Jatropha Website
Usage industriel
1800 ~ 1850
Iles du Cap vertGraines
Lisbonne ou Marseille
► Protection du sol (anti érosion)
Yunnan, Chine
► Engrais vert (riz) ► Brosses à dents
Extraction d’huile
Production de savon
Soude caustique Farine Amidon
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
Jatropha et le biocarburant (2ème guerre mondiale)
Arbuste Fruits riches
en huile
Trans-estérification(Méthanol) Biocarburant
Ester méthylique
Pressoir
Huile
RésidusFertilisation Aliment pour bétail
Filtration
Carburant
Qui est Jatropha ?
17/11/09 Amiens
L’huile de Jatropha
Graines8000 kg/ha
Lipides : 38 % (m/m)Sucres : 33,5 %Protéines : 18,2%Fibres :15,5%Eau : 6,6%
Densité : 0,880 kg/lPouvoir calorifique : 37,2 MJ/kgPureté : 96,5%Teneur en eau : 0,5%Norme européenne : EN 14214
Huile3000 l/ha
42.0 %
6.3 %14.5 %
1.8 %
35.4 %
Acide oléique
Acidepalmitique
Acide linoléique
Acide stéarique
• PrétraitementSéparation fruits/coque• Extraction de l’huile
BiodieselEster méthylique2600 l/ha
• Purification• Trans-estérification• PurificationSéparation ester/glycérine
La fourniture durable d’énergie au Sud
Le développement durable
Pays du Nord Pays du Sud
Fort impact économiqueIncontournable :
Poids démographique Dynamisme économique (Brésil, Chine, Inde)
Menaces les plus criantes
Réchauffement du climat
Epuisement des sources de pétrole
Pénurie d'eau potable
Croissance de la population
Accumulation des déchets
17/11/09 Amiens
Solutions envisagées (Nord)
Réduction massive des émissions de gaz à effet de serre
Energie renouvelable, bioénergie, Efficacité énergétique
Economies d’eau
A freiner
Ecologie industrielleFin de vie des produits
Sud?
Emission de CO2 (t/hab)
EU
0
5
20
15
10
tCO
2/ha
b
2000 4000 6000
OcéaniePays émergentsJaponAncien bloc soviétique
Europe de l’OuestAutres CEE
Am. latine
Chine
Moyen Orient
Autres AsieAfriqueAsie du Sud
Population M hab
La fourniture durable d’énergie au Sud
Source Enerdata
17/11/09 Amiens
Pays du Nord et pays émergents sont réellement concernés
Consommation d'énergie (tep/hab)
La fourniture durable d’énergie au Sud
2 à 3 fois moins que la moyenne mondiale pour les pays du Sud
Source Yann Lecor. Comité de Liaison des Energies Renouvelables (C.L.E.R)
17/11/09 Amiens
Pays développés 20% de la population mondiale
60% de la dépense mondiale d’énergie
Source Docs internet\Du bois énergie pour les pays du Sud.htm
Principale source d’énergie : le bois de feu
La fourniture durable d’énergie au Sud
Cuisson et chauffage pour 45% de l’humanitéEfficacité énergétique : 20%
17/11/09 Amiens
La fourniture durable d’énergie au Sud
Le Sud en quelques chiffres
Afrique sub-saharienne
45% de travailleurs sont pauvres 75% de l’emploi dans le secteur informel
Exportation de produits non transformés Importation de l’essentiel de ses besoins
1,2 milliards d’individus : moins de 1$/jour325 millions d’enfants non scolarisés98% des analphabètes (1/5 personnes) 1/6 personne (1,1 Mrd) sans eau potable2 Mrds sans électricité (PNUD 2001)
17/11/09 Amiens
Pays émergents (Inde, Chine)
En veillant à : Ne pas affecter le sol, l’eau, la biodiversité Cultures sans intrant et sans arrosage
Ne pas empiéter sur les zones de culture de plantes alimentaires
Fournir un bon rendement Ne pas demander trop de temps de travail Cultures demandant peu d’entretien
Ne pas être une plante alimentaireCultures sur les terres marginales
La fourniture durable d’énergie au Sud
Quelles solutions pour le Sud?
17/11/09 Amiens
Solutions envisagées
Réduction massive des émissions de gaz à effet de serre
Energie renouvelable, bioénergie, Efficacité énergétique
Economies d’eau
Accroissement démographique à freiner
Ecologie industrielleFin de vie des produits
Energie renouvelable, bioénergie, Efficacité énergétique
Demande en énergie des zones reculéesIndépendance énergétique
Jatropha curcas, pourghère
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Jatropha, l’or vert du désert
17/11/09 Amiens
Quelques-uns des mythes sur Jatropha
Pousse n’importe où, même sur les terres marginalesPlante non-alimentaire
Plante non consommée par les animauxPlante résistante aux maladies
Plante ne nécessitant pas de fertilisantsPlante limitant l’érosion
Son biodiesel est une huile qui contient plus d'oxygène, moins de monoxyde de carbone, présente 30 fois moins de particules qui causent l'asthme chez l'enfant (Phillip Wood, P-DG de D1, société productrice de biocarburants, Londres, 2001)
« Une plante révolutionnaire : pousse en zone semi-aride ne nécessite aucun entretien »
« Sa culture n'affectant pas celles des plantes vivrières, elle peut devenir un outil de développement intéressant pour les pays émergents »
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Jatropha, l’or vert du désert
17/11/09 Amiens
Inde, Philippines, Indonésie, Afrique du Sud, Burkina Faso, Mali, Ghana, Malawi, Zambie et dernièrement Madagascar : les pays producteurs sont de plus en plus nombreux.
Marceau Vesperi, News.fr, Le 5 mars 2007
À Madagascar, la société D1 a commencé la culture fin 2006. Le prix du litre de diesel de Jatropha sera équivalent à celui du litre de gazole ordinaire. En 2008, le jatropha pourrait fournir 5% de la quantité de diesel consommée par an sur l’île (soit 10 Millions de litres) et à moyen terme, le pays pourrait même exporter une partie de sa production (Sally Ross, de D1). La société vise une production de 24 000 tonnes de graines ou 8 000 tonnes d'huile pure en trois ans, sur une surface de 5 000 ha par région de production.
À New Dehli, l'Institut de l'énergie et des ressources (TERI) a investi 9,4 millions de dollars sur dix ans pour passer d'un stade artisanal de culture à une production massive. Objectif ? Augmenter les rendements de la plante de 20 à 30% en inoculant les graines semées avec des micro-organismes symbiotiques.
BP Gives up on Jatropha for Biofuel
JULY 17, 2009
BP has indeed given up on jatropha, the shrub once touted as the great hope for biofuels, and walked away from its jatropha joint venture for less than $1 million.
Speculation abounded this summer that BP was ready to jettison its participation in the project with British partner partner D1 Oils. The original plan called for the investment of $160 million to turn the jatropha tree into feedstock to make transportation fuel. Now, BP will turn its alternative-fuel efforts toward ethanol in Brazil and the U.S., as well as biobutanol.
Goodbye to all that
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Adieu l’or vert???
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Pousse n’importe où, même sur les terres marginales
---5 (Nicaragua)Toute l’année
1---
Floraison: induction par la pluie 2 - 3
Perte des feuilles (saison sèche)
--- 1700 mAltitude 0-500 m
11°C --- --- 40°CTempérature annuelle 18- 28°C
--- 3000 mmPluviométrie annuelle 300- 1000 mm
2 m --- 10 mArbuste à petit arbre
Masse 0.41g (Cap Vert)
0.87g (Brésil)Humidité 4.9 % (Angola)
11 % (Brésil)Huile (%/ poids graine)
48.2 (Sénégal)
60.8 (Brésil)
Fruit
Zone tropicale sèche (aride) Forêts tropicales humides Espèce plastique
11 origines géoographiques, 4 zones de culture
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Plasticité phénotypique (Heller, 1992)
Pousse n’importe où, même sur les terres marginales
La croissance est fonction des conditions environnementales
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Pousse n’importe où, même sur les terres marginales
Alimentation hydrique
FloraisonRemplissage des grains
Nb moyen de fruits/rameauPoids moyen de la graine% moyen d’huile/graine
Lot de graines « sélectionnées »pour leur production
Zones peu fertiles Non ombragées Faible pluviométrie
Rendement
conservé?
IRD/ISRA Dakar
Essais en Inde (source R. Pirot, CIRAD)
Années 2000 Région de Karnataka : 1140 mm/an, terres marginales, fertilisation limitée Densité de 2500 pieds/ha Après 5 ans sans arrosage : 500 kg/ha Arrosage la 6ème année : 1,2 t/ha
De 1986 à 2003 Région de Nashik : 610 mm/an, 8000 ha Après 7 ans : 1,25 t/ha Arrêt de la production
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Pousse n’importe où, même sur les terres marginales
Culture en zones marginales Rendements marginaux
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Plante limitant l’érosion
Népal (UK Oil seed project) Jatropha, Rajasthan (The Jatropha System)
17/11/09 Amiens
OUI NON(Travaux C. Valentin, IRD)
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Plante limitant l’érosion
Propagation par graine
1 R pivot
R latérales
17/11/09 AmiensOUI
Propagation par bouturage
D1Oil
NON
Substances naturelles accumulées
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Plante non alimentaire, non consommée par les animaux
TigeEcorce Tanins (37%) Couleur bleue Curcine: toxalbumine Composés cyanogènes
Latex Tanins (10%) Hydrocyanic acid (HCN) Curcine: toxalbumine Curcacyclines
Fruit
Inhibiteurs de trypsineAcid phytique (12%)SaponinesCurcinePhorbol esters (3%)
Racine
DiterpènesTriterpènesPhorbol estersCoumarines
FeuilleFlavonoïdes Glucosyl-flavonoïdes Sapogénines stéroïdiques Triterpènes
Variétés non toxiques
17/11/09 Amiens
Terpénoïdes
Curcusone B Jatrophone Jatropholone
α-Amyrine
Friédeline
Composésphénoliques
Glycosyl-FlavonoïdesCoumarines
Curcine
CurcaïneProtéines
Curcacyclines
Acide phytiqueAutres
Racines
Graines
Feuilles
Tiges
Anti-métastasiqueAntitumoralGastroprotectif
+++++++++
Promoteur de tumeursInhibiteur de la migration des cellules cancéreuses
- - -+++
Anti-nocicepteurPrécurseur de stéroïdesArrêt des saignements
+++++++++
Feuilles
Inhibiteur de digestion
Anti- inflammatoireHypotenseur
- - -
++++++
+++
+++
RacinesF, T
Résistance aux pathogènes
ColorantTanins
Diterpènes
Phorbol esters
Triterpènes
Flavonoïdes Apigénine
Vitexine
PoisonAntitumoral
- - - +++++++++- - -- - - +++- - -
Gr, T
Agent coagulantLatex
Inhib. de trypsineGr, T ImmunosuppresseurGraines Inhibiteur de digestionGraines Déficience minérale
Antioxydant, anticancéreux,…..
Composés Localisation Effet
Latex, EcorceAcide hydrocyanique Poison
17/11/09 Amiens
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Toxicité du biocarburant?
Tourteau non consommable
Promoteur de tumeurs (activation de la protéine kinase C)
Chélateurs de métaux (Ca, Fe)
~Toxicité de la ricine, abrineAgglutination des érythrocytes
Inhibiteurs de digestion et de croissance
Graines
Inhibiteurs de trypsine
Curcine
Acide phytique
Phorbol esters
Toxicité pendant la récolte?
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Plante non alimentaire, non consommée par les animaux
Inactivé
Facteurs stables à la
chaleur
Chauffage
Inactivé
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
Plante non alimentaire, non consommée par les animaux
Variété mexicaine non toxique : peu de phorbol esters
Triterpènes
Liaison à des récepteurs de phospholipides membranaires (Protein Kinase C)Substitution au DAG
17/11/09 Amiens
Nombreuses réponses cellulaires
Proliférationcellulaire
Tumeurs
Jatropha, source de biocarburant au Sud?
17/11/09 Amiens
Plante résistante aux maladies
Majeurs en Afrique continentale (D1Oil): Golden flea beetle, Mineuse de feuilles, Mildiou, Termites, Mites, ….
Plantes isolées saines
Différents parasites et maladies
Monoculture
17/11/09 Amiens
Jatropha : un nouvel or vert?
Plante toxiquePlante non-alimentairePlante non consommée par les animaux
Plante sensible à de nombreuses maladiesPlante résistante aux maladies
Plante pouvant favoriser l’érosionPlante limitant l’érosion
Quelques-unes des réalitésQuelques-uns des mythes
Production fonction de la qualité du sol,du climat, de la fourniture en eau, des pratiques culturales
Pousse n’importe où, même sur les terres marginalesPlante ne nécessitant pas de fertilisants
Jatropha : Plante non domestiquéePlantations issues de cultures de graines sauvages
Augmenter les rendements et les qualités de la plante
Amélioration variétale
Croisements intra et/ou
interspécifiques
Augmentation de la variabilité génétique
Sélection phénotypique Multiplication
Individus performants Forte production d’huile Faible toxicité Résistance aux maladies …….
Sauvage CultivéAmélioréDomestiqué
SélectionCroisements
Jatropha : un nouvel or vert?
17/11/09 Amiens
17/11/09 Amiens
• Développer des variétés « non toxiques »
Jatropha : un nouvel or vert?
Priorités pour Jatropha en Recherche et Développement
• Identifier les variétés intéressantes en utilisant des techniques robustes de génotypage
• Tester les performances des différentes variétés sélectionnées dans les différentes conditions de culture
• Vérifier les quantités d’intrants nécessaires à une bonne production
• Développer des variétés agronomiquement intéressantes par sélection
17/11/09 Amiens
Conclusion
Jatropha : un nouvel or vert?
Cultiver Jatropha pour obtenir du biocarburant? OUI, SI
Le bénéfice retourne au cultivateur
→ Les variétés cultivées ont bénéficié d’un programme de sélection
Meilleur rendement sur des terres peu fertilesPas de compétition pour les terres avec les cultures vivrières
Eviter la ruée vers l’or!!!!
→ La non-toxicité est avérée à tous les stades (cueillette, consommation)→ Les bonnes pratiques culturales sont employées (graines)→ Les cultures associées ou en haies est préférée à la monoculture
→ La culture familiale / grandes plantations