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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 ?

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CaraïbesCap Vert

17ème s.

Zone d’origine et évolution des zones d’implantation

Plante du continent américain Toute la zone tropicale

Qui est Jatropha ?

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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 ?

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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 ?

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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 ?

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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

http://www.jatropha.de/lamps/index.html

http://www.jatropha.de/cooker/index.html

http://www.jatropha.de/soap/savon.htm

Qui est Jatropha ?

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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

http://database.prota.org/PROTAhtml/Photfile%20Images/Jatropha%20curcas%20Pamoja.jpg

Qui est Jatropha ?

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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


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


Source Enerdata

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Pays du Nord et pays émergents sont réellement concernés

Consommation d'énergie (tep/hab)


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)

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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


Cuisson et chauffage pour 45% de l’humanitéEfficacité énergétique : 20%

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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)

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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


Quelles solutions pour le Sud?

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Solutions envisagées

Réduction massive des émissions de gaz à effet de serre


Economies d’eau

Accroissement démographique à freiner

Ecologie industrielleFin de vie des produits


Demande en énergie des zones reculéesIndépendance énergétique

Jatropha curcas, pourghère


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, l’or vert du désert

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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


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Adieu l’or vert???


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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


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Plasticité phénotypique (Heller, 1992)


La croissance est fonction des conditions environnementales


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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


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Culture en zones marginales Rendements marginaux


Plante limitant l’érosion

Népal (UK Oil seed project) Jatropha, Rajasthan (The Jatropha System)

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OUI NON(Travaux C. Valentin, IRD)


Plante limitant l’érosion

Propagation par graine

1 R pivot

R latérales

17/11/09 AmiensOUI

Propagation par bouturage

D1Oil

NON

Substances naturelles accumulées


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

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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

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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?


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Inactivé

Facteurs stables à la

chaleur

Chauffage

Inactivé



Variété mexicaine non toxique : peu de phorbol esters

Triterpènes

Liaison à des récepteurs de phospholipides membranaires (Protein Kinase C)Substitution au DAG

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Nombreuses réponses cellulaires

Proliférationcellulaire

Tumeurs


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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


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


17/11/09 Amiens

17/11/09 Amiens

• Développer des variétés « non toxiques »


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


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

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