Qui est Jatropha ? La fourniture durable d’énergie au Sud

1. Kinomé, Sénégal Jatropha : un nouvel or vert? Claudine Campa, IRD, UMR DIAPC Qui est Jatropha? La fourniture durable d’énergie au Sud Jatropha, source de biocarburant au Sud? Pourquoi pas Jatropha? 17/11/09 Amiens

2. A. Samaké (Mali) Culture industrielle Graines riches en huile Qui est Jatropha ? BIOCARBURANT Haie : protection des cultures 17/11/09 Amiens

3. 17ème s. Caraïbes Cap Vert Plante du continent américain Toute la zone tropicale Qui est Jatropha ? Zone d’origine et évolution des zones d’implantation 17/11/09 Amiens

4. 104 projets 97 projets 41 projets Qui est Jatropha ? Aire actuelle de distribution du Jatropha Aire de distribution naturelle : zones arides et semi-arides Aire de culture : entre latitude 30°N et 35°S 17/11/09 Amiens

5. 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) Qui est Jatropha ? Plante connue dans toute la zone tropicale Plus de 30 noms vernaculaires • Son nom scientifique : Jatropha curcas L. • Linné (1753) (iatros: médecin; trophé: nourriture) 17/11/09 Amiens

6. (Goonasekera et al, 1995) (Kone-Bamba et al, 1987) (Thomas, 1989) Qui est Jatropha ? Nombreux usages en médicine traditionnelle 17/11/09 Amiens

7. ►Bougies et savon ► Brosses à dents ►Engrais vert (riz) The Jatropha Website ►Protection du sol (anti érosion) Yunnan, Chine Extraction d’huile 1800 ~ 1850 Graines Soude caustique Farine Amidon Iles du Cap vert Lisbonne ou Marseille Production de savon Qui est Jatropha ? Autres usages traditionnels ►Protection de plantes Fongicide : contre les pathogènes d’Azolla Molluscicide: contre Lymneae, Schistosomia… Usage industriel 17/11/09 Amiens

8. Fruits riches Arbuste en huile Pressoir Carburant Résidus Fertilisation Aliment pour bétail Huile Filtration Trans-estérification (Méthanol) Biocarburant Ester méthylique Qui est Jatropha ? Jatropha et le biocarburant (2ème guerre mondiale) 17/11/09 Amiens

9. Graines 8000 kg/ha Biodiesel Ester méthylique 2600 l/ha Huile 3000 l/ha Acide stéarique Acide oléique Acide palmitique Densité : 0,880 kg/l Pouvoir calorifique : 37,2 MJ/kg Pureté : 96,5% Teneur en eau : 0,5% Norme européenne : EN 14214 42.0 % 35.4 % 6.3 % 14.5 % Acide linoléique 1.8 % • Purification •Trans-estérification •Purification Séparation ester/glycérine • Prétraitement Séparation fruits/coque • Extraction de l’huile Qui est Jatropha ? L’huile de Jatropha Lipides : 38 % (m/m) Sucres : 33,5 % Protéines : 18,2% Fibres :15,5% Eau : 6,6% 17/11/09 Amiens

10. La fourniture durable d’énergie au Sud Le développement durable Fort impact économique Pays du Nord Pays du Sud Sud? Incontournable : Poids démographique Dynamisme économique (Brésil, Chine, Inde) 17/11/09 Amiens

11. La fourniture durable d’énergie au Sud 20 Océanie EU Pays émergents 15 Japon Ancien bloc soviétique Europe de l’Ouest 10 tCO2/hab Autres CEE Moyen Orient Am. latine 5 Autres Asie Chine Afrique Asie du Sud 0 2000 4000 6000 Population M hab Emission de CO2 (t/hab) Source Enerdata Pays du Nord et pays émergents sont réellement concernés 17/11/09 Amiens

12. La fourniture durable d’énergie au Sud Source Yann Lecor. Comité de Liaison des Energies Renouvelables (C.L.E.R) Consommation d'énergie (tep/hab) 2 à 3 fois moins que la moyenne mondiale pour les pays du Sud Pays développés 20% de la population mondiale 60% de la dépense mondiale d’énergie 17/11/09 Amiens

13. La fourniture durable d’énergie au Sud 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’humanité Efficacité énergétique : 20% 17/11/09 Amiens

14. La fourniture durable d’énergie au Sud 1,2 milliards d’individus : moins de 1$/jour 325 millions d’enfants non scolarisés 98% des analphabètes (1/5 personnes) 1/6 personne (1,1 Mrd) sans eau potable 2 Mrds sans électricité (PNUD 2001) 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 Pays émergents (Inde, Chine) Le Sud en quelques chiffres 17/11/09 Amiens

15. La fourniture durable d’énergie au Sud Demande en énergie des zones reculées Indépendance énergétique En veillant à : Ne pas affecter le sol, l’eau, la biodiversité Cultures sans intrant et sans arrosage Fournir un bon rendement Ne pas demander trop de temps de travail Cultures demandant peu d’entretien Energie renouvelable, bioénergie, Efficacité énergétique Ne pas empiéter sur les zones de culture de plantes alimentaires Cultures sur les terres marginales Ne pas être une plante alimentaire Jatropha curcas, pourghère Quelles solutions pour le Sud? 17/11/09 Amiens

16. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Plante non-alimentaire Pousse n’importe où, même sur les terres marginales Plante ne nécessitant pas de fertilisants Plante limitant l’érosion Plante non consommée par les animaux Plante résistante aux maladies Jatropha, l’or vert du désert Quelques-uns des mythes sur Jatropha « 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 » 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) 17/11/09 Amiens

17. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Jatropha, l’or vert du désert Marceau Vesperi, News.fr, Le 5 mars 2007 Inde, Philippines, Indonésie, Afrique du Sud, Burkina Faso, Mali, Ghana, Malawi, Zambie et dernièrement Madagascar : les pays producteurs sont de plus en plus nombreux. 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. 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. 17/11/09 Amiens

18. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Goodbye to all that JULY 17, 2009 BP Gives up on Jatropha for Biofuel 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. Adieu l’or vert??? 17/11/09 Amiens

19. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Espèce plastique Forêts tropicales humides Zone tropicale sèche (aride) Arbuste à petit arbre 2 m --- 10 m Perte des feuilles (saison sèche) --- 1700 m Altitude 0-500 m Température annuelle 18- 28°C 11°C --- --- 40°C Fruit Pluviométrie annuelle 300- 1000 mm Masse 0.41g (Cap Vert) 0.87g (Brésil) Humidité 4.9 % (Angola) 11 % (Brésil) Huile (%/ poids graine) 48.2 (Sénégal) 60.8 (Brésil) --- 3000 mm Floraison: induction par la pluie 2 - 3 1--- ---5 (Nicaragua) Toute l’année Pousse n’importe où, même sur les terres marginales 17/11/09 Amiens

20. Jatropha, source de biocarburant au Sud? 11 origines géoographiques, 4 zones de culture La croissance est fonction des conditions environnementales Pousse n’importe où, même sur les terres marginales Plasticité phénotypique (Heller, 1992) 17/11/09 Amiens

21. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Rendement conservé? Nb moyen de fruits/rameau Poids moyen de la graine % moyen d’huile/graine IRD/ISRA Dakar Lot de graines « sélectionnées » pour leur production Zones peu fertiles Non ombragées Faible pluviométrie Alimentation hydrique Floraison Remplissage des grains Pousse n’importe où, même sur les terres marginales 17/11/09 Amiens

22. Jatropha, source de biocarburant au Sud? De 1986 à 2003 Région de Nashik : 610 mm/an, 8000 ha Après 7 ans : 1,25 t/ha Arrêt de la production 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 Culture en zones marginales Rendements marginaux Pousse n’importe où, même sur les terres marginales Essais en Inde(source R. Pirot, CIRAD) 17/11/09 Amiens

23. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Népal (UK Oil seed project) Jatropha, Rajasthan (The Jatropha System) OUI NON (Travaux C. Valentin, IRD) Plante limitant l’érosion 17/11/09 Amiens

24. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Propagation par bouturage R latérales 1 R pivot D1Oil OUI NON Plante limitant l’érosion Propagation par graine 17/11/09 Amiens

25. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Flavonoïdes Glucosyl-flavonoïdes Sapogénines stéroïdiques Substances naturelles accumulées Feuille Triterpènes Ecorce Tanins (37%) Couleur bleue Curcine: toxalbumine Composés cyanogènes Tige Latex Tanins (10%) Hydrocyanic acid (HCN) Curcine: toxalbumine Curcacyclines Inhibiteurs de trypsine Acid phytique (12%) Saponines Curcine Phorbol esters (3%) Diterpènes Triterpènes Phorbol esters Coumarines Variétés non toxiques Fruit Racine Plante non alimentaire, non consommée par les animaux 17/11/09 Amiens

26. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Composés Localisation Effet Curcusone B Jatrophone Jatropholone Anti-métastasique Antitumoral Gastroprotectif +++ +++ +++ Diterpènes Racines Terpénoïdes Promoteur de tumeurs Inhibiteur de la migration des cellules cancéreuses - - - +++ Phorbol esters Graines +++ +++ +++ α-Amyrine Friédeline Feuilles Tiges Anti-nocicepteur Précurseur de stéroïdes Arrêt des saignements Triterpènes • - - - • +++ • +++ • +++ • +++ Flavonoïdes Apigénine Inhibiteur de digestion Anti- inflammatoire Hypotenseur Glycosyl- Flavonoïdes Feuilles Composés phénoliques Vitexine Racines Résistance aux pathogènes Colorant Coumarines F, T Tanins Poison Antitumoral - - - +++ +++ +++ - - - - - - +++ - - - Curcine Curcaïne Gr, T Protéines Latex Agent coagulant Immunosuppresseur Curcacyclines Gr, T Inhib. de trypsine Graines Inhibiteur de digestion Déficience minérale Antioxydant, anticancéreux,….. Acide phytique Graines Autres Acide hydrocyanique Poison Latex, Ecorce 17/11/09 Amiens

27. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Chauffage Graines Inhibiteurs de trypsine Inhibiteurs de digestion et de croissance Inactivé Inactivé ~Toxicité de la ricine, abrine Agglutination des érythrocytes Curcine Facteurs stables à la chaleur Acide phytique Chélateurs de métaux (Ca, Fe) Promoteur de tumeurs (activation de la protéine kinase C) Phorbol esters Tourteau non consommable Toxicité du biocarburant? Plante non alimentaire, non consommée par les animaux Toxicité pendant la récolte? 17/11/09 Amiens

28. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Nombreuses réponses cellulaires Prolifération cellulaire Tumeurs 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

29. Jatropha, source de biocarburant au Sud? Différents parasites et maladies Monoculture Majeurs en Afrique continentale (D1Oil): Golden flea beetle, Mineuse de feuilles, Mildiou, Termites, Mites, …. Plante résistante aux maladies Plantes isolées saines 17/11/09 Amiens

30. Quelques-uns des mythes Quelques-unes des réalités Plante non-alimentaire Plante non consommée par les animaux Plante toxique Pousse n’importe où, même sur les terres marginales Production fonction de la qualité du sol, du climat, de la fourniture en eau, des pratiques culturales Plante ne nécessitant pas de fertilisants Plante résistante aux maladies Plante sensible à de nombreuses maladies Plante limitant l’érosion Plante pouvant favoriser l’érosion Amélioration variétale Augmenter les rendements et les qualités de la plante Jatropha : un nouvel or vert? Jatropha : Plante non domestiquée Plantations issues de cultures de graines sauvages 17/11/09 Amiens

31. Amélioré Domestiqué Sauvage Cultivé Sélection Croisements Croisements intra et/ou interspécifiques Augmentation de la variabilité génétique Sélection phénotypique Multiplication Individus performants Forte production d’huile Faible toxicité Résistance aux maladies ……. Jatropha : un nouvel or vert? 17/11/09 Amiens

32. 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 • Développer des variétés « non toxiques » 17/11/09 Amiens

33. → Les variétés cultivées ont bénéficié d’un programme de sélection Meilleur rendement sur des terres peu fertiles Pas de compétition pour les terres avec les cultures vivrières Eviter la ruée vers l’or!!!! Jatropha : un nouvel or vert? Conclusion Cultiver Jatropha pour obtenir du biocarburant? OUI, SI → 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 Le bénéfice retourne au cultivateur 17/11/09 Amiens