Contaminations par des droites ou des algues étrangères

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L’état de la malnutrition à Madagascar et aux Comores.

La malnutrition peut être définie comme alimentation mal équilibrée ou mal adaptée à un individu ou à une population.
Dans les pays en voie de développement (PVD), y compris Madagascar et Comores, la malnutrition infantile se manifeste par des retards de croissance. Les carences alimentaires peuvent être quantitatives (sous nutri tion), qualitatives (manque de micronutriments) ou les deux (le plus souvent) et sont une cause très fréquente de l’état de malnutrition. (La malnutrition dans les PEV, Loïc Charpy 2008).
Les carences en micronutriments sont principalement liées au faible contenu des micronutriments des régimes alimentaires. Elles représentent un problème de santé publique aux conséquences physiologiques et économiques non négligeables.
A Madagascar, bien que les tendances récentes soient en nette amélioration, l’Unicef estime à 50% de la population le nombre d’enfants qui souffrent de problèmes de croissance liés à une malnutrition chronique. Le taux de mortalité des enfants de moins de cinq ans reste à 25% (Unicef, statistiques 2003).
Pour le cas des Comores, le milieu rural présente un chiffre important des enfants en bas âge souffrant de la malnutrition. Le taux de la malnutrition infantile aux Comores a sensiblement élevé ces dernières années avec 42,3%en 2001 contre 43,1% en 2009 (IFPRI, 2010).

Historique et perspectives de l’algoculture 

Les algues sont consommées par l’homme depuis la préhistoire. Les Aztèques pratiquaient l’algoculture de la spiruline comestible au XVIe siècle.
_ La première culture expérimentale d’algue unicellulaire fut réalisée par Beijerinck en 1890, avec une souche de Chlorella vulgaris.
_ En 1919, Warburg utilise pour la première fois une culture d’algues comme modèle d’étude en physiologie végétale.
_ Au début des années 50, des chercheurs du Carnegie Institute, à Washington s’intéressent à la culture d’algues pour réduire les teneurs en CO2.
_ En 1960, aux États-Unis, Oswald et Golueke proposent de traiter les eaux usées en y cultivant des micro-algues, et de récupérer la biomasse obtenue pour la convertir en méthane (biogaz).
_ En 1978, la crise du pic pétrolier incite le Department of Energy’s Office of Fuel Development des États-Unis à entamer des travaux sur la production de biomasse algale et sa transformation en biocarburants. Ces travaux, qui s’échelonneront de 1978 à 1996, seront brutalement interrompus avant de connaître un nouvel essor avec la recherche d’énergies renouvelables.
(Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Algoculture) Alors que la production de biomasse algale présentait un attrait fort en aquaculture, leur intérêt comme producteurs de composés fins en pharmacologie, cosmétologie et en agro-alimentaire a commencé à retenir de plus en plus l’attention des industriels et scientifiques.
En une période de 30 ans, l’algoculture s’est sensiblement développée pour atteindre des productions annuelles de l’ordre de millier de tonnes (annexe 1).

LA GESTION ET L’UTILISATION DE L’EAU EN CULTURE D’ALGUES

Les limites de salinité et d’alcalinité permises en culture d’algues sont assez larges mais on se place en général vers les minima, pour des raisons d’économie (sauf si la source d’alcalinité est très bon marché), avec une salinité totale de 13 g/litre et une alcalinité de 0,1 molécule-gramme/litre (b = 0,1) ; mais ces concentrations peuvent être doublées sans inconvénient. Il peut même être avant ageux de travailler à une basicité double pour atténuer les fluctuations de pH dans l’après-midi, surtout en surface ou dans les angles du bassin quand l’agitation est déficiente. L’alcalinité est habituellement apportée par du bicarbonate de sodium, mais ce dernier peut être remplacé en partie par de la soud e caustique ou du carbonate de sodium qui ont d’ailleurs l’avantage de relever le pH initial du milieu de culture (par exemple 5 g/l de bicarbonate + 1,6 g/l de soude donnent un pH de 10) ; le carbonate ou la soude peuvent même être la seule source d’alcali nité à condition de les bicarbonater au gaz carbonique ou par exposition à l’air avant usage.
En plus du sel et de la soude, le milieu de culture contient des engrais pour assurer la croissance des spirulines, comme en agriculture habituelle. Les trois principaux éléments sont:
_ L’azote (N).
_ Le phosphore (P).
_ Le potassium (K).
_ D’autres éléments doivent aussi être ajoutés s’ils ne sont pas apportés en quantité suffisante par l’eau, le sel et les engrais. Ces éléments additifs sont :
_ Le soufre (S).
_ Le magnésium (Mg).
_ Le calcium (Ca).
_ Et le fer (Fe).
Une analyse de l’eau et du sel est utile pour calculer la dose de Mg, Ca et Fe à ajouter car un excès de ces éléments peut être nocif (perte de phosphore soluble, formation de boues). L’eau, le sel et les engrais apportent souvent assez d’oligoéléments :
_ Le bore.
_ Le zinc.
_ Le cobalt.
_ Le molybdène.
_ Et le cuivre, etc.).
Mais comme ceux-ci sont coûteux à analyser, on préf ère, quand on le peut, ajouter systématiquement les oligo-éléments, au moins les principaux.
Les sources d’azote préférées des spirulines sont ‘ammoniacl et l’urée, mais ces produits sont toxiques au-delà d’une concentration limite (l’urée s’hydrolyse peu à peu en ammoniac).
Le nitrate n’est pas réellement sans risque car il peut se transformer spontanément en ammoniac dans certaines conditions (en présence de sucre par exemple et sans doute d’exopolysaccharides (EPS) sécrétés par la spiruline elle-même). Vice-versa l’ammoniac (issu de l’urée par ex emple) s’oxyde plus ou moins vite en nitrate par le phénomène naturel connu sous le nom de nitrification.

La spiruline d’un point de vue scientifique

La Spiruline était à l’origine considérée comme une algue. Cependant, en 1960 une claire distinction entre procaryote et eucaryote a été définie, basée sur la différence d’organisation cellulaire : les procaryotes regroupent les organismes dépourvus de compartiment cellulaire tandis que les eucaryotes regroupent ceux qui possèdent des organelles c’est à dire des nucléoles et des mitochondries (Durand-Chastel, 1993). En 1962, Stanier et al (Stanier, 1974 ; Stanier et Van Niel C. B., 1962) constataient que cette algue bleue-verte était dépourvue de compartiments cellulaires, et donc faisait partie des procaryotes ; ils proposaient de désigner ce microorganisme «Cyanobactérie». Cette nouvelle désignation est fin alement acceptée et figure pour la première fois au «Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology en 1974» (Stanier, 1974 in Durand-Chastel, 1993).
Ripley Fox (1999) a classifié ce microorganisme (p.03 de cet ouvrage), mais jusqu’à présent une grande différenciation de sous genre apparait compliquée et plusieurs personnes l’ignorent.

Répartition géographique de la spiruline

La Spiruline se développe préférentiellement dans des eaux chaudes, alcalines et riches en nutriments azotés et phosphorés. Plus communément, elle s’observe dans les eaux saumâtres, ainsi que dans les lacs salins de r égions tropicales et semi-tropicales (Castenholz et al. 2001). Son caractère thermophile et ses besoins importants en lumière limitent son aire de répartition à une bande intertropicale située environ entre 35° de latitude Nord et 35° de latitude Sud.
Sa forte plasticité écologique permet de la retrouver à l’état naturel à la fois dans les lacs alcalins en Afrique (Tchad, Ethiopie, Tunisie, Madagascar), en Amérique latine (Mexique, Pérou), en Asie du Sud (Inde, Sri Lanka, Thaïlande).

Morphologie et caractères généraux

La Spiruline est une cyanophycée microscopique d’une longueur moyenne d’environ 250 m.
Elle est composée de filaments mobiles de 10 à 12 m de diamètre non ramifiés et enroulés en spirale, généralement en 6 ou 7 spires.Cette forme hélicoïdale lui donnant l’allure d’un minuscule ressort lui a valu son appellation de « Spiruline » (Geitler 1932).
Cependant les Spirulines présentent différentes formes. On trouve des formes spiralées classiques, ondulées et parfois droites. Cette particularité est en relation directe avec les conditions écologiques rencontrées dans leur habitat.
Plus précisément, la Spiruline est constituée de cellules transparentes empilées bout à bout formant ainsi un filament ou trichome. L’enroulement du trichome sur lui-même s’effectue suivant le sens des aiguilles d’une montre lorsqu’on regarde au dessus de la spirale. Les facteurs environnementaux tels la température auraient cependant une influence sur l’orientation de l’hélice, (Muhling et al. 2003). Cette morphologie typique lui permet de se déplacer dans l’eau en adoptant le mouvement d’une vis. Le système pigmentaire de la Spiruline est constitué de :
_ chlorophylle a .
_ pigments hydrosolubles, les phycobilines rouge (phycoérythrine) et bleu (phycocyanine) .

Conditions physiques et chimiques de croissance

Pour se développer, la Spiruline a besoin d’éléments minéraux simples tels l’eau, les sels minéraux, le CO2 et l’O2 qu’elle puise directement dans son milieu tout en utilisant la lumière solaire comme source d’énergie grâce à son système pigmentaire.
La Spiruline croît dans des milieux naturels caractérisés par des eaux saumâtres, chaudes, alcalines (8< pH <11,5) et natronées (fortement concentrées en carbonates et bicarbonates) de la zone intertropicale. En règle générale les phosphates, les carbonates, les nitrates et le fer, sont les éléments limitants de la production phytoplanctonique dans les milieux aquatiques. Dans les gisements naturels, ces éléments sont apportés par les bassins versants.
La Spiruline se développe dans des eaux chaudes (28 à 40°C) et bénéficiant d’une intensité lumineuse élevée. Le vent joue un ôler important en créant une agitation qui favorise une dispersion homogène de la Spiruline dans le milieu, et donc son exposition à la lumière. En milieu naturel, lorsque les conditions sont optimales, les Spirulines peuvent se développer en grande quantité et entrent alors en compétition avec d’autres organismes.
Lors des efflorescences, la consommation des carbonates et bicarbonates entraîne une augmentation du pH limitant ainsi la croissance des autres microorganismes

Table des matières

I. MATERIELS ET METHODES
I.1. Matériels
I.2. Méthodes
II. RESULTATS
II.1. Caractéristiques géo climatiques des lieux d’étude
II.1.1. Caractéristiques géographiques
II.1.2. Caractéristiques climatiques
II. 2. L’état de la malnutrition à Madagascar et aux Comores
II.3. Les besoins alimentaires des enfants en bas âge
II.4. L’ALGOCULTURE
II.4.1. Historique et perspectives de l’algoculture
II.4.2. La gestion et l’utilisation de l’eau en culture d’algues
II.4.2.1. Comment préserver la qualité de l’eau dans la culture de spiruline ?
II.4.2.2. Comment recycler l’eau ?.
II. 5. LA CULTURE DE LA SPIRULINE
II.5.1. La spiruline d’un point de vu scientifique
II.5. 2. Répartition géographique de la spiruline
II.5. 3. Morphologie et caractères généraux
II.5. 4. Composition et valeur nutritionnelle de la spiruline
II.5. 5. Cycle biologique de la spiruline..
II.5. 6. Conditions physiques et chimiques de croissance
II.6. ETABLISSEMENT ET INSTALLATION D’UNE FERME DE CULTURE
II.6.1. Choix du terrain
II.6. 2. Influence du climat
II.7. AMENAGEMENT
II.7. 1. Bassin en bâche plastique
II.7. 2. Bassin en argile
II.7. 3 Bassin en « dur » (béton, parpaings, briques)
II.7. 4. Couverture du bassin de culture
II.7. 5. Nombre et surface de bassins
II.7. 6. Adduction d’eau
II.8. MISE EN CULTURE DE LA SPIRULINE
II.9. LES DIFFERENTES ANALYSES
II.9. 1. Mesure de la concentration en spiruline
II.9. 2. Mesure de la salinité du milieu de culture avec un densimètre
II.9. 3. Mesure du pH d’un milieu de culture
II.9. 4. Mesure de l’alcalinité (alcalimétrie)
II.9. 5. Mesure de la turbidité du milieu de culture
II.9. 6. Mesure de l’aptitude au lavage de la biomasse
II.10 ENTRETIEN
II.10. 1. Agitation
II.10. 2. Evolution du pH
II.10. 3. Ombrage
II.10. 4. Niveau d’eau
II.10. 5. le Fer
II.10. 6. Oligoéléments
II.10. 7. Exopolysaccharide (EPS)
II.10. 8. Contamination par petits animaux
II.10. 9. Contaminations par des droites ou des algues étrangères
II.10.10. Contamination par micro-organismes
II.10.11. Empoisonnement chimique
II.10.12. Manque d’oxygène (hypoxie)
II.10.13. Maladies
II.10.14. Métaux lourds
II.10.15. Epuration du milieu de culture
II.10.16. Nettoyage des bassins
II.11. LA RECOLTE
II.12 RENDEMENT
II.13. EVOLUTION PHOTOSYNTHETIQUE DE LA SPIRULINE
II.14. Schéma du système intégré proposé à Toliara en 2001
II.15. Valeur estimative pour mettre en marche une ferme de culture
III.16. Résultats thérapeutiques de la spiruline
III.2. DISCUSSION
CONCLUSION
LISTE DES ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE

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