FACTEURS INFLUENCANT LE RENDEMENT ET LA COMPOSITION CHIMIQUE EN HUILE ESSENTIELLE DE Pelargonium roseum (Geraniaceae)

Milieux adaptés à Pelargonium roseum

Exigences écologiques du géranium rosat
Température : Critère important pour la géraniculture et la constitution des huiles essentielles de géranium, la température du jour doit être supérieure à 18°C. La température du sol doit aussi être comprise entre 24°C le jour et 20°C la nuit tandis que la température maximale est de 35°C étant donné que le géranium est une plante de désert, il peut supporter des températures élevées. Ainsi la température appréciable pour la géraniculture est comprise entre 18°C et 24°C. La température minimale est de 5°C pour protéger les feuilles qui sont très sensibles au gel [20, 62, 66, 76].
Lumière : Le géranium est une plante exigeante en lumière [20]. Ainsi le soleil doit être très suffisant pour assurer la photosynthèse sinon, la plante est mal développée : diminution de la floraison, étiolement, et les feuilles perdent ses couleurs et ses éclats. Par conséquent, afin d’aboutir à une bonne production, force est de les cultiver sur un terrain ensoleillé jouissant d’une forte luminosité (au moins 10 heures de soleil direct en été [20, 66]).
Eau : Le géranium, une plante très sensible au gel et pouvant supporter la sécheresse prolongée, n’apprécie pas tellement l’excès d’eau. Une forte pluviométrie dépassant 2000 mm associée à une forte chaleur, lui est néfaste par pullulation de maladies cryptogamiques. Mais le crachin hivernal (vers le mois de juillet) occasionne à merveille son développement.
Vent : Le géranium craint le vent en tant qu’arbrisseau car le vent contribue à la pullulation de maladies phytosanitaires par dissémination des inoculums [20, 62, 76].
Exigences édaphiques Les sols les mieux adaptés à la culture de géranium sont ceux qui ont une bonne porosité et perméabilité, et une bonne structure, légère, riche en matières organiques bien décomposées. Par contre, le géranium ne supporte ni les sols trop lourds ou trop riches en matières organiques mal décomposées, ni les sols de bas fonds hydromorphes (ou gorgés d’eau). La géraniculture convient très bien aux sols malgaches qui sont ferralitiques bien chaulés (Dolomie 1.250T à 4T/Ha) et bien amendés organiquement (plus de 25T/Ha de fumier) [66].
Maladies du géranium [26, 49] Les maladies de la culture de géranium citées ci-après sont les principales causes de régression qui pourraient mettre la plantation en péril jusqu’à 50% :
– maladies des feuilles : l’anthracnose ou la rouille, les bactérioses.
– maladies des racines : les flétrissements bactériens, les complexes parasitaires fongiques, les pourridiés

Bactérioses

      Ce sont des maladies causées par des agents bactériens appelés : Agrobacterium tumefaciens et Xanthomonas pelargonii.
– la bactérie Xanthomonas pelargonii provoque l’apparition des taches jaunes concentriques suivies de desséchement sur les feuilles et favorise l’apparition de taches translucides et noirâtres sur les feuilles. Ces taches entraînent la destruction fatale et même la mort de la plante.
– la bactérie Agrobacterium tumefaciens favorise la formation des galles de plante, surtout chez les plantes âgées. Elle entraîne au niveau de la feuille l’émergence d’une tumeur des nervures principales, la crispation du limbe. Par conséquent, la plante n’arrive plus à fleurir. Mais la contamination de ces bactéries peut être évitée par précaution sanitaire (destruction immédiate des plantes infectées, utilisation des bactéricides…)
Maladies des racines [63] : Le flétrissement bactérien provoqué par la bactérie dénommée : Pseudomonas solanacearum ou Ralstonia solanacearum est la plus dangereuse et la maladie la plus fréquente du géranium à Madagascar. Elle est responsable des dépérissements trouvés aux champs. Les feuilles de la plante sont fanées, leur couleur se ternit suivi d’un ralentissement rapide du développement végétatif surtout dans des conditions du milieu très défavorables. C’est dans le tissu que cette bactérie se multiplie, obstrue la lumière des vaisseaux et secrète des substances toxiques qui pourrissent et brunissent les conduites vasculaires. Durant les saisons chaudes et humides, et quand la température dépasse 30°C, la sévérité de ces bactéries apparaît et devient de plus en plus forte lorsqu’on s’approche de la température optimale de croissance de la plante. Mais si l’humidité est trop abondante, les tissus de la plante seront gorgés d’eau et par conséquent très sensibles à la bactérie. Divers facteurs peuvent propager cette maladie : sol contaminé, eau de ruissellement, instruments de travail (couteaux, sécateurs, faucilles, angady……). Mais ce sont les racines qui constituent le centre d’hébergement, de multiplication et de dissémination de cette bactérie dans le sol. D’autres plantes considérées comme mauvaises herbes sont aussi sources de cette bactérie et infectent le sol à savoir :
– Ageratum conyzoïdes ou « Hanitrinimpatsaka » une plante sauvage poussant dans les champs de culture de géranium.
– Bidens pilosa ou « Tsipolotra » très fréquent dans les champs de géranium.
L’infection de cette bactérie peut être anéantie par diverses mesures de prévention (terrain contaminé évité, instruments désinfectés, eau contrôlée par des canaux de drainage…….)
Autres maladies de la géraniculture [51, 63] : D’autres maladies cryptogamiques causées par des champignons comme Pythium sp et Puccinia pelargonii zonalis sont aussi à craindre pour le géranium. Ils peuvent se manifester à tout stade végétatif de la plante. Diverses luttes préventives et curatives peuvent être entreprises afin de mettre à terme ces maladies (boutures traitées avec des préparations antifongiques, association avec plusieurs matières actives de différentes modes d’actions)
Ennemis du géranium [63] : Les insectes comme les vers à blanc, les termites, les pucerons, les tarsonèmes, constituent les principaux ennemis du géranium. Mais ce sont les vers à blanc et les termites qui sont les plus dangereux.

Activités antimicrobiennes des huiles essentielles 

              Les différentes HE agissent dans presque tous les domaines de la santé. Elles sont antiseptiques, bactéricides, anti-virales, antibiotiques et antifongiques. Si les anciens Egyptiens recouraient à certaines HE pour embaumer leurs morts, c’est tout simplement parce qu’ils savaient qu’elles peuvent stopper l’activité microbienne responsable du pourrissement des corps.La grande majorité des HE ont ce pouvoir antibactérien mais certaines l’ont plus que d’autres. Les huiles essentielles ont la capacité première d’inhiber les germes infectieux et d’enrayer le retour éventuel de ceux-ci. En agissant directement sur le terrain, pénétrant immédiatement dans le sang (peau, tissu veineux, vaisseaux sanguins, …), elles vont développer pratiquement instantanément leurs propriétés thérapeutiques.En effectuant un aromatogramme, on peut décoder le terrain de la personne dans son déséquilibre, cette analyse apportant un très intéressant complément d’information, en orientant et étayant le diagnostic de façon précise. Les huiles essentielles favorisent le développement des souches saines : c’est là qu’elles démontrent toute leur action antibiotique. De plus, elles respectent la flore saine tout en attaquant la flore pathogène, contrairement aux antibiotiques chimiques.

Conclusion générale

              Effectué dans le cadre de DEA en Chimie Organique Option : « Produits Naturels », ce travail d’initiation à la recherche nous a permis d’acquérir et d’approfondir les connaissances sur les plantes aromatiques à vocation économique grâce à la contribution à l’identification au laboratoire des facteurs influencant le rendement et la composition chimique en huile essentielle de Pelargonium roseum : cas du géranium rosat de type Bourbon de la Ferme AGRICO de Betampona appartenant à la famille des Geraniaceae. Outre l’acquisition de la méthodologie de recherche, nous avons également obtenu des résultats intéressants concernant les facteurs qui influent sur le rendement en huile essentielle. Ainsi les résultats ont montré que, pour avoir un bon rendement en huile de géranium, la coupe de la matière verte doit être effectuée entre dix heures du matin et midi afin d’éviter l’effet de la rosée matinale. Le rendement dépend aussi de la proportion de la feuille/tige de la matière verte à distiller. Cette longueur ne doit pas dépasser les 15 premiers cm du bourgeon terminal de la plante. Le mode et la durée de stockage de la matière verte augmentent le rendement en huile de géranium que la plante soit exposée à la lumière ou mise à l’abri pour une durée de 24h. Mais un rendement plus appréciable est obtenu lorsque la matière verte est exposée au soleil.L’extraction des huiles essentielles HE1 et HE2 a pu être réalisée à l’aide d’un extracteur classique de type CLEVENGER et d’un alambic de type industriel de capacité de 300 à 400Kg de matières vertes. Les rendements sont les mêmes pour HE1 et HE2 à l’échelle de laboratoire mais différents à l’échelle industrielle (2,10%o pour HE1 et 3.03%o pour HE2). Cette différence pourrait être expliquée par de nombreux paramètres externes (conduite de distillation, feu, bois, eau,…..). Les caractéristiques organoleptiques ainsi que les caractéristiques physico-chimiques de HE1 et HE2 ont été décrits selon les normes AFNOR. Le fractionnement de HE1 et HE2 a été effectué par chromatographie sur colonne de silice 0.060-0.200mm et a permis d’obtenir les fractions produits oxygénés (PO) et hydrocarbures terpéniques (HY).Les chromatographies en phase gazeuse sur une colonne polaire Carbowax et sur une colonne apolaire (OV-1) couplée avec une spectrométrie de masse, ont été utilisées pour l’étude de la composition chimique de HE1 et HE2. Aussi bien pour HE1 que HE2, 37 constituants ont été séparés par cpg/sm et 30 constituants par Carbowax. Comme les constituants identifiés par ces deux cpg sont différents, 48 composés chimiques ont été recensés au total. L’huile essentielle de Pelargonium roseum est caractérisée majoritairement par le Citronellol (sur Carbowax : 23,85% pour HE1 et 20,50% celle de HE2, et sur OV-1 : 15,84 % HE1 ; 16,02% HE2). Sur les profils chromatographiques des produits fractionnés sur une colonne apolaire OV-1, les pics intégrés dans HY1 sont au nombre de 37 alors que dans HY2, ils ne sont que 25 pics. Quant aux produits oxygénés, 37 pics sont intégrés dans PO1 alors qu’ils sont au nombre de 40 pics dans PO2. De plus des constituants chimiques qui sont aussi majoritaires dans HY1 ayant comme temps de rétention 25.039 mn et 25.294 mn avec des concentrations respectives 5.750% et 5.184% n’apparaissent plus dans le chromatogramme de HY2. Ceci montre que l’exposition à la lumière des matières vertes a un impact sur la composition chimique des huiles essentielles. En ce qui conerne l’oxydation de certains hydrocarbures terpéniques en produits oxygénés, nous ne pouvons que le laisser dans une hypothèse à tester dans une étude ultérieure plus poussée car les constituants ne sont pas identifiés malgré la diminution des pics intégrés des HY dans HE1 et l’augmentation les pics intégrés des PO dans HE2. Les tests microbiens effectués sur les huiles essentielles HE1 et HE2 ont révélé des activités antimicrobiennes sur la bactérie Staphylococcus aureus et des actions antifongiques sur le Candida albicans. La réalisation du screening phytochimique nous a permis de montrer la présence des Alcaloïdes,Flavonoïdes, Tanins et Polyphénols, Cardénolides, Bufadiénolides, Stérols instaturés, et l’absence des Anthraquinones, Hétérosides cyanogènes et Saponines. Ainsi, cette contribution à l’amélioration de rendement en huile essentielle de Pelargonium roseum,géranium de type Bourbon originaire de la Ferme AGRICO de Betampona a été une occasion pour nous d’identifier les facteurs qui empêchent d’avoir en rendement de 2‰ chez les paysans, de déterminer/proposer des solutions agissant sur les facteurs contribuant à l’amélioration de la production en huile essentielle de géranium. De plus, c’est aussi une opportunité pour nous, de nous initier et de nous familiariser aux diverses techniques de laboratoire, de jouir de la pratique de certains tests microbiologiques. Et enfin, ce travail de recherche est une circonstance de mettre en application les notions théoriques que nous avons acquises lors de notre formation. L’identification des autres constituants de l’HE de Pelargonium roseum, géranium de type Bourbon originaire de la Ferme AGRICO de Betampona, fera l’objet d’une autre étude ultérieure. Ce mémoire constitue une contribution de complément de connaissances sur Pelargonium roseum à Madagascar. Nous espérons que les apports scientifiques de notre travail pourront aider les opérateurs économiques de la filière HE de Madagascar notamment Le Groupe AGRICO par le biais de la Ferme de Betampona.

Table des matières

Introduction générale
A. Partie théorique 
A.1. Présentation du milieu d’étude 
A.1.1. Ferme bio de Betampona
A.1.2. Caractéristiques climatiques et hydrographiques
A.1.3. Caractéristiques édaphiques
A.2. Présentation de la plante et travaux antérieurs 
A.2.1. Etude morphologique du Pelargonium roseum
A.2.2. Milieux adaptés au Pelargonium roseum
A.2.3. Quelques travaux effectués sur le géranium à Madagascar
A.3. Rappels théoriques sur les méthodes d’analyses des plantes et sur les huiles essentielles 
A.3.1. Screening phytochimique
A.3.2. Huiles essentielles
A.3.3. Biogenèse de l’huile essentielle de géranium rosat
A.3.4. Méthodes chromatographiques
A.3.5. Méthodes spectrales
A.3.6. Activités antimicrobiennes des huiles essentielles
A.5. Conclusion partielle 
B. Expériences – Résultats et discussions
B.1. Protocole de recherche sur l’amélioration du rendement du Pelargonium roseum à Betampona 
B.1.1. Problématique
B.1.2. Objectifs
B.1.3. Les quatre hypothèses de recherche
B.1.4. Méthodologie
B.2. Extraction de HE 
B.2.1. Matériels et méthodes
B.2.2. Extraction proprement dite
B.3. Résultats et discussions sur l’amélioration du rendement en HE du géranium
B.3.1. Influence de la proportion des feuilles
B.3.2. Influence de l’heure de coupe de la matière verte
B.3.3. Influence de la durée de stockage et du mode de conditionnement avant distillation
B.4. Conclusion partielle
B.5. Résultats et discussions à propos de l’action des photons sur les hydrocarbures terpéniques
B.5.1. Etude de HE1 et HE2
B.5.2. Analyse chromatographique
B.5.3. Analyse en spectrométrie de masse
B.5.4. Analyses antimicrobiennes
B.6. Screening phytochimique
B.7. Conclusion partielle 
Conclusion générale
Bibliographie
Webographie

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