Soutenance mémoire
Généralité sur la valorisation des déchets de pêche et de l’aquaculture
Les déchets des industries de la pêche et de l’aquaculture
Définition des déchets des industries de la pêche et de l’aquaculture
« Comme l’agriculture est l’art de cultiver les champs, l’aquaculture peut se définir comme l’art de cultiver les eaux ». Cultiver signifie mettre en œuvre des techniques de culture et d’élevage sur un milieu aquatique afin de créer ou de favoriser une production ayant une valeur économique. L’objectif de l’aquaculture est l’approvisionnement en produits halieutiques suffisants pour satisfaire le besoin de la consommation. Sur l’ensemble des produits aquatiques consommés dans le monde, les poissons occupent la première place avec 59,4 millions de tonnes. Suite aux recherches effectuées en vue de l’amélioration des rendements des élevages traditionnels en milieu tropical (Tilapia, Carpes), ces valeurs doivent être doublées d’ici 2020 et triplées d’ici 2040.
Les déchets des industries de la pêche et de l’aquaculture sont parmi les déchets des industries agroalimentaires des produits aquatiques d’origine animale. Ce sont des crustacés entiers qui se sont détériorés lors du stockage, du conditionnement et de la transformation. Ce sont aussi des sousproduits du conditionnement (des têtes, carapaces etc.…). Les déchets sont en majorité des substrats biodégradables, valorisables et recyclables.
Caractéristiques des déchets de l’industrie de la pêche
L’industrie de la pêche, comme le cas de Madagascar, ne récolte beaucoup que des poissons, et des Crustacés qui produisent des déchets comme :
– Pour les crevettes, ce sont des têtes, des carapaces et les crevettes bleues ou déshydratées.
– Pour les crabes, ce sont les carapaces, les appendices et les crabes morts.
– Pour les poissons, leurs déchets sont les écailles, les nageoires, les viscères.
– Pour les autres déchets de la pêche, ce sont donc les eaux de lavage des produits, des matériels (des machines) et des salles, et l’eau utilisée par aspersion des bloques de crevettes et des crabes, c’està-dire les eaux usagées dans l’usine.
Caractéristiques des déchets de l’industrie de l’aquaculture
L’aquaculture de crevettes à Madagascar fut entreprise suite à des études réalisées par France – Aquaculture. Dans le cadre du projet PNUD/FAO en septembre/octobre 1987 et en 1990, ont permis de découvrir l’existence de quelques 50 000 ha de sites, des vastes tannes d’arrière mangroves avec des terres argileuses particulièrement favorables à l’établissement des bassins.
Dans le même cadre du projet, a été prévue la réalisation d’un programme destiné à faire des tests d’élevage d’une ferme pilote d’aquaculture de crevettes à Nosy-Be qui comprend une écloserie d’une capacité de 5 millions de post-larves, 7 bassins de 1ha environ chacun et des infrastructures de travail. [18] En général, les industries de l’aquaculture produisent comme déchets les sous-produits de l’exploitation qui sont transformables et traitables. Il y a aussi les eaux usées, l’eau de lavage en aquaculture qui peuvent être recyclables et traitables. Les déchets en cartons, en cellophanes sont non dégradables mais particulièrement sont recyclables. Les sous-produits en question sont les déchets de Crustacés qui constituent les carapaces de crevettes, de langoustes, de crabes, et les déchets de tête des autres Penaeidae et Palinuridae. Puisqu’on parle particulièrement des déchets de crustacés, on va présenter quelques identifications sur ces substrats et leurs caractéristiques sont énumérés dans le tableau N° 01.
Dans les industries de pêche et de l’aquaculture, les différentes catégories des déchets des crustacés de la société de pêche et d’aquaculture sont les suivantes :
– les têtes de crevettes,
– les carapaces des crevettes, et des crabes
– les crevettes déchets, et crabes déshydratées ou moisies ou bleues,
– les coquillages.
– et les poissons accompagnants et restants dans les bassins de culture.
Valorisations des déchets de pêche et d’aquaculture
Jusqu’à présent à Madagascar, ces déchets sont envoyés directement à la décharge ou dans un espace libre et éloigné de la ville. Parmi les déchets de crustacés à faible pourcentage sont considérés comme matières premières qui sont mélangées à d’autres ingrédients pour la fabrication de granulés (provende). Les fractions protéiques produites et même les chitines sont utilisées pour l’alimentation des animaux par la provendérie. La provendérie est particulièrement intéressante, avantageuse dans les pays en voie de développement car l’élevage en général à Madagascar est une activité prépondérante. Dans les industries de la pêche et de l’aquaculture, les constituants valorisables prépondérants de ces sous-produits sont majoritairement les fractions protéiques et la chitine, et les constituants minoritaires telles que les caroténoïdes, la fraction aromatique et certaines enzymes. Les produits obtenus sont des résultats de l’extraction ou la séparation de leurs constituants et de la biotransformation de ces substrats tels que les têtes, les carapaces, les appendices des crustacés, les crabes et les crevettes déshydratées, les algues, et les coquillages sous l’action des enzymes. Autre que les substrats valorisables susmentionnées, il y a d’autres sous-produits spéciaux de l’industrie de la pêche qui sont les déchets de poissons comme les appendices et leurs tubes digestifs. De nombreuses applications de la chitine, du chitosane et de ses dérivés dans les domaines de l’alimentation, de l’agriculture, du traitement des eaux, du biomédical, de la cosmétique ont été étudiées.
A partir des restes de carapaces de crustacés, des chercheurs genevois ont développé un gel qui présente des propriétés intéressantes pour la fabrication de médicaments. La carapace de crabe pourrait bien devenir une matière première incontournable pour l’industrie pharmaceutique. De ce déchet qu’on jette chaque année en millions de tonnes, une équipe du laboratoire de pharmacie galénique propose en effet d’extraire un produit de haute technologie susceptible d’intéresser de nombreux secteurs de la médecine. Il s’agit d’un gel de chitosane dérivé de la chitine qui constitue la carapace des crustacés et des insectes possédant une propriété d’être liquide à basse température (10°C) et de se figer en une masse élastique lorsque la température atteint celle du corps humain (37°C). A cela s’ajoute sa biocompatible, biodégradabilité et bioadhésivité. Ces propriétés favorise la cicatrisation, aident à la reconstitution des os et du cartilage, inhibent la prolifération bactérienne et permettent une administration contrôlée de médicaments. Il n’en fallait pas plus pour que Robert Gurny, professeur, et Olivier Jordan, collaborateur scientifique déposaient deux brevets, en 2004 et en 2005, sur ce produit.
Le chitosane n’est pas une substance nouvelle. Il est connu et décrit depuis au moins un siècle. Il s’agit d’une longue molécule obtenue grâce à la «désacétylation» partielle ou complète de la chitine. C’est un polysaccharide extrait de manière industrielle à partir des déchets des crustacés.
Les chercheurs genevois ont pu, dans des conditions de laboratoire, fabriquer une poudre de chitosane dépourvue de toute impureté. Cette poudre, mélangée à l’eau, est un produit transparent et d’une grande stabilité. Plusieurs gels jouant le rôle de vecteur de médicament, dont certains sont également des gels thermosensibles, sont déjà commercialisés. Mais aucun, pour l’instant, n’allie toutes les qualités du chitosane: transparence, stabilité et biodégradabilité. La méthode de fabrication du gel de chitosane a fait l’objet d’un premier brevet en 2004. Mais il a encore fallu trouver un moyen de conserver le produit sans qu’il se dégrade. «Le problème du chitosane, c’est que s’il se réchauffe, il passe de l’état liquide à celui de gel et que cette transition est irréversible, souligne Olivier Jordan.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
I – SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I.1 Contexte général
I.2 Généralité sur la valorisation des déchets de pêche et de l’aquaculture
I. 2.1- Les déchets des industries de la pêche et de l’aquaculture
I. 2.1.1- Définition des déchets des industries de la pêche et de l’aquaculture
I. 2.1.2- Caractéristiques des déchets de l’industrie de la pêche
I. 2.1.3- Caractéristiques des déchets de l’industrie de l’aquaculture
I- 2-2 .Valorisations des déchets de pêche et d’aquaculture
I-3 Valorisation des déchets de crustacés
I-3.1 Définition des crustacés
I-3.2 Morphologie des crustacés
I.3.2.1 Couleurs
I.3.2.2 Différences entre les sexes
I.3.2.3 Éléments d’écologie
I-3.3 Classification de crustacés le plus étudiés
I.3.4- Les sous produits de crustacés et leur valorisation
I.3.4.1- Chitine
I.3.4.2- Chitosane
I.3.4.3- Les oligomères de chitosane
I.4 Les pays leaders dans la valorisation des déchets de crustacés
I.5 Potentialité de Madagascar
I.6 La composition chimique et biochimique des carapaces
I.7 Production des chitines et chitosanes
I.7.1- Hydrolyse chimique
I.7.2- Hydrolyse enzymatique
I.7.2.1. Réacteurs en lots (batch)
I.7.2.2. Réacteurs en colonne avec des enzymes immobilisées
I.7.2.3. Réacteurs avec des membranes d’ultrafiltration
I.7.2.4. Système combiné de production continue des oligomères
I.7.3. Activité antimicrobienne
I.7.4. Activité antifongique
I.7.5. Activité antivirale
I.7.6 Activité antitumorale
I.7.7. Activité anti-oxydante
I.7.8. Autres activités biologiques
I.8. Méthodes de séparation de chitine
I.8.1. Méthodes analytiques de séparation
I.8.1.1. Chromatographie
I.8.1.2. Électrophorèse
a) Effet du pH sur la mobilité électrophorétique
b) Effet de la force ionique sur la mobilité électrophorétique
I.8.2. Méthodes de séparation basée sur l’électrophorèse
I.8.2.1. Électrophorèse de zone
I.8.2.2. Isoélectrofocalisation
I.8.2.3. Électrophorèse Capillaire
I.8.3. Procédés de séparation
I.8.3.1. Procédés baro-membranaires
I.8.3.2. Procédés électro-baro-membranaires
I.8.3.3. Procédés électromembranaires
a) La membrane
b) Le champ électrique
c) Effet du débit
d) La configuration de la cellule
I.8.3.4. Type de procédés électromembranaires et applications
a) Contacteurs à membrane
b) GradiflowTM
c) Électrodialyse avec membrane d’ultrafiltration (EDUF)
II. MATERIELS ET METHODES
II.1 MATERIELS
II.1.1- Lieux de décharges
II.1.2- Matériels utilisés pour l’extraction de chitine et du chitosane
II.2 METHODES
II.2.1- Procédés de l’extraction
II.2.1.1- Méthode d’extraction de chitine
1) Préparation des matériels
2) Déminéralisation par l’HCl
II.2.1.2- Extraction de chitosane
1) Protéination et désacétylation par NaOH
2) Méthode d’identification de ces substances
3) Expérience avec les métaux lourds
II.2.2- La production des fruits de mer à Madagascar
II.2.3. Analyse bromatologique
II.2.3.1 Préparation des échantillons
II.2.3.2- Détermination des matières sèches (MS)
II.2.3.3- Détermination des matières minérales (MM) ou cendres brutes (CB)
II.2.3.4- Détermination des cendres insolubles (CI)
III. RESULTATS
III.1. Les biomasses à partir des crustacés des usines Nord-Ouest de Madagascar
III.2. Influence du temps sur la déminéralisation en fonction de la concentration d’acide digestive
III.3. Influence de la concentration de NaOH et de la température sur la désacétylation
III.4. Influence de la concentration de NaOH et du tempssur la désacétylation
III.5. Evaluation des conditions optimales d’extraction du chitosane
IV. DISCUSSION
CONCLUSION
