La production des résidus de mangue et de l’anacarde et leur utilisation

MEMOIRE DE FIN DE CYCLE
En vue de l’obtention du DIPLOME D’INGENIEUR DU DEVELOPPEMENT RURAL
Option : Agronomie

La production des résidus de mangue et de l’anacarde et leur utilisation

La production et utilisation des résidus de mangue 

Au Burkina Faso, la production fruitière est dominée par la mangue qui occupe 58 % des vergers et représente 56 % de la production fruitière nationale (PAFASP, 2011). Elle représente l’un des secteurs clés de l’économie Burkinabè. Les productions annuelles de mangues ont connu une importante évolution ces dernières années passant de 160 000 tonnes en 2009 à plus de 404 000 tonnes en 2014 (Bakouan, 2015). La filière mangue occupe un très grand nombre d’acteurs qui sont : les producteurs, les transformateurs, les commerçants et les exportateurs. Cependant seule une faible quantité de la mangue produite est séchée ou commercialisée à  état frais pour le marché international. Aussi, avec la poussée des agents pathogènes, de grandes quantités de mangues pourrissent dans les principales zones de production au Burkina Faso. Parmi ces agents pathogènes, la mouche de fruit engendre des pertes de l’ordre de 30 à 100 % (Ouedraogo, 2002). A ces pertes, s’ajoutent d’importantes quantités de mangues déclassées de la transformation à l’usine pour cause d’avaries et des déchets (peau, noyau et pulpe) issus de la transformation représentant 20 à 40 % des quantités transformées. Pour une production nationale annuelle de 160 000 tonnes de mangues, en plus des pertes économiques (en amont et en aval), il se pose d´importants problèmes de nuisance et de gestion des déchets Kiendrébéogo et al. (2013). En 2010 par exemple, sur 530 tonnes de mangue achetée par la coopérative agricole du Kénédougou (COOPAKE), environ 108 tonnes ont été avariées soit près de 30 % de pertes. Cette perte sur la matière première qui est de 5,5 millions de FCFA, va créer un manque à gagner de 12 à 13 millions de F CFA sur le bilan de la campagne Kiendrébéogo et al. (2013). L’unité de séchage de gebana afrique a produit en 2013, 15000 kg d’épluchure de mangue, 25000 kg de mangue entière impropres au séchage. La biomasse végétale accumulée constitue une source de déchets biologiques pouvant engendrer la nuisance.

Les modes de valorisation des déchets de la mangue 

L’utilisation des sous-produits dans l’alimentation des animaux est une pratique courante, pour pallier certaines situations de carence alimentaire. Dans la périphérie de Bobo-Dioulasso, ville située à l’Ouest du Burkina Faso, les éleveurs de porcs font recours à une gamme variée d’aliments de bétail dont ceux non conventionnels comme la mangue. L’étude de Kiendrébéogo et al. (2013) a montré que le séchage au soleil de provendes obtenues par mélange de déchets de mangue (peau et pulpe) et de son (absorbant) permettait de mieux valoriser ces déchets et les rendre plus disponibles pour l’alimentation des animaux d’élevage, en particulier les porcs. Par ailleurs, la biotransformation de ces résidus de mangues constituerait donc une voie de valorisation de la production des fruits (mangues) au Burkina Faso, à travers la production de divers solvants (bioéthanol) ou de biocombustibles (biogaz, biocarburants) Somda (2012). Selon cet auteur, les résidus issus de différentes pertes et transformations industrielles sont susceptibles de servir de matières premières en biotechnologie.

La production et utilisation des résidus de l’anacarde 

Les noix d’anacarde produisent en moyenne 21 % d’amande, 73 % de coques brutes et 6 % de pellicules (Tagutchou et Naquin, 2012). En effet, les coques d’anacarde ligneuses représentant environ 73 % de la masse des noix brutes sont abondantes et encombrantes et constituent des déchets polluants, corrosifs, nocifs et toxiques (Tagutchou et Naquin, 2013). L’augmentation du nombre d’usines a entrainé une production abondante de ces coques. A titre d’exemple l’ANATRANS, société de transformation de noix de cajou basée à Bobo-Dioulasso dans la région des Hauts Bassins au Burkina Faso, transforme en moyenne 3000 tonnes de noix de cajou brute par an. Cela génère 2190 tonnes de coques de noix de cajou (déchets) soit 73% de noix brute transformée et constitue une quantité énorme de déchets à évacuer Doba (2016). Les études de Godjo et al. (2015) révèlent qu’au Bénin 10959 tonnes de coques d’anacarde ont été produites en 2013 au sein des unités de transformation de la noix de cajou.

Les modes de valorisation des résidus d’anacarde 

Le décorticage des coques nécessite des opérations coûteuses en énergie. Près de 95 % des noix sont exportées sous forme brute, principalement vers l´Inde, ce qui fait perdre une part importante de la valeur ajoutée que l’on aurait pu tirer de la transformation locale. A l’échelle artisanale ou semi-industrielle, comme par exemple dans la région de BoboDioulasso au Burkina Faso, la règlementation interdit la combustion des coques d’anacarde dans les usines, entrainant l’usage du bois et/ou du gaz comme source d’énergie, ou le développement de filières alternatives de valorisation énergétique des coques. Aussi pour créer de la valeur ajoutée à leur activité de transformation, certaines unités de transformation telle que l’ANATRANS valorise les coques de noix de cajou par extraction du CNSL (Cashew Nut Shell Liquid) Doba (2016). Par ailleurs dans certains pays comme le Bénin, pour faire face aux difficultés d’accès à l’énergie et de gestion des déchets issus de la transformation des noix d’anacarde, les coques stockées dans les usines de transformation sont directement utilisées comme combustibles. Elles sont ainsi brûlées dans des fours ou dans des chaudières pour fournir l’énergie nécessaire à la fragilisation des noix, l’étuvage et le séchage des amandes. Cette combustion non contrôlée génère d’importantes nuisances car l’huile, le CNSL (Cashew Nut Shell Liquid) qui est un mélange de molécules phénoliques imbibe ces coques en produisant des fumées âcres et irritantes pour les yeux (Tagutchou et Naquin, 2012). Pour pallier ce problème au Bénin des pyrolyseurs sont utilisés pour valoriser les coques d’anacarde en gaz et charbon Godjo et al. (2015). Les coques d’anacarde sont aussi valorisable par le compostage. C’est le cas de la recherche menée par Sakinah et al. (2013) qui ont montré que les coques de noix de cajou peuvent être valorisées en compost. Le temps de dégradation des coques généralement long a été réduit grâce à une technique de bio-activation en utilisant des bactéries (Trichoderma spp et les bactéries cellulolytiques) et un broyage des coques. Les résultats de cette étude ont montré qu’un sachet de 50 g du compost de noix cajou peut remplacer un sachet de 100 g de fumier de chèvre pour accroitre les pépinières d’anacardier avant leur transplantation sur le terrain. De plus le compost enrichi de Trichoderma spp a révélé une influence significative pour la résistance contre l’attaque des agents pathogènes tels que la Ridigoporus lignosus qui cause la maladie de champignon des racines.

Généralité sur le compostage 

Définition du compostage

Selon la FAO (2005) le compostage est un processus naturel de «dégradation» ou de décomposition de la matière organique par les micro-organismes dans des conditions bien définies. Selon la nature du processus de décomposition le compostage est subdivisé en deux catégories :

♢ Le compostage anaérobie où la décomposition se produit quand l’oxygène (O) est absent ou présent en quantité limitée. Dans ce processus, les micro-organismes anaérobies dominent. Les produits de la décomposition sont des composés intermédiaires comme du méthane, des acides organiques, du sulfure d’hydrogène et d’autres substances.
♢ Le compostage aérobie où la décomposition a lieu en présence d’un excès d’oxygène. Au cours de ce processus, les micro-organismes aérobies décomposent la matière organique et produisent du gaz carbonique (CO2), de l’ammoniac, de l’eau, de la chaleur et de l’humus, qui est le produit organique final relativement stable.

Table des matières

INTRODUCTION
I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. La production des résidus de mangue et de l’anacarde et leur utilisation au Burkina Faso
1.1.1. La production et utilisation des résidus de mangue
1.1.2. Les modes de valorisation des déchets de la mangue
1.1.3. La production et utilisation des résidus de l’anacarde
1.1.4. Les modes de valorisation des résidus d’anacarde
1.2. Généralité sur le compostage
1.2.1. Définition du compostage
1.2.2. Les facteurs de réussite du compostage aérobie
1.2.2.1. L’aération et l’humidité
1.2.2.2. La température
1.2.2.3. La composition biochimique de départ
1.2.3. Les différentes phases du processus de compostage
1.2.3.1. La phase mésophile
1.2.3.2. La phase thermophile
1.2.3.3. La phase de refroidissement
1.2.3.4. La phase de maturation
1.2.4. La microbiologie du compostage
1.2.5. Les sources de matière organique valorisables en agriculture
1.2.5.1. L’utilisation des activeurs
1.2.5.1.1. L’activeur« compost plus»
1.2.5.1.2. Le fumier
1.2.6. L’importance du compostage
1.2.7. L’importance du compost dans l’amélioration des propriétés du sol
1.2.7.1. L’Effet du compost sur les propriétés physiques du sol
1.2.7.2. Les effets du compost sur les paramètres chimiques du sol
1.2.7.3. Les effets du compost sur les propriétés biologiques du sol
1.2.8. Les contraintes liées au compostage au Burkina Faso
1.2.9. La qualité du compost
1.2.9.1. Les paramètres physiques
1.2.9.2. Les caractéristiques chimiques classiques
1.2.9.2.1. Le pH
1.2.9.2.2. Le rapport C/N
1.2.9.2.3. Les teneurs en éléments traces métalliques (ETM)
1.2.9.2.4. Les teneurs en éléments fertilisants des composts
1.2.9.3. Les paramètres biologiques : Test respirométrique
1.2.9.4. La phytotoxicité
II. PRESENTATION DU SITE DE COMPOSTAGE ET METHODOLOGIE
2.1. Présentation du site de compostage
2.2. Matériel
2.2.1. Le principal matériel de compostage
2.2.2. Les activeurs et produits améliorants du compost
2.2.3. Matériel de mesure
2.3. Méthodologie
2.3.1. Mise en fosse des résidus de mangue avant le compostage
2.3.2. La préparation des matériaux avant l’édification du tas
2.3.3. Les matériaux entrant dans la composition du compost
2.3.3.1. Edification des tas de compost
2.3.4. L’apport d’eau
2.3.5. Le retournement des tas
2.3.6. La collecte des données sur les différents types de compost
2.3.6.1. La variation de la température
2.3.6.2. L’évaluation de la valeur fertilisante des composts
2.3.7. La détermination des paramètres physico-chimiques
2.3.7.1. Le taux d’humidité des composts à l’état sec
2.3.7.2. La valeur agronomique des composts
2.3.7.2.1. La préparation des échantillons
2.3.7.2.2. La détermination du taux de matière organique
2.3.7.2.3. La détermination du carbone total contenu dans les différents échantillons
2.3.7.2.4. La détermination de l’azote total, du phosphore total et du potassium total
2.3.7.2.5. La détermination du rapport C/N
2.3.7.2.6. La détermination du calcium total et du magnésium total
2.3.7.2.7. La mesure du pH
2.3.8. Analyse statistique
III. RESULTATS ET DISCUSSION
3.1. Résultats
3.1.1. Les paramètres physiques des composts
3.1.1.1. Evolution de la température des composts en fonction du temps
3.1.1.2. Variation du taux d’humidité des composts à l’état sec
3.1.2. Les paramètres chimiques des composts
3.1.2.1. Evolution de la teneur en MO et du carbone total des composts en fonction du temps.
3.1.2.2. Evolution de la teneur en azote total
3.1.2.3. Variation de la teneur en phosphore total
3.1.2.4. Variation de la teneur en potassium total
3.1.2.5. Variation du rapport C/N des différents types de compost
3.1.2.6. Variation de la teneur en calcium total
3.1.2.7. Variation de la teneur en magnésium total des différents composts
3.1.2.7. Variation du pH eau des composts
3.1.3. Classification des composts obtenus et leurs comparaisons aux normes internationales
3.2. Discussion
3.2.1. Les paramètres physiques
3.2.2. Les paramètres chimiques des composts
3.2.2.1. Evolution de la matière organique (MO) des composts
3.2.2.2. Les teneurs en éléments minéraux des composts
3.2.2.3. Evolution du rapport C/N
3.2.2.4. Variation du pH
3.3. Classification des composts et leurs comparaisons aux normes internationales
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Quantité de matériaux entrant dans la fabrication des différents types de compost
Tableau 2 : Variation de la teneur en MO (%) des composts en fonction du temps
Tableau 3 : Variation de la teneur en carbone total (%) des composts en fonction du temps
Tableau 4 : Variation de la teneur en azote total (%) des composts en fonction du temps
Tableau 5 : Variation de la teneur en phosphore total (mg/kg) des composts en fonction du temps
Tableau 6 : Variation de la teneur en potassium total (mg/kg) des composts en fonction du temps
Tableau 7 : Variation du rapport C/N des composts en fonction du temps
Tableau 8 : Variation de la teneur en calcium total (mg/kg) des composts en fonction du temps
Tableau 9 : Variation de la teneur en magnésium total (mg/kg) des composts en fonction du temps
Tableau 10 : Caractéristiques chimiques des différents composts