Sciences et Médecine
Détermination de la composition physico-chimique des feuilles
de Calotropis procera provenant de Ouagadougpu (Burkina
Faso) et de N'Dj~ména (Tchad)
M. MILAITIl,3 ,A. S. TRAOREI ET R. MOLETTA2
1. Laboratoire de bioclùmie et de microbiologie <FA.S.T.) Université de Ouagadougou 03 BP 7021 Ouagadougou 03 Burkina Faso
Tél. . (226) 33.20.41/30.88.52 Télécopie: (226) 30.72.42 - E-MAIL: astraore@minitel.refer.org
2. INRA- Laboratoire de Biotechnologie de J'environnement (L.B.E.) Avenue des Etangs - 1110 Narbonne - France Tél. +334.68.42.51.51 -
Fax: 334.68.42.51.60
3. Facuhé des Sciences exactes et appliquées (f.S.E.A.) Université de N'Djaména B.P. 1027 Tchad - Tél. : (235) 52.97.40 1 (235) 841 7502
Fax: (235) 51.40.33 E-mail: mmilaiti@yahoo.fr
Introduction
l'environnement (LIDON B et Coll 1979
LETTINGA G 1980),
Letravail que nous avons mené s'inscrit dans Dans lecadredenotretravail, nousnoussommes
un contexte où se pose le problème de
intéressés à une plante à latex, le Calotropis
l'énergie et de l'environnement dans le monde
procera qui présente des caractéristiques assez
et en particulier dans les pays en voie de
intéressantes : elle a une croissance rapide et
developpement.
pousse à toutes les saisons. Elle est très adaptée
Dans ce contexte, beaucoup de pays essayent
à la sécheresse et très largement répandue dans
d'établir une politique énergétique cohérente qui
les zones sahéliennes en particulier au Tchad et au
permet d'amorcer une transition vers d'autres
Burkina Faso. C'est une plante qui peut offrir une
sources
d'énergie,
vers
d'autres
formes
source de biomasse végétale régulièrement
d'utilisation énergétique et vers d'autres
disponible (BER HAUT J 1971, VON MAYDELL et
comportements face aux ressources naturelles
Coll 1990).
(GORDON E. 1980, NACRO M. 1978).
Notre contribution consiste à mener au laboratoire
Plusieurs travaux de recherche sont menés dans
des analyses afin de déterminer la composition
le monde sur les procédés de valorisation de
physico-chimique de Calotropis procera en
diverses formes de biomasse afin d'apporter des
fonction de sa provenance. Cette étude permettra
solutions aux problèmes de l'énergie et de
aussi d'évaluer les potentialités énergétiques de
Calotropis procera et sa biodégradabilité.
Méthodes et matériels
Le test statistique utilisé a été la comparaison de
deux échantillons indépendants dans le cas des
grands échantillons (N ~ 30) selon la loi normale
Les échantillons ayant servi aux analyses ont été
centrée réduite (ou loi de Gauss).
obtenus de la collecte des feuilles de C. procera,
organisée à Ouagadougou ou à N'Djamena. Ces
feuilles ont été prélevées au hasard à partir des
Détermination des éléments
plantes adultes dans les pourtours ou à l'intérieur
minéraux
des villes citées. Chaque échantillonnage a été
réalisé sur quarante arbustes. Les feuilles
récoltées ont été séchées à l'étuve puis finement
Les résidus minéraux ont été repris et acidifiés par
broyées aux mailles de
30 ml de HCI 2N. La solution obtenue a été ajustée
1 mm pour donner une
poudre destinée aux différentes analyses. La
à 100 ml d'eau distillée et filtrée. Le dosage des
matière sèche étant déterminée immédiatement
cations (Na+, K+, Ca 2 +) a été réalisé par
après récolte et selon la norme" American Public
spectrophotomètre de flamme, CIBA-CORNING
Health ".
Analy1ical Modèle 410.
Rev. CAMES - Série A, vol. 02, 2003
87
Sciences et Médecine
Par contre les anions ont été dosés par
La détermination de l'azote total a été établie par la
chromatographie à échange d'ions. L'appareil
méthode Kjeldahl. La teneur en protéine a été
utilisé
a
été
le
DIONEX-100
ION
obtenue en multipliant l'azote total par le facteur de
CHROMATOGRAPH relié à "un automated
conversion 6,25 (%Nx6,25).
sampler". Il a été muni d'une colonne d'affinité à
support de résine (AS 12A) à température
La cellulose, l'hémicellulose et la lignine ont été
ambiant~ et d'un intégrateur qui a analysé les ions
dosées par la méthode de VAN SOEST. Avant le
par traitement du logiciel Peaknet.
dosage, l'échantillon dégraissé a été broyé et
tamisé à la grille de 1 mm suivant les normes en
Le dosage du phosphore a été réalisé par un
usage (norme AFNOR 1982, NFV 18-091).
spectrophotomètre UVIKON spectrophotometer
930. Il a été déterminé par la méthode
Les lipides ont une solubilité différentielle dans les
colorimétrique.
solvants organiques. On utilise cette propriété par
la méthode de SOXLET pour les extraire. Cette
Détermination de la composition
analyse a été réalisée par l'appareil d'extraction à
6 postes (SOXTEC SYST HT 1043 EXTRACTION
moléculaire et macromoléculaire
UNIT) avec un solvant à reflux (éther de pétrole).
des échantillons de C. procera
Pour déterminer la demande chimique en O2
Le dosage du carbone organique total (COT) a été
(DCO), nous avons réalisé le dosage de la quantité
réalisé par la méthode de la combustion
d'oxygène nécessaire à l'oxydation chimique de la
catalytique de la matière organique à haute
matière organique. Le détail des opérations est
température avec de la platine sur iode. L'analyse
précisé dans la méthode AFNOR N"T90-101.
a été faite directement dans un analyseur de
carbone Dohrmann DC-190 muni d'un détecteur à
Résultats
infra rouge non dispersif. Un intégrateur fourni les
quantités de COT directement en mg/I grâce à un
Les résultats obtenus lors de la détermination de la
affichage digital. Le traitement des données a été
composition physico-chimique des feuilles de
obtenu par le logiciel, interface RS-232. Les gaz
Calotropis procera sont consignés dans les
porteurs ont été: 1'02 à grande pureté, le CO2 et le
tableaux ci-dessous (tableaux n° 1 à 3). Ils sont
CO «1 ppm), le carbone total «1 ppm). La
obtenus à partir de la matière sèche (MS) des
détermination de la matière organique (MO) a été
échantillons provenant de Ouagadougou (15,5%
obtenue en multipliant le COT par le facteur de
de la matière fraîche) et ceux provenant de
conversion qui est de 1,724.
N'Djaména (16,2% de la matière fraîche).
Table 1 : Composition ionique de C. procera en fonction de sa provenance
Table 1 : ionic Composition of Calotropis procera in function of origin
Echantillon des
•
•
feuilles de Calotropis
Ouagadougou
N'Djaména
Drocera
Na+ (ma/a MS)
4,08 ± 0,03
4,99 ± 0,04
K + (mala MS)
21,50 ± 0,02
25,16 ± 0,012
Ca2+ (mala MS\\
6,81 ± 0,01
8,38 ± 0,07
CI- (ma/a MS\\
352,06 + 0,02
425,21
+ 0,031
S042- (mo/a MS)
8,85 ± 0,01
9,68
± 0,06
P (ma/a MS)
127,451 ± 0,03
150,53 ± 0,047
• Moyenne ~ écart type de trois dosages (chaque dosage est appliqué à l'ensemble de N=40)
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Sciences et Médecine
Tableau 2 : Teneurs en carbone, azote et composés organiques de Calotrospis procera en fonction
de sa provenance
Table 2 : Content in carbon, nitrogen and organic matter of C. procera in function of origin
Echantillons des feuilles de
Ouagadougou'
N'Djaména'
Ca/otroois orocera
PourcentaQe de carbone (%)
47,231 ± 1,056
48,534 ± 0 625
Matières orClaniQues (%)
81,426 ± 1,821
83,673 ± 1,079
PourcentaQe d'azote (%)
2,676 + 0263
2,546 + 0,16
Pourcentaqe de protéines (%)
16,324 ± 1,642
15,913 ± 1,00
Pourcentaqe de lipides (%)
6,172 ± 0,17
6,744 +0,253
'Moyenne ~ écart type de cinq dosages (chaque dosage est appliqué à l'ensemble de N=40)
Tableau 3 : Analyse des fibres des échantillons de C. procera en fonction de leur provenance
Table 3 : Analysis of fibre of C. procera in function of origin
Echantillons des feuilles
Ouagadougou
N'Djaména
de Calotroois Drocera
Cellulose (en %)
37,84 ± 0,2
36,043 + 0,184
Hérnicellulose (en %)
17,07 ± 0,21
16,47 ± 0,4
Lignine (en %)
22,4 ± 0,34
25,02 ± 0,07
Moyenne ~ écart type de trois dosages (chaque dosage est appliqué à l'ensemble de N=40)
L'étude comparative de la composition physico-
Ouagadougou et 149,952 mg/g MS pour
chimique des deux échantillons a permis d'obtenir
l'échantillon de N'Djaména. Dans les deux cas, ces
les mêmes types de composés à travers les trois
valeurs sont jugées assez fortes.
tableaux. Les valeurs des composés ioniques et .
celles
des
composés
moléculaires
et
La teneur en carbone et en azote (tableau 2) de
macromoléculaires présentent une différence
Cafofropis procera provenant de Ouagadougou
significative au risque 0.05 (P > 0,05).
(47,231 % et 2,676 % respectivement) et de
N'Djaména (48,534 % et 2,546 % respectivement)
L'étude de la composition ionique a donné les
ont permis d'établir la teneur en matière organique
mêmes composés ioniques (Na+, K+, Ca2+, CI-,
(MO) et celle en protéines brutes de chaque
S04 2-) dans les deux types d'échantillons
échantillon par les facteurs de conversion
consignés dans le tableau 1. Nous faisons
(%MO =% C x 1,724 et % protéines = % N x 6,25).
remarquer que le C0
Sur le même tableau, est présenté la teneur en
3 - et le P04-3 ont été pris en
lipides totaux pour chaque échantillon. Ces
compte dans cette analyse mais ils n'ont pas été
résultats ont montré l'importance de la matière
détectés dans ces échantillons.
organique dans les échantillons, résultats qui sont
La valeur en phosphore dans la matière sèche est
confirmés par les valeurs de DCO obtenues à
de 127,451 mg/g MS pour l'échantillon de
partir de ces échantillons (985,125 mg 02/g MS
pour l'échantillon de Ouagadougou et 997,72 mg
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Sciences et Médecine
02/g MS pour l'échantillon de N'Djaména).
avait une composition en matière organique de
8 % et en matière cellulosique de 74 %. Ca/otropis
L'analyse des "fibres" des échantillons de
procera peut constituer un substrat de prédilection
Ca/otropis procera provenant de Ouagadougou et
pour les micro-organismes de la fermentation
de N'Djaména donne sensiblement les mêmes
anaérobie et prédispose la biomasse Végétale à
proportions de
lignines,
de cellulose
et
une biodégradabilité importante (SALL 1989,
hémicellulose (tableau 3).
GORDON E 1980, CHANDLER JB 1980). Les
valeurs de DCO (985,125 mg 02/g MS pour
Discussion
l'échantillon de Ouagadougou et 997,72 mg 02/g
MS pour celui de N'djaména ) confirment la
La composition ionique des échantillons de C.
richesse du substrat en matière organique. Ces
procera provenant de Ouagadougou et de
valeurs permettent d'estimer globalement que le C.
N'Djaména présente, dans leur ensemble, des
procera est potentiellement énergétique. En
valeurs qui ne sont pas Iimitantes. En l'occurrence
revanche, la teneur en lignine jouerait un rôle
les valeurs de Na+, K+ et Ca 2 + peuvent
déterminant dans la digestibilité de ce substrat. La
théoriquement stimuler la digestion anaérobie.
lignine apparaît souvent comme un facteur limitant
Lorsque ces valeurs sont élevées (8 ; 12 et 3g/l
pour la digestibilité, mais le broyage du substrat
respectivement), elles peuvent devenir inhibitrices
constitue un des prétraitements qui permet de
puis toxiques pour une telle digestion. LAROCHE
lever celte difficulté (LE GAIL J et Coll 1977 ;
en 1983 a établi que le niveau de toxicité varie
GOMA G et Coll 1979).
selon que ces ions agissent seuls ou combinés car
Les rapports CIN, CIP, CINIP, de C. procera valent
ils ont des effets synergiques ou antagonistes.
respectivement 17,65 ; 11,425 et 31,5/2/1 pour
Dans la nature, le soufre existe sous différents
l'échantillon de Ouagadougou. Pour l'échantillon
états d'oxydation. Dans nos échantillons, nous
provenant de N'Djaména, ces rapports sont
l'avons décelé sous la forme la plus oxydée le
respectivement de 19,1 ; de 13,4 et de 15/1/1. Les
valeurs de ces rapports sont limitantes pour les
S04'2. La présence de ce composé à un certain
deux échantillons parce qu'inférieures à des
niveau de concentration inhibe la méthanogénèse
rapports optimaux qui sont de 30 pour CIN, 150
en créant une compétition entre les bactéries
pour CIP et 150/5/1 pour G/N/P. Ces facteurs
sulfato-réductrices et les bactéries méthanogènes
constituent des paramètres importants dans la
pour l'acceptation des électrons (TRAORE AS et
méthanogénèse de substrats complexes. Ils
coll, 1981). Nos valeurs sont suffisamment faibles
permettent de prévoir de manière générale "état
et ne peuvent pas gêner la méthanogénèse. Il en
d'équilibre influençant la digestibilité d'un substrat
de même pour les valeurs en CI-, qui en excès,
complexe (SEGURA J, 1980).
peuvent être toxiques pour les bactéries de la
biométhanisation (GERRITSE J, 1996).
Les valeurs obtenues sont certes limitantes, mais
elles suggèrent néanmoins que Ca/otropis procera
Les valeurs en phosphore de nos échantillons sont
serait facilement hydrolysable avec risque d'une
de 127,451 mg/g MS pour ceux de Ouagadougou
accumulation d'ammoniaque. A des concentrations
et de 149,942 mglg MS pour ceux de N'Djaména.
élevées, l'ammoniaque pourra devenir toxique
Ces valeurs sont
au-delà des besoins en
pour le consortium bactérien. Pour améliorer ces
phosphore qui sont évalués au 1/5 de ceux en
facteurs, il conviendrait de mélanger C. procera
azote. Cela explique le fait que C. procera pousse
avec d'autres substrats. Il est aussi important de
généralement sur des terrains riches en
souligner
que
ces
paramètres
varient
phosphore.
considérablement avec "age et les conditions de
croissance du végétal.
Les tableaux 2 à 3 permettent d'observer que le C.
procera présente une teneur assez élevée en
matières organiques pour les deux types
Conclusion
d'échantillons. La composition en matières
organiques de Ca/otropis procera est comparable
L'analyse
du
substrat
végétal,
pour
la
à celle de Euphorbia tirucalli qui est également
détermination de sa composition physico-chimique,
une plante à latex valorisée énergétiquement au
a donné des résultats intéressants. Ces résultats
Kenya et au Sénégal. Cette plante au Sénégal
ont montré que C. procera est très riche en
Rev. CAMES - Série A, vol. 02, 2003
90
Sciences et Médecine
matières organiques et peut constituer un bon
- GORDON E. 1980. Les espoirs du biogaz.
substrat pour la production de l'énergie biologique.
Sciences et avenir; 397 : 37-42.
En comparaison avec d'autres substrats et en
- LAROCHE M. Métabolisme intermédiaire des
considérant sa vitesse de croissance et son
acides gras volatils en fermentation méthanique
adaptation à la sécheresse, C. procera apparaît
Thèse de Docteur-Ingenieur: Institut National
comme un substrat intéressant pour la valorisation
des Sciences Appliquées de Toulouse, 1983.
énergétique dans le procédé de biométhanisation.
130p.
Il peut devenir, par sa culture intensive, une source
- LE GAIL J., HATCHIKIAN C.E. 1977. La
de biomasse régulièrement disponible à tout
fermentation méthanique de la cellulose.
moment.
Cadarache, Cen ; 25 p.
Remerciements
- LETTINGA G. 1980. Les techniques de
valorisation énergétiques de la biomasse par
Les auteurs tiennent à remercier la Coopération
voie humide. Cahier du Cenca ; (n° hors série) :
française, le Laboratoire de Biotechnologie et
411.
Environnement (LBE) de Narbonne, l'Université de
Ouagadougou et l'Université de N'Djaména qui ont
- LIDON B., NACRO M. 1979. La fermentation
soutenu financièrement, matériellement et
méthanique
dans
la
région
Soudano
moralement ce travail.
sahélienne : une source d'énergie pennanente,
une contribution importante à la gestion des
ressources
naturelles.
CIEH-IRAT,
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Rev. CAMES - Série A, vol. 02, 2003
91
Sciences et Médecine
'CI) Les feuilles de Calotropis procera récoltées au
~ Calotropis procera leaves were collected
E hasard dans les deux villes (Ouagadougou et
CtI
randomly
around
Ouagadougou
and
~ N'Ojaména) ont été séchées et broyées. La
E N'Djaména, the collected samples were dried
'CI) poudre obtenue à partir de ces échantillons
E and ground. The obtained powder was
a: est soumise aux différentes analyses selon
::s subjected to different analysis according to
les normes AFNOR et " American Public
en AFNOR and "American Public Health".
Health ".
The ionic composition, molecular and
La composition ionique et la composition
macromolecular
composition
were
moléculaire et macromoléculaire ont été
established by spectrophotometer methods,
établies
par
les
méthodes
de
ion exchange chromatography, analytical
spectrophotomètre, de chromatographie à
combustion of organic materials and Kjeldahl,
échange d'ions, de combustion catalytique de
Van Soest and DCO methods.
la matière organique et celles de Kjeldahl, de
Van Soest et de DCO.
The ionic composition in table 1 described the
same ionic types (Na+, K+, Ca+2 , Cl- et
La composition ionique du tableau 1, donne
S04 2 }
and presented the values that
les mêmes types de composés ioniques
theorically stimulated the anaerobic digestion
(Na+, K+, Ca+2
of Calotropis. procera.
, CI- et S042-) et présente des
valeurs qui peuvent théoriquement stimuler la
Results is table 2 and 3 permitted the release
digestion anaérobie de Calotropis procera.
of richness samples in organic matters
(O.M.). The value of DCO samples confirmed
Les résultats des tableaux 2 et 3 ont permis
the richness in O.M. (985,125 mg 02/g DM
de dégager la richesse des échantillons en
for Ouagadougou samples and 997,72 mg
matière organique (M.O.). Les valeurs de
02/g D.M. for N'Djaména samples).
DCO pour ces échantillons ont confirmé cette
richesse en matière organique (985,125 mg
To foresee the biodegradation possibilities,
02/g MS pour l'échantillon de Ouagadougou
we were interested in differenl paramelers
et 997,72 mg 02/g MS pour l'échantillon de
CIN, C/P and C/N/P (17,65; 11,425; 31,5/2/1
N'Djaména).
for Ouagadougou sam pie respectively and
19,1; 13,1; 15/1/1 for N'Djaména sample
Pour
prévoir
les
possibilités
de
sa
respectively) .
biodégradation,
nous
nous
sommes
intéressés aux différents paramètres que sont
These factors were Iimited indeed, but lhey
le C/N, le C/P et le C/N/P (respectivement
suggesled the good digestion of substrate.
17,65 ; 11,425 et 31,5/212 pour l'échantillon de
Ouagadougou et respectivement 19,1 ; 13,1
These different resulls permitted us to
et 15/1/1 pour l'échantillon de N'Djamena).
conclude thal Calotropis. procera can
Ces facteurs sont certes limitants mais ils
constitute valorisable vegelable biomass
suggèrent néanmoins la bonne digestibilité du
source of biométhanisation.
substrat.
Key words : Calotropis procera, physico-
Ces différents résultats nous ont permis de
chemical composition, energelic valorisation,
conclure que Calotropis procera peut
biométhanisation
constituer une source de biomasse végétale
valorisable par la voie de la biométhanisation.
Mots clefs: Calotropis procera, composition
physico-chimique, valorisation énergétique,
biométhanisation.
'Rev. CAMES - Série A, vol. 02, 2003
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