Essaie de synthèse d’engrais chimique par valorisation de ...

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

GENIE DES PROCEDES CHIMIQUES ET INDUSTRIELS

SCIENCE DE L’INGENIEUR

Présenté par : Lanto Koloina Fenosoa RAKOTOARISON

Soutenue le 20 décembre 2016

Promotion 2015

Polytechnique, Premier Partenaire des Professionnels

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Master 2

Titre Ingénieur en Génie des Procédés Chimiques et Industriels,

parcours Génie des Procédés

CONTRIBUTION A LA VALORISATION DE

LA PEAU DE BANANE POUR LA

FABRICATION D’ENGRAIS CHIMIQUE

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

GENIE DES PROCEDES CHIMIQUES ET INDUSTRIELS

SCIENCE DE L’INGENIEUR

Polytechnique, Premier Partenaire des Professionnels

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Master 2 Titre

Ingénieur en Génie des Procédés Chimiques et Industriels, parcours Génie des

Procédés

CONTRIBUTION A LA VALORISATION DE

LA PEAU DE BANANE POUR LA

FABRICATION D’ENGRAIS CHIMIQUE

Présenté par : Lanto Koloina RAKOTOARISON

Soutenu le 20 décembre 2016

Membre du Jury :

Président : Monsieur RANDRIANA Nambinina Richard Fortuné

Encadreur : Monsieur Noëlson RANAIVOSAMOELINA

Examinateur : Madame Helisoamiadana Philippine

Monsieur RABIBISOA Daniel

Monsieur RAKOTOMAMONJY Pierre

Promotion 2015

i

REMERCIEMENTS Tout d’abord, mon premier remerciement se tourne vers Dieu qui m’a donné le savoir-faire,

la santé et la force pour l’accomplissement de ce présent mémoire. Je lui rends grâce pour sa

bienveillance durant toutes les épreuves de la réalisation du travail.

Je tiens à exprimer particulièrement tous mes remerciements à :

Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon, Professeur Titulaire, Directeur de l’Ecole

Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui m’a permis d’effectuer mes études au

sein de l’établissement,

Monsieur RANDRIANA Nambinina Richard Fortuné, Professeur, Chef de la mention

Génie de Procédés Chimiques et Industriels, pour avoir accepté de faire l’honneur de

présider cette séance malgré ses nombreuses occupations,

Monsieur RANAIVOSAMOELINA Noëlson, Enseignant chercheur au sein du

département Génie des procédés chimique et industriel au sein de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo, et d’accepter d’être mon encadreur et les précieux

soutiens et conseil pour ce travail de recherche de fin d’étude.

J’adresse aussi toute ma gratitude aux membres de jury, examinateur de ce mémoire :

Madame Helisoamiadana Philippine

Monsieur RABIBISOA Daniel

Monsieur RAKOTOMAMONJY Pierre

Je suis également redevable envers :

Tout le personnel, enseignant, technique et administratif de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo, pour le savoir-faire et les connaissances qu’ils m’ont

fournis pendant le cursus universitaire.

Enfin, je réitère ma profonde gratitude à :

Mes parents, pour leur encouragement et leurs précieux conseils depuis toujours,

ainsi qu’aux soutiens financiers pour la réalisation de ce présent mémoire,

ii

Toute la famille et les amis pour leur réconfort et surtout qui m’ont porté dans leur

prière.

A vous tous qui avez contribué de loin ou de près à la réalisation de ce travail, veuillez

recevoir l’expression de mes sincères et profondes gratitudes. Que Dieu vous bénisse !

iii

SOMMAIRE REMERCIEMENTS

SOMMAIRE

LISTE DES FIGURES

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES ANNEXES

LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES

INTRODUCTION

PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

CHAPITRE I : ETUDES DES ENGRAIS

CHAPITRE II : ETUDES DU SOL

CHAPITRE III : BESOIN DES PLANTES

CHAPITRE IV : GENERALITE SUR LA BANANE

DEUXIEME PARTIE : PARTIE EXPERIMENTALE

CHAPITRE V : ETUDE EXPERIMENTALE ET METHODOLOGIE

FLOW-SHEET

CONCLUSION PARTIELLE

TROISIEME PARTIE : ETUDE ENVIRONNEMENTALE ET ECONOMIQUE

CONCLUSION GENERALE

REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE

ANNEXES

TABLE DES MATIERES

iv

LISTE DES FIGURES Figure 1 : Récapitulatif des différents types d’engrais ..................................... 16

Figure 2 : Composition du sol ........................................................................... 18

Figure 3 : Triangle des textures de la composition minéral du sol ..................... 20

Figure 4 : Profil de sol montrant les horizons principaux ................................... 25

Figure 5 : Illustration du Complexe argilo Humique ou CAH ............................. 27

Figure 6 : Illustration d’échange d’ion dans le sol ............................................. 28

Figure 7 : Anatomie du bananier ...................................................................... 47

Figure 8 : Peau de banane fraiche directement récolté auprès des commerçants

......................................................................................................................... 50

Figure 9 : Peau de banane sèche ...................................................................... 51

Figure 10 : Four carbolite, pour calcination ...................................................... 52

Figure 11 : Cendre de peau de banane prête a être mis en solution ................. 53

Figure 12 : Solution de cendre de peau de banane apportée à ébullition à 100°c

......................................................................................................................... 53

Figure 13 : Solution de Carbonate double ......................................................... 54

Figure 14 : Cristaux de double carbonate accolé aux parois du bécher ............. 54

Figure 15 Tracé du comportement de la formation de précipite de BaCO3 ....... 59

Figure 16 : A gauche solution de double carbonate obtenue par l’eau de robinet,

et traitée par l’HCl Vue de face ......................................................................... 64

Figure 17 : A gauche solution de double carbonate obtenue par l’eau de robinet,

et traitée par l’HCl Vue de haut ........................................................................ 64

Figure 18 : Diagramme présentant quelques mot-clé et les relations et

interrelations entre 3 modes de compensation d'impacts écologiques, tels que

devant ou pouvant être compensés suite aux études d'impacts ....................... 67

Figure 19 : Cycle des nitrates ............................................................................ 69

Figure 20 : illustration du projet de triage sélective avec un 4eme bac a ordure

......................................................................................................................... 74

Figure 21 : illustration de l’installation d’énergie en biogaz, ainsi que l’utilisation

des déchets en engrais ..................................................................................... 75

v

LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Composition et classement des éléments contenu dans l’engrais .... 4

Tableau 2 : Consommation des Engrais ............................................................ 14

Tableau 3 : Composition en masse des éléments principaux............................. 37

Tableau 4 : Composition en masse des éléments secondaires .......................... 37

Tableau 5 : Situation de la production de banane ............................................ 46

Tableau 6 Precipitation du BaCO3 ..................................................................... 58

Tableau 7 : Dosage de la solution de double carbonate par l’HCl, avec 2

indicateurs différents ....................................................................................... 62

Tableau 8 : Dosage de la solution de double carbonate pour trouver la teneur en

CO2 .................................................................................................................. 63

Tableau 9 : Caractéristique des engrais obtenus .............................................. 67

Tableau 10 : étude économique de la sylvinite ................................................. 76

Tableau 11 : étude économique de l’engrais Potassium Sulfate ....................... 77

Tableau 12 : étude économique de l’engrais Potassium Nitrate ....................... 78

Tableau 13 : Comparaison économique des trois engrais ................................. 79

vi

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Calcul de la pureté de l’acide tartrique ............................................. c

Annexe 2 : Dosage du carbonate dans la sylvinite .............................................. c

Annexe 3 Calcul de la quantité nécessaire d'acide nitrique pour faire dégager le

CO2 ..................................................................................................................... d

Annexe 4 : Calcul de la quantité d’acide Sulfurique pour faire dégager le CO2 ... d

vii

LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES °C : Degré Celsius, unité de température

Kg : Kilogramme, unité de masse

Ml : Millilitre, unité de volume

Ar : Ariary, Unité monétaire Malagasy

Kwh : Kilo Watt Heure

(S1) : La solution de double carbonate

N : Normalité de la solution

V : Volume de la solution

C : Concentration de la solution

NPK : L’engrais a base d’azote, Phosphore et Potassium

Mm : millimètre,

∅ : Symbole du diamètre exprime en millimètre.

CAH : Complexe Argilo Humique.

OH : horizon humiliée

OF: Horizon de fragmentation

A: Horizon mixte

E: Horizon de lessivage

B: Horizon d’accumulation

S : Horizon d’altération

C : Roche

R : Roche mère

ASIS : Service d’Information des Sols Africains

CIAT : Centre d’Information d’agriculture Tropicale

RAKOTOARISON Lanto Koloina Fenosoa,

Master II, Ingeniorat

Contribution à la valorisation de la peau de banane pour la fabrication d'engrais chimique GPCI

1

Introduction 1.1. Context general

Madagascar est un pays à vocation agricole. Son emplacement géographique sur le globe

terrestre est un de ses plus grands avantages car le climat et les grandes terres lui donnent

ses potentiels dans le domaine agricole. En dépit de cela, on sait toujours que l'homme est à

la recherche de méthode technique non seulement simple mais surtout au moindre coût

possible, c'est pour cette raison que l'idée de valoriser des déchets afin de produire des

engrais chimiques est le principal but de cette étude. Le déchet à valoriser mis en question

ici est la peau de banane.

1.2. Problématique

La banane est un fruit tropical, massivement produite et surtout accessible dans le

commerce durant toute l'année à Madagascar. Mais d'un côté aussi les peaux de bananes

sont délaissées par les consommateurs et sont parfois source de pollution car la gestion de

ce déchet est assez compliquée, pourtant les peaux de bananes contiennent beaucoup de

substances valorisables qu'on peut extraire et exploiter.

On sait que Madagascar vit d’une majeure partie de plantation d’où, nécessité de fertiliser le

sol agricole. Le but de la fertilité du sol consiste donc à l’enrichir de minéraux et le donner un

potentiel à la fois productif et moins coûteux grâce à la valorisation de peau de banane.

On a donc eu l’idée de valoriser les peaux de bananes, en extraire les minéraux qui nous a le

plus intéressé pour pouvoir produire de l’engrais chimique et ainsi contribuer à la

fertilisation de sol.

Les questions qui se posent est donc :

Quel sont les minéraux qui nous ont intéressé pour la fabrication de cet engrais chimique ?

Quelles méthodes avons-nous élaborée pour arriver à notre produit ?


Master II, Ingeniorat


2

1.3. Hypotheses

Pour répondre à cette problématique, deux hypothèses ont été avancées:

Hypothèse 1 : Le potassium qui est l’élément majeur constituant les peaux de banane peut

être extrait et exploité pour produire un engrais chimique.

Hypothèse 2 : Un certain nombre méthodes purement chimique ont été établi pour extraire

le potassium de la peau de banane, ensuite des traitements pour aboutir a notre produit

final.

1.4. Objectif de l’étude

Les objectifs ici donc sont :

Valoriser les peaux de bananes d’un côté pour réduire la pollution et d’un autre pour

le transformer en engrais

Démontrer l’efficacité de l’engrais et démontrer une méthode à moindre coût pour

l’élaboration de ce projet de fabrication d’engrais chimique à base de potassium

Première Partie :

Etude Bibliographique


Master II, Ingéniorat


3

CHAPITRE I : ETUDES DES ENGRAIS

1.Historique sur les engrais

Les Égyptiens, durant des milliers d'années, ont utilisé les riches limons apportés par les crues

du Nil pour enrichir et entretenir les sols.

Divers amendements ont été utilisés dans le monde, des poissons enterrés sous le maïs en

Amérique du Nord, les excréments humains et animaux.

En Grèce antique, les engrais animaux et minéraux sont connus, ainsi que du fumier, et des

engrais verts, les plus souvent utilisés.

2.Généralités sur les Engrais

2.1.Définitions Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d’éléments minéraux, destinées

à apporter aux sols cultivés des compléments d’éléments nutritifs de façon à améliorer leur

rendement.

Cette opération consistant à apporter un engrais au sol s’appelle fertilisation.

Les engrais font partie des produits fertilisants. Les engrais compensent donc les pertes du sol

en éléments fertilisants sur une profondeur de quelques centimètres.

Les éléments fertilisants du sol, à côté des éléments prépondérants comme le carbone C,

l’hydrogène H et l’oxygène O fournis par l’air et l’eau, sont l’azote (N), le phosphore (P) et le

potassium (K) et dans une moindre mesure, le soufre (S), le calcium (Ca) et le magnésium (Mg).

En agrobiologie, on distingue les types suivants :




4

Tableau 1 : Composition et classement des éléments contenu dans l’engrais

Primaires Secondaire Tertiaires

N S Fe, Mn, Cu

P Ca Zn, Co, B

K Mg

Les primaires sont utilisés en grande quantité et sont indispensables

Les tertiaires sont aussi appelés oligo-éléments.

Il est à noter que les éléments fertilisants P et K sont souvent supposés être impliqués dans les

formes moléculaires P2O5 et K2O respectivement.

Tous ces éléments favorisent le métabolisme des végétaux afin d’augmenter la teneur en

substances utiles comme l’amidon, le sucre et les protéines.

Les engrais augmentent également la résistance des plantes aux intempéries et aux maladies.

2.2.Classification des Engrais Les engrais sont généralement classés selon la nature par leur teneur en NPK. NPK est un sigle

qui signifie azote, phosphore et potassium, d'après leur symbole chimique. Ces éléments

chimiques se retrouvent principalement dans les engrais, lesquels ont une composition

variable adaptée aux besoins de chaque type de plantes.

On distingue les engrais minéraux et les engrais organiques.

Selon le nombre d’éléments nutritif qu’il contient, un engrais est dit simple (N, P ou K ), binaire

( NP, NK ou NK ) ou ternaire ( NPK )

2.2.1.Engrais Minéraux

a. Engrais Azotés

Les engrais azotés sont multiples on peut citer entre autres :

Ammoniac anhydre, NH3 ( 82 % d’azote)

Sulfate d'ammonium, (NH4)2SO4 ( 20 à 22 %)




5

Cyanamide calcique, CaCN2, ( 18 à 21 %)

Urée CO(NH2)2 ;(N 46 %)

ammonitrates, à base de nitrate d'ammonium (NH4NO3) moyen dosage (N 25 à 27,5 %)

haut dosage (N 33 %)

Solutions azotées (engrais liquide)

Nitrate d'ammonium + urée (N 36 à 40 %)

Nitrate d'ammonium + urée + sulfate d'ammonium (N 25 à 36 %)

Nitrate de soude du Chili (N 16 %)

Nitrate de chaux (N 15 %)

Nitrate de calcium

b. - Engrais Phosphatés

Parmi les engrais Phosphatés on peut citer :

Phosphates naturels

Phosphate naturel tendre (P2O5 > à 25 %)

Phosphate naturel solubilisé (P2O5 > à 20 %)

Phosphate bicalcique (P2O5 > à 38 %)

Superphosphates

Superphosphate simple (P2O5 de 16 à 24 %)

Superphosphate triple (P2O5 > à 38 %)

Phospal phosphate alumino-silicique (P2O5 34 %)

Scories Thomas (P2O5 > à 12 %)




6

c. Engrais Potassiques

Chlorure de potassium, KCl (K2O 61 %)

Sulfate de potassium, K2SO4 (K2O 50 %)

Patentkali ou sulfate double de potassium et de magnésium

d. Engrais Complexe

Engrais binaires

Binaires NP

Phosphate d'ammonium

Nitrophosphate

Superphosphate ammonié

Binaires NK

Nitrate de potassium

Binaires PK

Scories potassiques

Supers potassiques

Phospal potassique

Bicalcique potassique

Engrais ternaires NPK, obtenus par mélange physique (engrais composés) ou par

combinaison chimique (engrais complexes)

Engrais complexes granulés (nombreuses formules)

Mélange en vrac ou bulkblending, formules à la demande

Ternaires liquides (solutions complexes)

2.2.2.Engrais organique

Déchets industriels d'origine animale

Farine de viande

Farine de poisson

Os broyé

Corne torréfiée

Boues de station d'épuration




7

Lisier

Fumier

Poudrette : excréments animaux ou humains desséchés et réduits en poudre

employés comme engrais.

Déchets industriels d'origine végétale

Tourteaux

Vinasse

Guano - Voir aussi Newbéryite

Remarque : On peut aussi noter que les engrais peuvent se classifier selon leurs origines, ou

selon leur nature.




8

a. Rôle des engrais [2]

Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin d'eau, de près de

vingt éléments nutritifs qu'elles trouvent sous forme minérale dans le sol, de dioxyde de

carbone (CO2) apporté par l'air, et d'énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne.

Puis, avec l'avènement de l'industrie chimique, charbonnière et pétrolière au XIXe siècle, sont

apparues des formes chimiques de plus en plus « pures » des éléments de base (NPK). Ces

engrais chimiques, en dépit de leurs effets immédiats sur la croissance, n'ont pas toujours été

facilement acceptés : par exemple, en 1858, dans le nord de la France, la presse locale

rapportait qu'à l’approche des semailles « les agriculteurs sont harcelés par des marchands

d’engrais qui prétendent que leurs concentrés chimiques sont plus efficaces que le fumier. La

Société impériale d’agriculture, qui a effectué des essais, met en garde contre ces engrais

concentrés, qui ne sauraient selon elle remplacer le fumier. »

Les engrais doivent apporter, en justes proportions :

Des éléments de base, aussi appelés macronutriments, azote (N), phosphore (P),

potassium (K); on parle des engrais ternaires de type NPK si les trois sont associés. Sinon,

on parle également des engrais binaires NP, NK, PK ou d'engrais simples s'ils sont

constitués d'un seul de ces éléments N ou P ou K.

Des éléments secondaires, calcium (Ca), soufre (S), magnésium (Mg).

Des oligo-éléments, tels que le fer (Fe), le manganèse (Mn), le molybdène (Mo), le cuivre

(Cu), le bore (B), le zinc (Zn), le chlore (Cl), le sodium (Na), le cobalt (Co), le vanadium (V)

et le silicium (Si).

Ces éléments secondaires se trouvent habituellement en quantité suffisante dans le sol, et ne

devraient être ajoutés qu'en cas de carence, la plupart devenant toxiques, à faible dose, au-

delà d'un seuil variant selon les éléments, certaines synergies entre éléments, et selon le pH du

sol.




9

Les plantes ont besoin de quantités relativement importantes des éléments de base, les

macro-éléments. L'azote, le phosphore et le potassium sont donc les éléments qu'il faut

ajouter le plus souvent aux sols pauvres ou épuisés par l'agriculture intensive. Ces ressources

sont consommées par les plantes et ne se reconstituent pas entièrement par la jachère.

L’azote

L’azote contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante. Il

est profitable à la plantation, au printemps, lors de la pousse de la végétation, et aux légumes

feuillus, à condition de le distribuer sans excès car cela se ferait au détriment du

développement des fleurs, des fruits (alimentation humaine) ou des bulbes, l'azote permet à la

plante de fabriquer en quantité et en vitesse accrue les acides nucléiques, aminés ainsi que la

synthèse des protéines et de la chlorophylle pour permettre à la plante une croissance plus

rapide. On trouve de l'azote dans le sang séché, dans les tontes de gazon ou dans le purin

d'orties. Sous forme chimique (ion NO3- dit « nitrate »), il est particulièrement soluble dans

l'eau et utilisé en excès il est à l'origine de la pollution azotée.

Le phosphore

Le phosphore renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines.

Le phosphore est extrait principalement des roches phosphatées, on le trouve également dans

la poudre d'os ou dans les fientes. Utilisé en excès, il est un facteur d'eutrophisation de l'eau.

Les engrais phosphatés chimiques contiennent une multitude d'éléments minéraux

secondaires et d'oligo-éléments dont de petites quantités d'uranium (radionucléide) et de

cadmium (métal lourd).

Le potassium

Le potassium contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits. Le potassium

se trouve dans la cendre de bois, qui peut par ailleurs contenir des métaux lourds, ou des

radionucléides dans certaines régions.




10

La chaux calcique est un amendement agricole et une source de calcium. La chaux dolomitique

fournit du calcium et du magnésium. Le soufre est généralement présent en quantité

suffisante dans le sol.




11

b. Application

Généralement, les engrais sont incorporés au sol, mais ils peuvent aussi être apportés par l'eau

d'irrigation. Cette dernière technique est employée aussi bien pour les cultures en sol,

traditionnelles, que hors sol, sur un substrat plus ou moins inerte, tel que terreau, tourbe, laine

de roche, perlite, vermiculite, etc. Une autre technique particulière, la culture hydroponique,

permet de nourrir les plantes avec ou sans substrat. Les racines se développent dans une

solution nutritive, eau plus engrais, qui circule à leur contact. La composition et la

concentration de la solution nutritive doivent être constamment réajustées.

Dans certains cas, une partie de la fertilisation peut être réalisée par voie foliaire, par

pulvérisation. En effet, les feuilles sont capables d'absorber des engrais, s'ils sont solubles, et si

la surface de la feuille reste humide assez longtemps. Cette absorption reste toutefois limitée

en quantité. Ce sont donc plutôt les oligo-éléments qui peuvent être ainsi apportés, compte

tenu des faibles quantités nécessaires aux plantes.

Sur des sols acides, on peut procéder au chaulage pour augmenter le pH. Cette mesure

augmente l'efficacité des engrais en favorisant l'assimilation par les plantes des éléments

nutritifs présents dans le sol.

Les engrais doivent être utilisés avec précaution. Il est généralement suggéré

D’éviter les excès, car au-delà de certains seuils les apports supplémentaires, non

seulement n'ont plus aucun intérêt économique, mais de plus, risquent d'être toxiques

pour les plantes, particulièrement en oligo-éléments, et de nuire à l'environnement;

De maîtriser leurs effets sur l'acidité du sol;

De tenir compte des interactions possibles entre les éléments chimiques;

De tenir compte des limites imposées par les autres facteurs de production.




12

c. Effet sur l’environnement et la sante [3] [4]

L'utilisation des engrais entraîne deux types de conséquences qui peuvent comporter des

risques sanitaires (atteinte à la santé de l'homme) ou des risques environnementaux (dégâts

sur les écosystèmes).

Le risque sanitaire le plus connu est celui relatif à la consommation d'eau riche en nitrate,

résultant de la fertilisation azotée, par le nourrisson.

Le risque environnemental le plus cité est celui de la pollution de l'eau potable ou de

l'eutrophisation des eaux, lorsque les engrais, organiques ou minéraux, répandus en trop

grande quantité par rapport aux besoins des plantes et à la capacité de rétention des sols, qui

dépend notamment de sa texture, sont entraînés vers la nappe phréatique par infiltration, ou

vers les cours d'eau par ruissellement.

Un risque environnemental moins cité, et pourtant très important lui aussi, est la contribution

au réchauffement climatique, due aux fortes émissions, après épandage, d'oxydes d'azote,

notamment le protoxyde d'azote (N2O), qui est un puissant gaz à effet de serre, à fort potentiel

de réchauffement global mais à durée de résidence modéré (de l'ordre de 100 ans).

Plus généralement, les conséquences de l'utilisation des engrais, qui peuvent comporter des

risques et qui sont soumises à la critique, sont les suivantes :

Effets sur la qualité des sols, leur fertilité, leur structure, l'humus et l'activité biologique ;

Effets sur l'érosion ;

Effets d'eutrophisation des eaux douces et marines liés au cycle de l'azote et de pollution

diffuse induite par la toxicité des nitrates dans l’eau potable ou pour certaines espèces,

et par leur caractère eutrophisant et favorisant la turbidité de l'eau;

Effets liés à la dégradation des engrais inutilisés, qui émettent des gaz à effet de serre,

oxydes d’azote (protoxyde d'azote N2O et N2O4), dans l’atmosphère8 ;

Effets d'eutrophisation des eaux douces et marines liés au cycle du phosphore

(eutrophisation voire Dystrophisation) ;




13

Effets liés aux autres éléments nutritifs : potassium, soufre, magnésium, calcium, oligo-

éléments ;

Effets liés à la présence de métaux lourds : cadmium, arsenic, fluor, présents dans les

engrais minéraux et dans les lisiers de porc ;

Effets liés à la présence d'éléments radioactifs (significativement présents dans les

phosphates),

Effets sur les parasites des cultures ;

Effets sur la qualité des produits ;

Pollution émise par l'industrie de production des engrais chimiques et certains engrais

organiques ;

Utilisation d'énergie non renouvelable pour leur transport et épandage épuisement des

ressources minérales ;

Effets indirects sur l'environnement, dont par la mécanisation pour l'agriculture intensive,

et les épandages.

d. Consommation Mondiale [6]

Entre 1972 et 1992, l'utilisation mondiale d'engrais est passée de 73,8 à 132,7 millions de

tonnes. Au Canada, l'utilisation des engrais est passée de près d'un million de tonnes en 1960 à

environ quatre millions de tonnes en 1985, tandis que le pourcentage des terres ayant reçu des

engrais est passé de 16 % en 1970 à 50 % en 1985.

La consommation mondiale d'éléments fertilisants s'est élevée à 179,4 millions de tonnes en

2007 : 61,6 % d'azote, 23,1 % de phosphates, et 15,3 % de potasses10. En 2007, les principaux

pays consommateurs sont les suivants:




14

Tableau 2 : Consommation des Engrais

Pays Million de tonne de nutriment

Chine 96,6

Etats-Unis 29,2

Inde 22,6

Brésil 11,3

Canada 4,7

France 3,8

Indonésie 3,7

Pakistan 3,6

Vietnam 2,7

Pologne 2,7

Allemagne 2,3

Turquie 2,2

Espagne 2,0

Australie 1,8

Argentine 1,8

Thaïlande 1,8

Russie 1,7

Mexique 1,6

Egypte 1,6

Liban 1




15

3.Conclusion Partielle [6]

L'objectif de la fertilisation est de satisfaire les besoins nutritionnels des plantes en complétant

l’offre du sol en éléments minéraux dans des conditions économiquement rentables. La

fertilisation doit tenir compte :

- Des objectifs de rendement et de qualité des différentes cultures

- De la biodisponibilité des éléments du milieu

- Du maintien du potentiel de production

- De la variabilité spatiale et temporelle du milieu

- De la préservation de l'environnement.

Cette définition appelle deux remarques :

On recherchera moins que par le passé à atteindre un niveau de teneur analytique d'un

élément dans un sol donné jugé par l'analyse de terre.

La notion de qualité sera très importante pour certaines cultures hors du champ

d'activité traité dans ce document (compte tenu des cultures concernées).




16

Pour faire un bref résumé, voici une illustration des diffèrent types d’engrais

Figure 1 : Récapitulatif des différents types d’engrais




17

CHAPITRE II : ETUDE DU SOL

1.Généralités et Définitions

Le sol est la couche superficielle de l’écorce terrestre qui sépare la lithosphère (enveloppe

rocheuse rigide du globe terrestre) de l’atmosphère.

Il fournit aux plantes les éléments nutritifs dont elles ont besoin et le support meuble dans

lequel les racines peuvent se développer.

La nature du sol est très variée. Il est composé :

- D’une fraction solide comportant des éléments minéraux et organiques ;

- D’une fraction liquide : eau et substances dissoutes appelée ‘’solution du sol’’ ;

- D’une fraction gazeuse : atmosphère du sol.




18

Voici l’image montrant la distribution de la composition du sol

Figure 2 : Composition du sol




19

1.1.Constituant du sol [9]

1.1.1.La fraction Minérale

On appelle terre fine, la terre dont on a éliminé les cailloux et graviers de plus de 2 mm. Elle

est constituée de sable, de limon et d’argile dont on peut connaître les proportions

respectives grâce à l’analyse granulométrique, qui les classifie selon leur taille, puis on

détermine la texture du sol grâce au triangle.

- Il est ainsi possible de prévoir son comportement physique, son potentiel de

production, les dates et types d’interventions culturales.

- Les particules argileuses jouent un rôle important dans la mise en réserve des

éléments nutritifs présents dans le sol et sur la capacité de rétention de l’eau.

La fraction minérale représente l'ensemble des produits de la dégradation physique puis

chimique de la roche mère. On peut les classer par diamètres décroissants:

- les graviers et cailloux : ∅ > 2 mm ;

- Les sables grossiers : 2 mm >∅> 0,2 mm ;

- Les sables fins : 0,2 mm >∅> 0,05 mm ;

- Les limons : 0,05 mm >∅> 0,002 mm ;

- Les argiles : 0,002 mm >∅

La structure du sol est la façon dont les particules solides sont disposées les unes par rapport

aux autres. On distingue :

- La structure granuleuse qui donne de bonnes terres agricoles. Les particules solides

sont agencées en agrégats : squelettes de grains de sables unis par un complexe

d’argiles et d’humus (complexe argilo-humique). Les vides permettent la circulation de

l’air et de l’eau, et la pénétration des racines.

- La structure compacte qui offre une résistance à la pénétration des racines.

- La structure particulaire où éléments sableux sont entassés sans liaison. Elle permet

une bonne pénétration des racines, mais ne retient pas l’eau.




20

Figure 3 : Triangle des textures de la composition minéral du sol

1.1.2.La fraction organique

La matière organique du sol peut être définie comme une matière carbonée provenant de la

décomposition et du métabolisme d'êtres vivants végétaux, animaux et microbiens

(fongiques, bactériens). Elle constitue l'humus.

Elle est composée d'éléments principaux (carbone-C, hydrogène-H, oxygène-O et azote-N),

d'éléments secondaires (soufre-S, phosphore-P, potassium-K, calcium-Ca et magnésium-Mg),

ainsi que d'oligoéléments.




21

Elle se répartit en quatre groupes :

- La matière organique vivante, animale (faune du sol), végétale (organes souterrains

des plantes) et microbienne (bactéries, champignons, algues du sol), qui englobe la

totalité de la biomasse en activité,

- Les débris d'origine végétale (résidus végétaux ou litière, exsudats racinaires),

animale (déjections, cadavres) et microbienne (cadavres, parois cellulaires, exsudats)

appelés matière organique fraîche,

- Des composés organiques intermédiaires, appelés matière organique transitoire

(évolution de la matière organique fraîche),

- Des composés organiques stabilisés, les matières humiques ou humus, provenant de

l'évolution des matières précédentes.

La végétation fournit des débris végétaux qui constituent la litière ou horizon organique. Sa

décomposition se fait sous l'action de la microflore et de la faune du sol, et produit l'humus

et des composés minéraux. Les deux processus de décomposition sont d'une part la

minéralisation (produisant des composés minéraux tels que le dioxyde de carbone (CO2),

l'ammoniac (NH3), les nitrates et les carbonates) et l'humification (polymérisation oxydative

sous la forme de composés organiques amorphes qui migrent ou se lient aux argiles et aux

hydroxydes métalliques). Le processus d'humification aboutit à la formation de l'humus.

- En milieu peu actif, la décomposition des litières est lente, l'horizon organique OH est

épais, brun noir, fibreux et acide. On parle de mor ou terre de bruyère.

- En milieu biologiquement plus actif mais sans bioturbation, l'horizon OH est moins

épais et constitue un Moder.

- En milieu biologiquement très actif, la décomposition est très rapide, l'horizon OH

disparaît et apparaît un horizon A grumeleux, composé d'agrégats argilo-humiques à

fer et aluminium. On parle de mull.




22

Selon l'acidité du sol, sous climat tempéré, l'humus prendra la forme de mull, moder ou mor

(sur substrat siliceux) ou mull, amphi ou tangel (sur substrat carbonaté)

1.2.Texture du sol Une des caractéristiques des sols est la taille des éléments minéraux qui le composent.

- Les cailloux ou blocs sont les éléments de taille supérieure à 2 mm.

- Les éléments de taille inférieure à 2 mm sont définis par leur classe de texture (sables,

limons et argiles), les argiles étant de par leur taille des particules colloïdales).

Ces minéraux appartiennent aux groupes des silicates ou des carbonates.

- Des ions (Ca2+,Mg2+,K+,NH4+,NO3-…) arrivent dans le sol en solution dans l'eau

d'infiltration, à partir des pluvio-lessivats, de la décomposition de la litière ou bien

encore des processus d'altération, et peuvent se fixer aux particules colloïdales citées

ci-dessus, formant le complexe absorbant.

- D'autres ions, comme les sulfates (𝑆𝑂42−) ou les iodures (I-) sont apportés par les

précipitations atmosphériques.

Les particules colloïdales chargées négativement peuvent se présenter à l'état dispersé ou

floculé.

- À l'état dispersé, les particules se repoussent en raison de leur polarité, et occupent

tous les interstices du sol, où elles peuvent s'accumuler (colmatage du sol) ou bien

migrer (lessivage du sol). Dans le premier cas le sol devient asphyxiant, et l'eau ne s'y

infiltre plus, le sol est difficile à travailler. Dans le second cas il se forme un niveau

d'accumulation d'argile en profondeur, pouvant entraîner la formation d'une nappe

perchée.




23

- À l'état floculé, les particules colloïdales sont neutralisées électriquement par les ions

métalliques chargés positivement, et s'agglutinent avec ceux-ci. Les flocons formés

laissent un espace lacunaire, perméable à l'eau et à l'air. C'est un sol avec une bonne

structure.

En agriculture, une bonne analyse de sol est nécessaire afin de corriger d'éventuelles

anomalies. Par exemple, une terre sablonneuse (et donc drainante) devra être plus

irriguée qu'une terre argileuse, qui retient l'eau. On peut faire analyser son sol de façon

très précise en laboratoire mais il existe des techniques très simples pour faire une analyse

de base

1.3.Profil du sol Pour décrire un sol, il est nécessaire de l'observer en tranches parallèles à la surface,

appelées horizons. Deux types d'horizons se superposent habituellement : une suite

d'horizons humifères, reposant sur des horizons minéraux (voir Le profil de sol pour plus

de précisions).

Les horizons humifères sont les horizons les plus riches en êtres vivants (pédofaune et

microflore). On les observe surtout en forêt.

- O, (ou A0) comprenant la litière fraîche et les matières organiques qui en dérivent, en

cours de transformation,

- OL - litière fraîche: comprend l'ensemble des débris bruts (feuilles mortes, bois, fleurs

et fruits, cadavres d'animaux) qui tombent au sol et s'accumulent en surface tout en

restant reconnaissables,

- OF - horizon de fragmentation (parfois appelé à tort horizon de fermentation). La

température et l'humidité y sont optimales, en raison de l'isolation fournie par la

litière fraîche. On y observe aussi de nombreuses racines fines en croissance, souvent

mycorhizées. C'est l'horizon où l'activité biologique est à son optimum,

- OH - horizon d'humification : horizon composé en majorité de matière organique

morte transformée par les organismes du sol. On y observe de nombreuses boulettes




24

noires ou brun foncé issues de la défécation des animaux du sol, qui sont

responsables de la couleur sombre de cet horizon, ainsi que des racines, vivantes et

mortes (rhizodéposition), ces dernières étant à leur tour en voie de transformation,

- A - horizon mixte, composé d'éléments minéraux et d'humus. Sa structure dépend de

l'incorporation plus ou moins rapide de l'humus et du mode d'agrégation des

particules minérales et organiques.

Les horizons minéraux sont les moins riches en organismes vivants.

- E - horizon de lessivage. Il est drainé par l'eau qui s'infiltre, transportant composés

solubles et particules colloïdales (lixiviat), ce qui le rend pauvre en ions, argiles,

composés humiques et hydroxydes de fer et d'aluminium.

- B - horizon d'accumulation. Horizon intermédiaire apparaissant dans les sols lessivés.

Il est riche en éléments fins (argiles, hydroxydes de fer et d'aluminium, composés

humiques), arrêtant leur descente à son niveau lorsqu'ils rencontrent un obstacle

mécanique lié à la porosité (frein à la diffusion lorsque la porosité devient plus fine)

ou une modification de l'équilibre électrostatique ou du pH19.

- S - horizon d'altération. Il est le siège de processus physico-chimiques et

biochimiques aboutissant à la destruction des minéraux du sol (altération minérale)

- C - roche-mère peu altérée.

- R - roche-mère non altérée. Couche géologique dans laquelle se sont formés les sols.

Chaque profil de sol à une histoire, que les pédologues tentent de retracer grâce aux

caractéristiques et à l'agencement des différents horizons.




25

Figure 4 : Profil de sol montrant les horizons principaux

1.4.Fonction du sol Les sols ont plusieurs fonctions. Ainsi, selon les critères du Service d'Information des Sols

Africains (ASIS) du Centre International d'Agriculture Tropicale (CIAT), un sol est considéré

comme sain lorsqu'il parvient à la fois à:

- Héberger un écosystème (le sol), lui-même fonctionnellement fortement lié aux

écosystèmes terrestres et parfois aquatiques via notamment les symbioses à l'œuvre

dans la rhizosphère et parce que le sol abrite de nombreuses espèces qui y

effectuent une partie de leur cycle de vie (hibernation ou estivation notamment). Les

plantes non-aquatiques dépendent fortement du sol au travers de biofeedbacks

complexes et nombreux.

- Produire des récoltes,

- Stocker le carbone et l'azote de l'atmosphère,

- Retenir les eaux de pluie et de ruissellement.




26

Par sa capacité à retenir les eaux de ruissellement, un sol doté d'une bonne structure

permet de lutter contre l'érosion, notamment l'érosion en nappe. Les sols de qualité

limitent également les risques de salinisation.

Le sol est un acteur-clé des cycles biogéochimiques du carbone, de l'azote, du potassium,

du calcium, du phosphore, des métaux.

Le sol joue aussi un rôle très important dans la fixation, la dispersion et la biodégradation

des polluants.

Par la richesse de ses fonctions, la diversité des formes de vie qu'il abrite et les services éco

systémiques qu'il assure, le sol est considéré comme un patrimoine essentiel dont la

conservation est le garant de la survie de l'humanité.

2.Le complexe argilo humique

2.1.Définition Le complexe argilo-humique (CAH), aussi appelé complexe adsorbant ou complexe

absorbant, est l'ensemble des forces qui retiennent les cations échangeables (Ca2+, Mg2+, K+,

Na+…) sur la surface des constituants minéraux et organiques des sols (le mélange de

minéraux argileux et d'humus constituant le "complexe argilo-humique" à proprement

parler). Ces cations peuvent s'échanger avec la solution du sol et les plantes et constituent le

réservoir de fertilité chimique du sol, c'est ce qu'on appelle la capacité d'échange cationique.

L’humus est issu de la décomposition des matières végétales (débris divers, feuilles) ; il

contient des acides organiques, de formule R-COOH qui se dissocient partiellement en ions

carboxylate R-COO-

Avec les anions silicate, les anions carboxylate forment un ensemble de particules chargées

négativement. Ces particules sont liées entre elles par l’intermédiaire des cations cités plus

haut qui forment des ponts entre l’argile et l’humus. L’agrégat qui en résulte est appelé

complexe argilo-humique (C.A.H.) ; il est en suspension dans la solution du sol.




27

2.2.Propriétés du complexe argilo humique

2.2.1.Rétention d’ions positifs

En raison de sa charge négative, le CAH retient les ions positifs tels que H+ (H3O+) ; K+ ; Ca2+ ;

Mg2+ ; NH4+, etc.

Cela est essentiel car, ainsi, ces ions ne sont pas emportés par les eaux de ruissellement. Les

plantes puisent les ions minéraux dont elles ont besoin dans la solution du sol. Qu’un ion y soit

absent, le CAH le lui fournit, jouant ainsi le rôle d’un véritable garde-manger.

Figure 5 : Illustration du Complexe argilo Humique ou CAH




28

2.2.2.Echange d’ion

Le CAH échange des ions positifs avec la solution du sol.

L’introduction dans le sol d’ions positifs (K+ ; Ca2+ ; Mg2+ ; 𝑁𝐻4+) ou d’ions négatifs (𝑁𝑂3

− ; Cl-

; 𝑆𝑂42− ; 𝑆𝑃𝑂4

3−) par les engrais, par exemple, conduit à un échange entre le CAH et la solution

du sol :

- Les ions positifs remplacent facilement les ions H+ et Ca2+ fixés sur le CAH.

Figure 6 : Illustration d’échange d’ion dans le sol

L’apport d’engrais a donc pour effet de ‘’déloger’’ les ions H+ du CAH : il en résulte un dol

moins acide. D’où l’importance des engrais pour contrôler le Ph des sols.

- Les ions négatifs, en revanche, ne se fixent pas sur le CAH, sauf un seul : l’ion

phosphate 𝑃𝑂43−. Les autres anions sont donc entrainés par la solution du sol vers les

nappes phréatiques.




29

3.Les différents types de sols et leur repartions a Madagascar [11]

3.1.Notion de profil et d’horizon Géologique : Les différents éléments d’un sol ont rarement un emplacement stable. Ils sont souvent

entrainés par l’eau d’infiltration et peuvent s’accumuler à des niveaux différents dans le sol.

Ainsi, quand on réalise une coupe verticale dans un sol (un profil) on observe souvent des

couches de couleurs différentes appelés : HORIZONS.

3.2.Constituants d’un profil : Dans le profil d’un sol évalué, on peut distinguer trois horizons principaux. De haut en bas, on

distingue :

- 1- Horizon A : Horizon lessivé ou horizon de départ

- 2- Horizon B : Horizon alluvial ou horizon d’accumulation

- 3- Horizon C : Roche- mère

Remarque: On a un sol peu évolué ; on les actions mécaniques ont très largement

prédominées. Si au contraire, les actions chimiques et biologiques sont importantes on a un sol

évolué.

L’HORIZON A :

SUBDIVISION DES HORIZONS :

A/O : Litière

A/1 : Sous- horizon lumière

A/2 : Sous- horizon brun, riche en matières minérales

L’HORIZON B :

B/1 : Sous- horizon riche en humus et en matière minérales provenant de la roche-mère

B/2 : Sous – horizon d’accumulation des matières et colloïdales.




30

L’HORIZON C :

C/O : Roche- mère en voie d’altération

C/1 : Roche- mère

3.3.Les différents types de sols :

3.3.3.Les sols latériques ou sols ferralitiques :

a. Caractéristiques :

Ce sont des sols argileux, riches en oxyde d’aluminium et de fer. Ce qui leur donne une

couleur rouge ou jaune.

Les sols ferralitiques se forment en régions équatoriales et subtropicales sous un climat

chaud et humide.

b. Nature de la roche mère :

Les sols latériques proviennent de l’altération des :

- GRANITES GNEISS

- BASALTES

c. Formation : (phénomène de latérisation)

En climat chaud et humides, l’altération des roches est intense. Les substances libérées ont

tendance à MIGRER dans le sol en suivant les mouvements de l’eau ; en particulier la silice ; les

sels de calcium ; de magnésium et de potassium. Par contre les oxydes d’aluminium et de fer

s’accumulent plus rapidement : ils relient les autres éléments du sol et donnent des corrections

et des cuirasses (agrégats).

d. Profil des sols latéritiques : types ABC ou BAC, quand l’évaporation est

intense.

Les sols latériques sont des sols épais, souvent plus de 10m d’épaisseur, on y distingue :

AO : litière très mince

A1 : cendreux, une partie de l’humus a été décomposé par les microbes

A2 : sableux (blanchâtre ou rose)




31

BO : horizon d’accumulation d’hydroxyde de fer et d’aluminium (rouge ou violet)

B1 : horizon argileux avec des concrétions rouges et jaunes

CO : horizon de départ des sels minéraux

C1 : roche- mère (granite, gneiss, basalte)

e. Inconvénients :

Ce sont des sols :

- sensibles à l’érosion

- lessives

- pauvres ou réserves : l’humus y est rapidement décomposé et dispersé

- à faible épaisseur de sol cultivable par suite des présences des cuirasses

f. Intérêt agricole :

En raison de la structure et de l’acidité des sols latéritiques , les cultures arbustives

(forestières) s’y adaptent mieux. Ils conviennent aussi aux cultures de tabac et de maïs.

g. Répartition à Madagascar :

Les sols ferralitiques recouvrent le socle cristallin de Madagascar. Ils représentent plus de tiers

de la superficie. Les concrétions et cuiraces existent dans les régions du Tampoketsa, de

Brickaville, de Fort- Dauphin (Tolagnaro).

3.3.2.Les sols ferrugineux :

a. Caractéristique :

Ce sont des sols moins riches en oxyde d’aluminium que les sols ferralitiques, mais plus

riche en oxyde de fer hydraté. Ils sont de couleur grisâtre, moins rouge que les sols

ferralitiques mais plus terne.

b. Nature de la roche- mère :

Granite, gneiss, basalte.

c. Profil :

Type ABC (horizon lessivé superficiel)




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A1 : horizon humifère à couleur légèrement gris foncé

B1 : horizon sableux et argileux de couleur rouge

A2 : horizon sableux et argileux de couleur rouge, jaune

B2 : horizon sableux et argileux de couleur jaune avec des Caillaux

C0 : Roche- mère en voie d’altération

C1 : Roche- mère (granite, gneiss, basalte)

Remarque: La position de B1 au dessus de A2 est due à l’action de la chaleur qui provoque

l’évaporation de l’eau dans le sol, entraînant ainsi la migration ascendante de l’hydroxyde de

fer.

d. Intérêt agricole :

Les sols ferrugineux sont des sols acides. Ils conviennent aux cultures d’arachide, de

tabac, de coton, de manioc, et sisal.

e. Répartition à Madagascar :

Les sols ferrugineux sont abondants dans l’ouest et le sud de Madagascar.

3.3.3.Les sols hydromorphes :


Ce sont des sols très argileux. Ils évoluent en présence d’un excès d’eau temporaire ou

permanent dans son profil. La matière organique n’y peut pas s’humifier entièrement ; elle

s’accumule à la surface du sol pour former la tourbe.




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b. Nature de la roche- mère :

ARGILE

c. Profil des sols

Hydromorphes :

- A0 : Argileux de couleur noire (riche en matière organique)

- A1 : Argileux de couleur brune (riche en matière organique)

- B0 : Horizon brun, tacheté de jaune

- C : Roche- mère : ARGILE

d. Intérêt agricole :

Les sols hydromorphes sont des sols presque acides. Par drainage (retrait d’eau) et irrigation ;

ils peuvent porter de belles cultures de (Alaotra), (Laniera), Betsimitatatra, des pâturages.

e. Répartition à Madagascar :

Les sols hydromorphes sont des sols qui existent dans les dépressions des hauts- plateaux,

dans les plaines alluviales et le long de la côte.




34

3.3.4. Les sols volcaniques ou andosols :


Ce sont des sols qui se sont formés à partir de la décomposition de basalte et par accumulation

de projections volcaniques. Les andosols sont riches en phosphate de chaux. Ils ont un PH

neutre ou basique.

Ce sont aussi des sols très structurés :

- de forte porosité

- perméable

- léger

- profond

L’humification des matières organiques y est très importante.

b. Profil :

A0 : Horizon riche en matières organiques

B0 : Horizon riche en matières minérales

c. Intérêt agricole :

Les andosols sont des sols fertiles. Ils conviennent aux cultures de tabac, maïs, agrumes,

aleurite.

d. Répartition à Madagascar :

Les sols volcaniques sont abondants dans les régions volcaniques (Antsirabe, Itasy, Montagne

d’Ambre)

3.3.5.Les sols calcaires :


Ce sont des sols de très faibles répartitions. Ils se forment sur de la roche mère calcaire.

Les sols calcaires subissent de la transformation avec une dégradation mécanique en climat à

faible pluviosité. Une dégradation mécanique en climat à faible pluviosité.




35

Une dégradation mécanique accompagnée d’une altération chimique, c’est-à-dire une

dissolution du carbonate de calcaire un climat à forte précipitation.

b. Profil d’un sol volcanique :

Profil d’un sol calcaire peu évolué, sous climat à faible pluviomètre.

Remarque: Si le climat est pluvieux, le processus d’évolution du calcaire continu pour donner

naissance en sol brun calcique évolué.

Profil d’un sol calcaire évolué, sous climat pluvieux.

c. Répartition :

On peut trouver du sol calcaire peu évolué au sud-ouest de Madagascar.

d. d) Utilisation :

La plupart des plantes peuvent être cultivés sur ce type de sol, surtout les plantes calciphiles,

comme la vigne, le blé, les légumineux.




36

CHAPITRE III : Le besoin des plantes

1.La composition des végétaux [12]

Une plante est un organisme vivant qui se développe grâce à un apport permanent :

- d'énergie, due au rayonnement solaire ;

- de matière, fournie par le sol et l'atmosphère.

Les plantes contiennent des proportions variables d'eau. Celle-ci peut constituer jusqu'à

90 % de leur masse. Le reste est appelé matière sèche. L'analyse de la matière sèche

montre qu'elle est formée :

- de macroéléments présents en grandes quantités (carbone, oxygène, hydrogène, azote,

potassium, calcium, phosphore, magnésium et soufre) qui représentent près de 99 % de

sa masse

- d'oligo-éléments présents à l'état de traces, mais indispensables à la croissance des

végétaux. Les principaux sont le bore, le cuivre, le zinc, le fer, le manganèse, le

molybdène et le chlore.

Voici donc la composition moyenne en masse des végétaux secs sous forme de tableau :




37

Tableau 3 : Composition en masse des éléments principaux

Eléments principaux Composition

C 40% à 50%

O 42% à 44%

H 6% à 7%

N 1% à 3%

Tableau 4 : Composition en masse des éléments secondaires

Eléments secondaires Composition

Ca 0,5% à 3,5%

K 0,3% à 3%

P 0,05% à 3%

S 0,1% à 0,05%

Mg 0,03% à 3,8%

Na 0,001 à 3,5%




38

2.L’origine et le rôle des différents éléments

Au cours de sa croissance, la plante absorbe les éléments que nous venons de citer en les

puisant soit dans le sol, soit dans l'atmosphère.

2.1.Les éléments carbone C, hydrogène H et oxygène O Ils constituent les matériaux de base des végétaux et sont assimilés au cours de la synthèse

chlorophyllienne des glucides.

Cette synthèse est une réaction chimique réalisée par les plantes à partir du dioxyde de

carbone contenu dans l'atmosphère et de l'eau présente dans le sol. Son équation-bilan peut

s'écrire :

𝑛𝐶𝑂2 + 𝑛𝐻2𝑂 𝐶𝑛𝐻2𝑛𝑂𝑛 + 𝑛𝑂2

2.2.L'élément azote N L'élément azote est fondamental pour la matière vivante, végétale ou animale. Il entre dans

la composition des protéines, de la chlorophylle, de l'ADN, etc. Il joue donc un rôle essentiel

dans la croissance des plantes.

La plupart des végétaux ne sont pas capables d'assimiler l'azote contenu dans l'atmosphère.

En revanche, les plantes prélèvent et utilisent les ions nitrate 𝑁𝑂3− présents dans le sol. Les

ions ammonium 𝑁𝐻4+ doivent être transformés en ions nitrate par des bactéries afin de

devenir absorbables par les végétaux.

2.3.L'élément phosphore P Il joue un rôle très important dans la nature : chez les végétaux, il contrôle les échanges

d'énergie, favorise la croissance, la reproduction, etc.

Les plantes l'absorbent sous forme d'ions phosphate𝑃𝑂43−. Ces ions proviennent du très lent

lessivage de roches contenant du phosphate de calcium 𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2 et ne sont présents

qu'en faible quantité dans les sols.

2.4.L'élément potassium K L'élément potassium est présent dans tous les organismes vivants sous forme d'ions K+.Il est

indispensable à la synthèse chlorophyllienne, contrôle les échanges d'eau entre la plante et

l'atmosphère, et les aide donc à lutter contre la sécheresse.




39

2.5.L'élément soufre S Il est nécessaire à la synthèse des protéines et intervient dans la composition de certaines

vitamines.

Les plantes en ont un besoin variable : certaines, comme le colza, le soja, les poireaux, etc.

sont de grosses consommatrices de soufre qu'elles absorbent sous forme d'ions sulfate

𝑆𝑂42−présents dans le sol.

2.6.Les éléments calcium Ca et magnésium Mg L'élément calcium, assimilé sous forme d'ions Ca2

+, est nécessaire au développement de la

plante. Ces ions sont présents en quantité importante dans la plupart des sols calcaires.

L'élément magnésium, assimilé sous la forme d'ions magnésium Mg2+, est indispensable à la

production de la chlorophylle.

2.7.Les oligo-éléments Les plantes ont besoin d'oligo-éléments en quantités très faibles, mais précises. En effet,

excès et défaut sont également nuisibles à la plante.

3.Utilité et apport des engrais dans la plante

De nombreux sols manquent naturellement d'un ou plusieurs éléments nutritifs et

nécessitent, avant toute culture, un apport correctif : c'est la fertilisation dite de

redressement (souvent réalisée dans le cas du phosphore). Elle est indispensable puisque

c'est l'élément nutritif en défaut dans le sol qui limite le rendement d'une récolte.

3.1.Les engrais azotés Ils apportent sous différentes formes l'élément azote N nécessaire aux cultures :

L'azote joue un rôle primordial dans le métabolisme des plantes. C'est le constituant numéro

un des protéines, composants essentiels de la matière vivante. Il s'agit donc d'un facteur de

croissance, mais aussi de qualité (teneur en protéines des céréales par exemple).

Les plantes, à l'exception des légumineuses (luzerne, trèfle, petit pois…), ne peuvent pas

absorber l'azote sous sa forme gazeuse. L'azote devra donc être apporté par les fertilisants.

En revanche, il ne sera pas nécessaire d'apporter des engrais azotés aux légumineuses.




40

Dans le sol, l'azote se trouve sous forme organique (humus) ou minérale (ammonium 𝑁𝐻4+,

nitrate 𝑁𝑂3−). L'azote organique provient des résidus des récoltes précédentes, d'engrais

organiques, et doit être transformé par les bactéries présentes dans le sol en nitrates pour

être utilisable par les plantes ; c'est ce qu'on appelle la minéralisation. L'essentiel de la

nutrition azotée des plantes est assurée par les nitrates.

L'azote sous forme d'ions nitrate, est un élément très soluble, peu retenu par le sol. Apporté

en trop grande quantité, l'excédent est lessivé (dissous, puis emporté par l'eau circulant

dans le sol) et donc perdu pour la plante. L'azote doit donc être apporté, autant que possible,

juste avant son absorption par la plante, afin d'éviter le lessivage vers la nappe phréatique.

Par ailleurs, l'excès d'azote par temps froid et couvert, entraîne l'accumulation des nitrates

dans la plante (par exemple, dans les pommes de terre). Or l'excès de nitrate dans le tissu

végétal est néfaste pour la santé.

Ces particularités expliquent que son apport soit généralement annuel, voire fractionné.

- Les engrais nitriques, comme le nitrate de sodium 𝑁𝑎𝑁𝑂3 et le nitrate de calcium

𝐶𝑎(𝑁𝑂3 )2, contiennent l'azote sous la forme d'ions nitrate 𝑁𝑂3− directement

assimilables par les plantes. Ces engrais ont donc une action très rapide sur les

cultures.

- Les engrais ammoniacaux, comme le sulfate d'ammonium (NH4)2SO4 qui est

particulièrement intéressant pour les cultures exigeantes en soufre, le chlorure

d'ammonium NH4Cl, etc. contiennent l'azote sous forme d'ions ammonium 𝑁𝐻4+.Ces

ions sont fixés par la terre, puis lentement transformés en ions nitrate avant d'être

assimilés par les plantes. Ces engrais ont donc une action lente et durable.

- Les engrais ammoniaco-nitriques sont constitués de nitrate d'ammonium NH4NO3et

commercialement appelés ammonitrate. Ils permettent une fertilisation rapide

(action des ions nitrate) et durable (effet à long terme des ions ammonium).Les

engrais phosphatésIls apportent l'élément phosphore P nécessaire aux cultures,

principalement sous forme d'ions phosphatés 𝑃𝑂43−, 𝐻𝑃𝑂4

2−-, 𝐻2𝑃𝑂4−).Les gisements

de phosphate sont essentiellement constitués de phosphate de calciumCa3(PO4)2. Ces

phosphates naturels, peu solubles dans l'eau, doivent être souvent transformés en

composés plus solubles, assimilables par les plantes.




41

3.2.Les engrais Phosphatés Ils apportent l'élément phosphore P nécessaire aux cultures, principalement sous forme

d'ions phosphatés.

Les gisements de phosphate sont essentiellement constitués de phosphate de

calciumCa3(PO4)2. Ces phosphates naturels, peu solubles dans l'eau, doivent être souvent

transformés en composés plus solubles, assimilables par les plantes.

Le phosphore intervient dans les transferts énergétiques (ATP), dans la transmission des

caractères héréditaires (acides nucléiques), la photosynthèse et la dégradation des

glucides. Cet élément est essentiel pour la floraison, la nouaison, la précocité, le

grossissement des fruits et la maturation des graines.

Il se trouve dans le sol sous trois formes :

- une forme accessible, liée au complexe argilo-humique par le calcium et le

magnésium ;

- une forme combinée : il est immobilisé, en partie, par les hydroxydes d'aluminium et

de fer dans les sols acides (dans ce cas, il est nécessaire de chauler le sol pour le

libérer) ;

- une forme insoluble : en sol calcaire, le phosphore peut être sous forme de phosphates

de calcium, dont certains sont insolubles.

Seul le phosphore du complexe argilo-humique est rapidement disponible (0.2 à 1 kg de

P2O5 par hectare). C'est donc un élément peu mobile dans le sol. Pour cette raison, il est

préférable de le placer précisément là où les racines le prélèvent. Les risques de drainage

sont très limités.

Les mycorhizes jouent souvent un rôle fondamental dans l'absorption du phosphore par

la plante. Ces dernières en sécrétant des enzymes sont capables d'absorber un

phosphore fixé par le sol (forme non assimilable par la plante directement) pour le

transmettre ensuite à la plante en contrepartie de sucres provenant de la photosynthèse




42

(symbiose racinaire). Les sols cultivés sont de moins en moins pourvus de mycorhizes

(travail du sol, assolement, fongicides…).

Les plantes très exigeantes en phosphore sont la betterave, la pomme de terre, le colza,

la luzerne. Les plantes peu exigeantes sont le blé tendre, le maïs grain, le soja, le

tournesol, l'avoine, le seigle. Certains stades sont plus sensibles au manque de

phosphore que d'autres : le stade de tallage pour les céréales, le stade de 4 à 10 feuilles

pour le maïs par exemple.

3.3.Les engrais potassiques Ils apportent l'élément potassium K sous forme d'ions potassium K+.La matière première des

engrais potassiques est la sylvinite. C'est un minerai principalement constitué de chlorure de

potassium KCl et de chlorure de sodium NaCl.

Le potassium n'est pas très mobile dans la plante. Il joue un rôle primordial dans l'absorption

des cations, dans l'accumulation des hydrates des protéines, le maintien de la turgescence

de la cellule et la régulation de l'économie en eau de la plante. C'est aussi un élément de

résistance des plantes au gel, à la sécheresse et aux maladies. Il est essentiel pour le

transfert des assimilats vers les organes de réserve (bulbes et tubercules). Pour ces raisons, il

est particulièrement important pour les cultures de type pomme de terre, betteraves

Le potassium dans le sol se trouve uniquement sous forme minérale. Il provient soit de la

décomposition de la matière organique et des minéraux du sol, soit des engrais.

Pour certains minéraux, la quantité présente dans le sol doit être supérieure à la quantité

nécessaire ; en effet ils peuvent être présents dans le sol, mais non disponibles pour autant

pour la plante. Le potassium est essentiellement retenu par l'humus ou l'argile (dans certains

sols, il pourra donc être perdu en quantité importante par drainage).

Le potassium est souvent apporté en une seule fois, de façon irrégulière, en grande quantité,

car il est stocké par le sol et libéré progressivement.




43

Les plantes très exigeantes en potassium sont la betterave ou la pomme de terre, alors que

des plantes peu exigeantes sont le blé tendre, le blé dur, l'orge.

Le potassium est toujours abondant dans la matière sèche des végétaux.

Très mobile dans la plante, il y joue un rôle multiple :

- il intervient dans l'équilibre acido basique des cellules et régularise les échanges

intracellulaires.

- il réduit la transpiration des plantes, augmentant la résistance à la sécheresse.

- il active la photosynthèse et favorise la formation des glucides dans la feuille.

- il participe à la formation des protéines, et favorise leur migration vers les organes de

réserve (tubercules et fruits).

- il contribue à renforcer les parois cellulaires, offrant aux plantes une meilleure

résistance à la verse et à l’agression des maladies ou parasites.




44

CHAPITRE IV : ETUDE DE LA BANANE

1.Généralités sur la banane

1.1.Définition [13] Les bananiers cultivés sont des herbes géantes appartenant au genre Musa. Ils produisent

des fruits qui sont à la fois stériles et parthénocarpiques. Il en existe plus de 1 000 variétés et

ce sont généralement des clones triploïdes (parfois diploïdesou tétraploïdes) issus

principalement de croisements entre deux espèces sauvages séminifères, Musa acuminata

et Musabalbisiana. En termes de production mondiale, la banane est le quatrième produit

agricole après le riz, le blé et le maïs. Elle constitue la base de la sécurité alimentaire de

nombreuses populations. Les systèmes culturaux sont très diversifiés de par le monde et les

objectifs contrastés : autoconsommation, ventes sur les marchés locaux ou nationaux,

exportation, etc.

Il faut distinguer les bananes à cuire, comprenant entre autres les plantains, des bananes

dessert qui font notamment l’objet d’un important commerce international. Ce dernier a

débuté au début des années 1900 et a connu depuis lors une croissance continue.

Actuellement, la banane est le fruit le plus exporté tant en termes de valeur que de quantité

et cette industrie est d’une importance vitale pour les pays producteurs. Malgré la grande

diversité génétique rencontrée au sein du genre Musa, le marché d’exportation repose

essentiellement sur le seul groupe variétal Cavendish. La production de banane doit faire

face à de nombreux défis d’origines biotique et abiotique pour continuer de répondre aux

critères de durabilité, qualité et rendement qui lui sont imposés.

La banane est le fruit ou la baie dérivant de l’inflorescence du bananier. Les bananes sont

des fruits très généralement stériles issus de variétés domestiquées. Les fruits des bananiers

sauvages et de quelques cultivars domestiques contiennent des graines. Les bananes sont

généralement jaunes lorsqu'elles sont mûres et vertes quand elles ne le sont pas. Les

bananes constituent un élément essentiel du régime alimentaire de certaines régions.

1.2.Origine Le bananier est originaire de l’Asie du Sud-Est, où il est retrouvé de l’Inde à la Polynésie

(Simmonds, 1962) et son centre de diversification semble être la Malaisie où il s’est propagé




45

vers l’Afrique de l’Ouest il y a au moins 2500 ans. Son implantation aux Amériques s’est

d’abord faite par la République Dominicaine en 1516 grâce à des plants en provenance des

îles Canaries, et s’est poursuivie vers l’Amérique Centra le et du Sud. Ainsi, depuis des

millénaires, les migrations humaines et les échanges de matériel végétal ont introduit le

bananier dans des situations écologiques très différentes sur tous les continents

1.3.La production mondiale de banane Les bananiers sont cultivés dans plus de 120 pays sur les 5 continents et sur plus de 10

millions d’hectares. Les bananes offrent de multiples usages. Elles sont consommées

principalement sous forme de fruit frais ou comme légume cuit ou frit mais font également

l’objet de nombreuses transformations : chips, frites, beignets, purée, confiture, ketchup,

alcool, vin, bière, etc. D’autres parties de la plante sont utilisées comme fibre textile, pour la

construction d’abris, la fabrication de couvertures ou comme emballages de cuisson. En

termes de production mondiale, la banane est le quatrième produit agricole après le riz, le

blé et le maïs. Elle occupe le premier rang de la production fruitière, avec un peu plus de 106

millions de tonnes produites annuellement à l’échelle mondiale.

Les systèmes culturaux sont très diversifiés dans le monde et les objectifs très contrastés

autoconsommation, ventes sur les marchés locaux ou nationaux, exportation vers des

régions proches ou vers les pays industrialisés du Nord. Près de 90 % de la production sont

issus de petits agriculteurs, produisant pour la consommation domestique et les marchés

locaux. Seuls un peu plus de 10 % de la production mondiale sont destinés à l’exportation.

On distingue cependant deux grandes filières de production : celle des bananiers en culture

pure, dont une partie des fruits est destinée à l’exportation et celle du bananier en

polyculture, destinés à l’approvisionnement des marchés locaux ou à l’autoconsommation

familiale. Dans les statistiques, il faut distinguer :

- les bananes à cuire comprenant notamment les plantains(AAB) séparés des autres

types de bananes à cuire,

- les bananes dessert dominées par les variétés du sous groupe Cavendish (AAA)

séparées des autres bananes dessert pouvant appartenir au groupe AAB (Prata), AA

(Figue sucrée) ou AAA (Gros-Michel,etc.)




46

Les bananes à cuire correspondent à 43 % de la production mondiale des bananes et les

plantains(AAB) représentent 40 % des bananes à cuire. Le reste de la production mondiale

(57 %) concerne les bananes dessert, avec la majorité de leur production issue du groupe des

Cavendish. L’Inde et le Brésil en sont les deux plus gros producteurs et écoulent la quasi-

totalité de leur récolte sur les marchés intérieurs. En termes de production, ils sont suivis par

l’Équateur, la Chine, la Colombie et le Costa Rica. De 1985 à 2000, la production est passée

de 42,5à 63,4 millions de tonnes, les surfaces ayant augmenté corrélativement de 1 million

d’hectares. Les études d’impact sur la production bananière sont peu nombreuses. Toutefois,

cette industrie est d’une importance vitale pour l’ensemble des pays producteurs. Elle joue

non seulement un rôle important dans l’alimentation, mais aussi aux niveaux social,

économique et écologique.

1.5. Production de banane a Madagascar [14]

Tableau 5 : Situation de la production de banane

Faritany Production (%) Superficie

Antananarivo

Toliary

Mahajanga

Antsiranana

Toamasina

Fianarantsoa

318

3 396

5 919

28 137

61 108

71 285

0,2

1,9

3,5

16,5

36,0

41,9

675

1 770

4 975

5 995

10 230

14 755

Total 170 163 100 38 000

Une collection de bananiers existe à la station du FOFIFA à Toamasina et peut servir de

sources de matériel végétal pour un éventuel programme de relance de la culture bananière.

Actuellement on ne peut plus parler de techniques culturales à proprement parler tant les

plantations bananières sont devenues des cultures de cueillette. La surveillance

phytosanitaire n’existe plus et les régimes sont récoltés sans soins particuliers. Les fruits sont

cueillis plutôt précocement pour suivre les rythmes de passage des collecteurs.




47

La production de banane a diminué progressivement pour passer de 400 000 t en 1975,

(Source FAO) à 200 000 t en 1985 et à 170 000 t en 1999. Par ailleurs, avec la poussée

démographique, la disponibilité en bananes par habitant a rapidement diminué. Cette

disponibilité est passée de 60 kg de bananes par habitant en 1974 à 25,8 kg en 1993 pour

descendre actuellement à 18 kg par habitant, soit une diminution de près de 70% en 30 ans.

Avant 1986, le Faritany de Toamasina produisait 51% de la production nationale. En 1999, la

situation de la production est présentée dans le Tableau précédent. On y observe que le

Faritany de Toamasina est devenu le deuxième producteur de bananes après Fianarantsoa.

Sa production est passée de 51% à 36% à cause de la dégradation des plantations avec la

disparition de l’encadrement technique pour l’intensification de la production.

2.Description du fruit [15] La banane est un fruit tropical, généralement jaune avec des taches brunâtres. Le bananier est la

plante herbacée qui donne les fruits

2.1.Racines On trouve dans le sol un bulbe qui porte de très nombreuses racines. Les racines prennent

naissance sur une couche interne de ce bulbe, appelée couche de Mangin. Les vieilles racines

Figure 7 : Anatomie du bananier




48

se trouvent à la base de ce bulbe tandis que les jeunes apparaissent plus près de la surface

du sol.

Les racines sont groupées par 3 ou 4. Elles sont toutes d’abord tendre et de couleur blanche.

Elles durcissent légèrement en vieillissant et elles jaunissent.

On distingue des racines primaires de 5 à 8 mm de diamètre et de longueur très variable

dépassant parfois 3 à 4 m. Ces racines primaires portent un grand nombre de racines

secondaires de 2 mm de diamètre environ.

2.2.Les Feuilles Elles comprennent : une gaine, un pétiole, une nervure centrale et un limbe. La gaine est

droite et allongée. En coupe, elle se présente sous la forme d’un croissant dont les bords

sont très fins et la partie centrale épaissie (2 à 3 cm). On distingue très nettement sur une

coupe : deux épidermes lisses et de coloration variable avec les variétés, séparés par des

rangées de lacunes dont les séparations contiennent des fibres. Ces lacunes sont

généralement remplies d’air. Cette disposition donne une grande rigidité à la gaine. Les

gaines sont fortement imbriquées les unes dans les autres. Les plus anciennes se trouvent à

l’extérieur, les plus jeunes au centre.

- Le pétiole se trouve au sommet de la gaine. Si on fait une coupe, on obtient un

croissant fortement concave possédant également des lacunes. Il est très rigide car il

est composé d’un grand nombre de fibre.

- La nervure centrale est le prolongement du pétiole. Elle devient de plus en plus

mince vers l’extrémité de la feuille.

- Le limbe est divisé en deux demi-limbes disposés de part et d’autre de la nervure

centrale. L’ensemble a une forme ovale allongée. La largeur des feuilles varie de 70

cm à 1 m, la longueur, de 2 à 4 m. L’épaisseur du limbe varie de 0,35mm à 1 mm. Le

limbe est de couleur verte sur la face supérieure et de couleur plus foncée sur la face

inférieure. Il est parcouru par un grand nombre de nervures secondaires toutes

parallèles et séparées de 5 à 10 mm. Le limbe peut se déchirer très facilement entre

ces nervures secondaires pour donner tout un ensemble de lanières.




49

- Les jeunes feuilles sont enroulées sur elles-mêmes, on leur donne le nom de« cigare

». Ce cigare est surmonté par un filament qui se dessèche et tombe très rapidement

sur le sol. Dans de bonnes conditions de végétation, il apparaît une feuille tous les 5

à11 jours. Un bananier porte une trentaine de feuilles.

2.3.Le bulbe C’est la vraie tige du bananier. Il demeure sous la surface du sol jusqu’à la floraison. En plus

des nombreuses racines, il émet des ramifications latérales ou« oeilletons» qui vont sortir de

terre et que l’on appellera « rejetons » ou « rejets ».Ces oeilletons proviennent du

développement des bourgeons latéraux situés à la base des gaines des feuilles. Au centre du

bulbe, on trouve un bourgeon terminal qui donne naissance aux feuilles puis à

l’inflorescence, qui sera portée par une tige florale.

La partie supérieure du bulbe s’élargit considérablement au fur et à mesure de la production

des feuilles. Il provoque donc une pression latérale sur la terre. Si cette terre est trop

compacte, le bulbe ne pourra pas se développer normalement et le bananier restera chétif.




50

2.4.Le tronc Il s’agit en réalité d’un faux-tronc, qui peut atteindre 6 à 8 m de haut, formé par l’ensemble

des gaines des feuilles fortement imbriquées les unes sur les autres. Lors de la floraison, le

bourgeon terminal du bulbe donne naissance à une tige florale qui va monter vers le

sommet du bananier en écartant les gaines des feuilles, ce qui provoque une légère

augmentation du diamètre du faux-tronc.

2.5.L’inflorescence Elle apparaît au sommet du faux-tronc après le développement d’une dernière feuille courte

et large possédant une nervure centrale incomplète et élargie. Elle se compose d’un rachis

portant de très nombreuses bractées. Ce rachis se courbe vers le sol au niveau des

premières bractées. Ces bractées sont de couleur rouge-violacée. Ces premières bractées

sont vides, mais les suivantes recouvrent un groupe de fleurs. Elles se soulèvent, se

retournent sur elles-mêmes, fanent rapidement et tombent au bout de un ou deux jours. Les

groupes de fleurs sont ainsi découverts successivement. Les bractées et leur groupe de fleurs

sont portés par une excroissance du rachis appelé coussinet.

2.6.Les Fleurs Elles sont disposées en deux rangées imbriquées l’une dans l’autre. On appelle « main » le

groupe de fleurs disposé sous chaque bractée. On distingue des fleurs femelles et des fleurs

mâles.

L’inflorescence comprend tout d’abord de 5 à 15 mains de fleurs femelles. Les mains

suivantes ne comportent plus que des fleurs mâles. Il peut apparaître des fleurs

hermaphrodites entre les deux.

Les fleurs femelles se composent d’un ovaire allongé, surmonté d’un périanthe (calice et

corolle) à 5 lobes entourant un stigmate et deux étamines réduites ou staminodes.

Les fleurs mâles ont un ovaire plus réduit surmonté par un périanthe identique à celui des

fleurs femelles et entourant un stigmate et deux étamines développées.

2.7.Le fruit Lorsque la bractée découvre les fleurs femelles, leur ovaire a déjà près de la moitié et parfois

même les deux tiers de sa longueur définitive. Leur extrémité est dirigée vers le bas. Les

pièces florales flétrissent vite et tombent sur le sol. Seul le stigmate desséché peut persister




51

jusqu’à la récolte. L’ovaire se développe sans l’intervention de pollen, qui n’existe d’ailleurs

pas dans les étamines de la plupart des variétés de bananiers cultivés.

Les fleurs mâles se dessèchent rapidement et tombent. Les jeunes bananes se redressent

rapidement vers le haut. L’ensemble des bananes groupées en mains et le rachis ou hampe

qui les portent forment un régime. Le rachis continue de s’allonger ; à peu près chaque jour,

une main de fleurs mâles apparaît. Le bourgeon de l’inflorescence diminue progressivement

de volume pour disparaître plus ou moins rapidement selon les variétés.

Pendant environ deux mois, les bananes vont grossir plus en largeur et en épaisseur qu’en

longueur. Elles possèdent des côtes qui finissent par s’estomper à maturité. L’intervalle de

temps qui s’écoule entre l’émission florale et la récolte varie de80 à 120 jours suivant la

saison. Il est de 80/90 jours dans des conditions optimales de température : fleurs en mai -

juin en Afrique de l’Ouest (saison chaude), en novembre - décembre à Madagascar. Il

s’allonge en saison sèche ou fraîche. Cet intervalle peu atteindre 150 jours dans les régions

ayant une saison froide marquée(Canaries).

A maturité, une banane a une couleur jaune parfois tachetée de ponctuations brunes. Sa

longueur varie en moyenne de 16 à 22 cm et sa largeur de 3 à 4 cm. Son poids varie en

moyenne de 100 à 150 g. Il existe des variétés à fruits plus petits et des variétés à fruits plus

gros. Il y a 60 à 65 % de pulpe consommable par fruit.

Un régime pèse de 10 à 40 kg. Un bon régime doit comporter 9 à 12 main set chaque main

doit posséder 18 à 22 bananes.

Deuxième partie:

Partie expérimentale

RAKOTOARISON Lanto Lanto Koloina Fenosoa,



50

CHAPITRE V : Etude expérimentale et méthodologie

Ce présent chapitre aura pour objectif général de décrire les étapes ainsi que de les

expérimentations faites au laboratoire afin d’arriver a notre but.

1.Traitement primaire

1.1.Collecte de peau de banane D’après la description concernant la banane dans les chapitres précédents on a constaté que

ce fruit est très abondant dans notre pays tropical. Il est a notée que la banane se vend a

Madagascar sous plusieurs aspects autre que le dessert. Il est disponible sur le marché sous

forme de « beignet de banane ou mofo akondro » , « koba raviny », . . .

Ces produits commercialisés par contre incitent les consommateurs à avoir une mauvaise

habitude de jeter les épluchures de peau de banane n’ importe où, ainsi de même pour les

vendeurs qui agglomèrent les leurs n’importe où.

Une bonne technique de communication et de négociation chez le commerçant nous a offert

une opportunité d’obtenir gratuitement leur peau de banane.

Pour la réalisation de notre travail ; il à été donc facile de collecter la auqntité de peau de

banane nécessaire.

Figure 8 : Peau de banane fraiche directement récolté auprès des commerçants




51

1.2.Séchage a l’air libre On a fait sécher à l’air libre des 2,280 Kg de peau de banane fraîche à une température

d’environ 29°C durant 30 jours, pendant les périodes d’été

L’objectif ici est d’obtenir des peaux de banane de couleur noir et dépourvu d’eau. Le pesage

de la peau de banane sèche en tout nous a donné 2,000 Kg.

Nous avons constaté la teneur en eau des peaux de banane qui est selon les calculs ci-

dessous :

𝜌 =𝑊 − 𝐷

𝐷

Où W est le poids initial de l'échantillon, et D le poids de l'échantillon desséché.

𝜌 =2280 − 2000

2000

𝜌 = 0,14

D’où la teneur de notre peau de banane ici est de 14%

Figure 9 : Peau de banane sèche




52

1.3.Broyage et Calcination La calcination est une opération qui consiste à chauffer intensément dans une enceinte

fermée un corps afin d’éliminer tout reste de trace d’eau, le décomposer ou d’obtenir des

réactions chimiques.

Avant de procéder à notre opération, on a d’abord réduit en petit morceaux les peaux de

banane pour qu’on puisse insérer dans notre creuset 250g de peau de banane sèche broyée.

Nous avons ensuite calciné les 250 g de peau de banane sèche à 700°C, on a obtenu 75g de

cendre de peau de banane.

Figure 10 : Four carbolite, pour calcination




53

1.4.Mise en solution des cendres.et solution

Rappelons que les cendres de peau de banane sont composées d’environs, 90% en

carbonate de sodium et potassium en masse, dont 60% de potassium pour 30% de sodium.

Notre objectif est de séparer K afin de le transformer en engrais Potassique.

Cette étape nous conduit à la solution de carbonate double 𝐾2𝐶𝑂3et 𝑁𝑎2𝐶𝑂3

L’opération ici consiste à faire bouillir les cendres de peau de banane obtenue après

calcination. Les 75 g de cendre ont été mis en solution dans 3 Litres d’eau distillé puis portée

à ébullition pendant 30 minutes.

Nous avons obtenu une solution de couleur très sombre encore pourvue de beaucoup de

cendre aussi bien au fond qu’à la surface ainsi que beaucoup d’autres impuretés.

Figure 11 : Cendre de peau de banane prête a être mis en solution

Figure 12 : Solution de cendre de peau de banane apportée à ébullition à 100°c




54

La solution de cendre de peau de banane à ensuite été filtrée pour enlever les particules

solides, le but de cette opération étant de récolter seulement la solution de carbonate

double.

Apres filtration, on à évaporé complètement la solution et on à obtienu des cristaux collés

aux parois du bécher. Seulement l’extraction de ces cristaux des parois du bécher s’avère

très difficile, et la majorité du solide est resté sur le becher. La méthode la plus pratique

pour les opérations prochaines est de travailler sur la solution de double carbonate.

Figure 13 : Solution de Carbonate double

Figure 14 : Cristaux de double carbonate accolé aux parois du bécher




55

D’après les opérations réalisées précédemment on a pu obtenir une solution contenant

principalement du carbonate de potassium et de sodium à partir de laquelle on va essayer

d’obtenir un engrais à base de potassium.

Dans la suite de notre travail on va se focaliser seulement sur la solution et non sur les

cristaux.




56

2.Traitement Chimique [16]

Dans cette partie, l’objectif est de faire passer le potassium contenu dans la solution par

différent traitement chimique pour faire de l’engrais potassique.

Pour cela, on va utiliser 3 méthodes chimiques.

2.1.Utilisation de l’acide tartrique

L’acide tartrique de formule 𝐶4𝐻6𝑂6 , usuellement appelé acide 2, 3 –

Dihydroxybutanedïoque. Il se présente sous forme de cristaux transparents solubles dans

l’eau.

Il est considéré comme un diacide faible.

Dans l’agroalimentaire il est utilisé comme additif

Au laboratoire l’acide tartrique surtout utilisé pour isoler le potassium. En effet, l’acide

tartrique 𝐶4𝐻6𝑂6 ainsi que l’hydrogenotartrate de sodium forment avec les solutions de sels

de potassium un précipité blanc cristallisé d’hydrogenotartrate de potassium 𝐾𝐻𝐶4𝐻4𝑂6.

Selon les équations :

𝐾𝐶𝑙 + 𝐻2𝐶4𝐻4𝑂6 𝐾𝐻𝐶4𝐻4𝑂6 + NaCl

𝐾𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝐻𝐶4𝐻4𝑂6 𝐾𝐻𝐶4𝐻4𝑂6 + NaCl

Les tartrates de potassium 𝐾2𝐶4𝐻4𝑂6 et de sodium 𝑁𝑎2𝐶4𝐻4𝑂6 se dissolvent

facilement dans l’eau par contre l’hydrogenotartrate de potassium est peu soluble. Et c’est

la formation de ce sel qu’on exploitera pour rechercher les ions 𝐾+.

De même, en faisant la réaction à partir de notre solution de double carbonate,

théoriquement seul l’hydrogenotartrate de potassium précipité puis sera recueilli.

Toutefois, la réalisation de ces réactions nécessite des conditions particulières, il faut que :

La concentration en ion 𝐾+soit faible

La réaction doit se produire à froid

La neutralité de la solution doit être étudiée




57

On peut aussi réaliser la réaction d’obtention de l’hydrogenotartrate de potassium en

présence d’acide fort, mais une fois de plus la réaction est aussi difficile à maîtriser.

En effet Le précipité étant soluble dans les acides forts, la formation de l’acide va gêner la

réaction en la rendant réversible. Pour que cela ne se produise pas, on effectue la réaction

avec 𝐻2𝐶4𝐻2𝑂6 en présence de 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 . Dans cette condition, l’acide fort qui se forme

est remplacee par un acide faible

L’équation globale de la réaction s’écrit :

KCl + 𝐻2𝐶4𝐻2𝑂6 + 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 𝐾𝐻𝐶4𝐻4𝑂6 + NaCl + 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻

En ce qui concerne cette première méthode, le laboratoire de chimie minérale dispose de

tous les produits chimique nécessaire a ces réactions.

L’avantage de cette méthode est qu’on peut directement précipite le potassium sous forme

de 𝐾𝐻𝐶4𝐻4𝑂6 et ensuite exploité ce composé pour faire notre engrais potassique.

Seulement certain technique de grande précision sont encore à maîtriser c’est pourquoi

nous n’avons pas pu réaliser parfaitement cette réaction.

Nous avons ensuite opté pour une deuxième méthode qui est d’utiliser le chlorure de

baryum.

2.2.Traitement par le 𝐁𝐚𝐂𝐥𝟐

En traitant notre solution par le 𝐵𝑎𝐶𝑙2 qui est un précipitant spécifique des carbonates on

parvient à obtenir un mélange de KCl et de NaCl.

La réaction est la suivante

𝐾2𝐶𝑂3 + 2𝐵𝑎𝐶𝑙2 2KCl + 2𝐵𝑎𝐶𝑂3

𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 2𝐵𝑎𝐶𝑙2 2 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 2𝐵𝑎𝐶𝑂3




58

Durant notre expérience nous avons pu mettre en évidence l’existence d’un précipité blanc.

Nous avons réalisé plusieurs essaies avec différentes quantités de précipitant ( BaCl2) Ceci

pour vérifier l’existence ou non d’un excès de BaCl2 a la fin de la réaction.

𝐵𝑎𝐶𝑙2 + (𝑁𝐻4) 𝐶𝑂3 𝐵𝑎𝐶𝑂3 + 2𝑁𝐻4𝐶𝑙

La concentration du BaCl2 est de 40g/litre

La concentration du (NH4)2CO3 est de 9,6g/Litre = 0,1 mol/litre

Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant.

Tableau 6 Précipitation du BaCO3

Numéro essai (1) (2) (3) (4)

Volume du carbonate double [ml] 100 100 100 100

Volume BaCl2 [ml] 20 30 40 100

Masse de précipité + Becher [g] 100,4 100,4 101,2 101,0

Masse Becher [g] 99,84 99,7 100,49 100,28

Masse BaCO3 [g] 0,56 0,70 0,71 0,72




59

Figure 15 Tracé du comportement de la formation de précipite de BaCO3

Interprétation

On constate qu’a partir du moment où le volume de BaCl2 devient supérieur ou égal à 30ml

la masse du précipité obtenu n’augmente plus, soit mBaco3=0,71g

Détermination de la quantité exacte de BaCl2 pour la précipitation du carbonate double.

Pour ce faire, on a utilisé la même solution de carbonate double. A 100ml de la solution

précédente on ajoute 40ml de BaCl2. Pour déterminer l’excès de BaCl2. Apres séparation du

précipité et du filtrat, on a ajouté au filtrat une solution de carbonate d’ammonium de titre

connu, ceci dans le but de précipiter l’excès de Baryum sous forme de BaCO3 (dosage en

retour)

(NH4)2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NH4Cl

On a laissé le précipité décanter un certain temps, puis on a séparé le filtrat du précipité.

Apres évaporation on a pesé le bécher + précipitée ( le bécher ayant été pesé

préalablement ).

On en déduit la masse de BaCO3 correspondant a l’excès de BaCl2




60

Concentration de(NH4)2CO3 est de 9,6g/litre

Numéro assai (1) (2) (3)

Volume Filtrat [ml] 100 100 100

Volume (NH4)2CO3 [ml] 40 40 40

Masse Becher + précipité [g] 100,23 100,10 100,89

Masse BaCO3 [g] 0,39 0,40 0,40

La masse moyenne de précipité est de

m= 𝑚1+ 𝑚2+𝑚3

3

mBaCO3=0,396 g

Cette masse correspond à l’excès de BaCl2 utilisé pour le traitement de 100ml de la solution

de carbonate double (voir tableau 6 )

Or 1 mole de BaCO3 1 mole de BaCl2 ,

116g 127g

0,396g m1 = 0,396 𝑥 127

116 = 0,433g

D’après le tableau numéro 6 , on a utilisee 40ml d’une solution de (NH4)2CO3 pour la

neutralisation de 100ml de la solution de double carbonate

40ml c'est-à-dire 0,04 litre de la solution de BaCl2 contient m = C.V = 40 x 0,04 = 1,6g

La quantité exacte de BaCl2 pour neutraliser 100ml de la solution de double carbonate est

donc de 1,6g – 0,433g = 1,167g de BaCl2

Conclusion partielle




61

L’utilisation du chlorure de baryum pour neutraliser la solution de carbonate double

permet d’obtenir une solution de KCl et de NaCl qui représente un engrais minéral

connu sous le nom de sylvinite.

Toutefois, pour obtenir un engrais de pH relativement neutre il faut déterminer la

quantité exacte de BaCl2 selon la méthode décrite précédemment

L’utilisation de l’acide tartrique n’a pas permis de séparer le potassium du sodium,

bien que la théorie permette d’utiliser cette méthode, pour les raisons évoquées

précédemment

Autrement dit, dans la solution obtenue aussi bien par l’utilisation de l’acide tartrique ou du

chlorure de baryum contient toujours un mélange de Chlorure de potassium et de chlorure

de sodium.

Or le mélange de ces 2 substances constitue un engrais chimique appelé sylivinite

Dans la suite nous allons nous concentrer non plus à la séparation de ces 2 substance mais, à

l’obtention d’un engrais mixte composé essentiellement des éléments nutritifs à savoir le

potassium et le sodium.

On a alors abouti à une 3eme méthode qui est le traitement direct par acide fort, l’avantage

ici est d’éviter l’étape de filtration et surtout d’utiliser un produit de substitution au chlorure

de baryum moins couteux et aboutissant au même produit, ou aussi a d’autres engrais

dérivés.

2.3.Traitement par acide fort Le traitement de la solution de carbonate double par les acides forts permet également

d’obtenir des engrais minéraux :

Avec l’acide chlorhydrique HCl on obtient de la sylvinite

Avec l’acide nitrique HNO3 on obtient un mélange de Nitrate de potassium et de

nitrate de sodium, ce mélange représente lui aussi un engrais largement utilisée en

agriculture




62

Avec l’acide Sulfurique H2SO4on obtient un mélange de sulfate de potassium et de

sulfate de sodium.

Dans tous les cas, la réaction conduit à la formation d’un mélange de sels minéraux et

d’acide carbonique. Ainsi, avec l’acide chlorhydrique on a la réaction.

𝐾2𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 4HCl 2KCl + 2NaCl +2𝐻2𝐶𝑂3

L’avantage de cette réaction est que l’acide carbonique ainsi formé se décompose en

dioxyde de carbone CO2 et en eau

H2CO3 H2O + CO2

Il suffit donc de traiter la solution de carbonate double avec une quantité convenable d’acide

chlorhydrique pour obtenir une solution neutre de sylvinite.

Notre solution de double carbonate a un caractère basique, 3 essais successives avec l’acide

chlorhydrique a donné le résultat ci-dessous sous forme de tableau.

2.3.1.Dosage acido basique

Soit, (S1) la solution de double carbonate de volume 10ml à doser par l’acide chlorhydrique

0,1N, nos 2 indicateur coloré sont l’hélianthine et le phénophtaléine

Tableau 7 : Dosage de la solution de double carbonate par l’HCl, avec 2 indicateurs différents

prélèvement de (S1) N° hélianthine Phénophtaléine

01 8ml 4,2ml

02 7,7ml 4,0ml

03 7,9ml 4,2ml




63

Pour bien vérifier la sureté des résultats, normalement le résultat à l’helianthine doit être le

double de celui résultant de la phénophtaléine. L’opération aboutissant au résultat de ce

tableau nous l’a bien démontré

2.3.2.Dosage des carbonates.

On a ensuite dosé la teneur en carbonate en faisant réagir la solution de double carbonate à

chaud par l’acide chlorhydrique.

On observe alors un dégagement de bulle qui se définit par le dégagement de dioxyde de

carbone, le dosage s’arrête quand le dégagement de bulle de gaz n’’apparait plus.

Afin de procéder a cela, on à réaliser plusieurs successions de dosage de 10 ml de la solution

(S1) à chaud par une solution d’acide chlorhydrique a 1N. Le résultat est dans le tableau ci-

dessous :

Tableau 8 : Dosage de la solution de double carbonate pour trouver la teneur en CO2

Prélèvement de (S1) a chaud N° Quantité de HCl

01 1,5ml

02 1,6ml

03 1,3ml

04 1,6ml

Dans un premier temps, on a dosé par l’acide chlorhydrique 0,1N. Mais à cette concentration,

même à chaud on n’a pas réussi à obtenir un dégagement de CO2




64

Illustration de la comparaison de l’eau de robinet et de l’eau distillée

D’après ces figure, on distingue nettement les dégagements de bulle de 𝐶𝑂2 ainsi que la

décoloration de Solution contenue dans le bécher de droite, car cette solution de double

Figure 16 : La solution avant et après neutralisation par HCl 1N, avec dégagement de bulle

Figure 17 : Figure 18 : La solution avant et après neutralisation par HCl 1N, avec dégagement de bulle




65

carbonate a été obtenue et faisant bouillir 75g de cendre de peau de banane avec l’eau

distillée.

2.4.Equation bilan des réactions

Suite des études faites précédemment, on a alors pu réaliser les réactions suivantes, selon

les engrais désirés :

Sylvinite

𝐾2𝐶𝑂3 + 2HCl 2KCl + 𝐻2𝐶𝑂3

𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 2HCl 2NaCl + 𝐻2𝐶𝑂3

𝐾2𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 4HCl 2KCl + 2NaCl +2𝐻2𝐶𝑂3

Pour provoquer le dégagement de dioxyde de carbone, la réaction à chaud s’écrit.

𝐾2𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 4HCl 2KCl + 2NaCl +2𝐻2𝑂 + 2𝐶𝑂2

Engrais potassium nitrate

𝐾2𝐶𝑂3 + 2𝐻𝑁𝑂3 2𝐾𝑁𝑂3 + 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2

𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 2𝐻𝑁𝑂3 2𝑁𝑎𝑁𝑂3 + 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2

𝐾2𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 4𝐻𝑁𝑂3 2𝐾𝑁𝑂3 + 2𝑁𝑎𝑁𝑂3 + 2𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2

Engrais potassium sulfate

𝐻2𝑆𝑂4 + 𝐾2𝐶𝑂3 𝐾2𝑆𝑂4+ 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2

𝐻2𝑆𝑂4 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2

𝐾2𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 2𝐻2𝑆𝑂4 𝐾2𝑆𝑂4 + 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2




66

Flow-sheet du procédé:

Résumé du procédé chimique

Sylvinite KNO3 K2SO4

Peau de banane fraiche

Peau de banane seche

Cendre de peau de banane

Solution de double carbonate

Séchage

Calcinations a

700°C

Filtration

Traitements Chimiques




67

2.5.Caractéristique des engrais

Tableau 9 : Caractéristique des engrais obtenus

Engrais Taux en K2O Effet sur le PH du sol Type de plante préférentielle

Sylvinite 61% = Tabac, fruit et légume (engrais mixte)

Potassium nitrate 46% ++ Fruit et fleur de jardinage

Potassium sulfate 50% = Legume

2.5.1.Importance du sodium pour le sol

Dans le sol le sodium ne se trouve que dans l'état lié principalement sous forme de sels.

Dans les zones à climat humide où semi humide le sol contient peu de sodium, car il est très

facilement lessivé vers les couches profondes du sol par l'eau de pluie. Le sodium se

fixe moins bien à lárgile que líon potassium.

Dans les zones arides ou semi arides il arrive en revanche souvent quúne accumulation de

Na trouve lieu dans les couches superficielles du sol à cause de la forte évaporation se

produise qui fait migrer l’eau dans les couches superficielles du sol. Dans ce cas, la structure

du sol se détériore. Cela se répercute négativement sur le bilan hydrique et l’aération du sol.

En plus, le pH s´élève de plus en plus lorsque la teneur en Sodium augmente

2.5.2.Importance du sodium pour les plantes

Bien que le sodium joue un rôle mineur dans l'alimentation de la plante en comparaison

avec les éléments nutritifs potassium et le magnésium, un amendement au sodium à un

effet positif sur le rendement et la qualité pour les plantes natrophiles (p. ex.




68

Chénopodiacées). La betterave à sucre, principale culture de ce groupe, est un exemple bien

connu pour ses besoins relativement élevés en sodium. Le sodium favorise la formation de

fructose et sa transformation en glucose, qui séntreposera finalement dans les racines de la

betterave.

Le sodium règle la pression osmotique des cellules végétales et conduit à une utilisation plus

efficace de l'eau.

Comme les ions K, les ions Na peuvent activer, en partie les enzymes du métabolisme

végétal. En d'autres termes, ils sont sous certaines conditions permutables.

2.6.Conclusion partielle

Après les traitements primaires de notre peau de banane, on a pu constater 3 méthodes afin

de parvenir à notre objectif qui est d’exploiter autant que possible le potassium et d’en faire

de l’engrais potassique.

La première méthode qui s’avère la plus importante n’a pas pu être réalisée parfaitement

par cause de non maitrise d’une technique chimique très compliquée, pourtant la

description théorique venant de notre documentation évoque la possibilité de piéger l’ion

potassium par une réaction chimique complexe.

Ensuite, la 3eme méthode qui est la méthode de traitement par acide fort est un succès, on

précise aussi que la présente de l’élément Sodium dans l’engrais n’est pas du tout gênant, au

contraire elle collabore aussi a la fertilisation du sol et au développement de notre plante.

Voyons alors ensuite dans le prochain chapitre les études d’impact environnementale et

étude économique de ce projet.

Troisième Partie:

Etude

environnementale et

économique




67

1.Etude d’impact environnementale

Une étude d'impact est une étude technique qui vise à apprécier les conséquences de toutes

natures, notamment environnementales d'un projet pour tenter d'en limiter, atténuer ou

compenser les impacts négatifs.

D’après la synthèse d’engrais que nous avons expérimentée, il est a noter que nos produits

sont de nature chimique, d’où des possibilités de mettre en danger l’environnement.

Si les engrais sont un facteur important pour le développement des plantes, ils peuvent aussi

être néfastes. En effet notre expérience montre que l'engrais peut tuer la plante s'il est en

excès.

De plus, durant une étude d’impact environnementale, il n’y a pas que le sol qui est mis en

observation, les impacts négatifs peuvent aussi s’acharner bien plus sur l’environnement

social et humain comme sur la faune et la flore. Voyons alors les avantages et les

inconvénients qu’on peut citer pour l’utilisation des engrais chimiques.

Figure 19 : Diagramme présentant quelques mot-clé et les relations et interrelations entre 3 modes de compensation d'impacts écologiques,

tels que devant ou pouvant être compensés suite aux études d'impacts

https://fr.wikipedia.org/wiki/Environnemental

https://fr.wikipedia.org/wiki/Impact_environnemental




68

1.1.Inconvénients

1.1.1.Impact due au séchage a l’air libre

Durant l’étape de séchage a l’aire libre, on a remarquée a un certain période « t1 »du

processus de déshydratation l’existence d’odeur désagréable a l’odorat, ensuite

l’agglomération de certaines insectes généralement volant attire par des produis

secondaires se dégageant des peaux de bananes. Ce n’est qu’après quelque jour de plus

après la période t1 que tout odeur s’épuise et que les produis secondaires consommés par

les insectes se termine.

Ceci étant, Durant cette période t1, l’exploitation de ces peaux de banane entrainera une

atmosphère désagréable à l’environnement social (odeur désagréable et bourdonnement

d’insecte volant)

1.1.2.Consommation en énergie

Durant notre expérience a petite échelle, afin de réaliser notre calcination, on a eu à notre

disposition qu’un four ne pouvant contenir au maximum que 250g de peau de banane sèche.

Si nous voulons donc faire cette exploitation a très grande échelle, il nous faudra

s’approprier de plusieurs fours au moins 10 fois. Cette exploitation alors se transformera en

industrie très gourmande en énergie.

De plus, une usine a grande consommation d’énergie provoque nos seulement des bruits

aux alentours du milieu environnant mais aussi l’émission de gaz à effet de serre.

1.1.3.Source de production de déchets liquides.

Les eaux provenant de cette activité sont de trois types : eaux résiduaires, composées des

eaux usées, des eaux de nettoyage des installations et des services auxiliaires (laboratoire).

En fonction du processus de production, l’industrie exploitant ce projet peut se caractériser

par une grande consommation d’eau. C’est le cas du procédé par voie humide. Néanmoins,

les caractéristiques ces procédés n’impliquent pratiquement pas de production de déchets

liquides.




69

L’effet négatif dans cela est la répartition et la distribution d’eau dans la zone d’exploitation.

1.1.4.Impact sur le sol

L’excès en acide de notre engrais peu renverser la qualité du sol en sol acide, ce la pourrai

même rendre le sol stérile et entrainer divers dégradation de la zone d’exploitation.

1.1.5.Effet des nitrates

Les nitrates, de symbole NO3- sont indispensables aux plantes. Cependant, ils sont aussi très

nocifs pour notre environnement lorsqu'ils sont présents en trop forte quantité. Ils sont

présents dans les engrais azotés et le lisier. Or ces deux derniers sont utilisés dans

l'agriculture, et représentent ainsi 66% des nitrates présents dans l'eau.

La plupart du temps, l'engrais est mis en trop forte quantité par les agriculteurs. C'est ainsi

que par exemple, la France a comme premier facteur de pollution, les nitrates. Cela entraine

donc des soucis sanitaires, de l'eutrophisation voir de la dystrophisation.

Les nitrates sont déjà présents dans le sol via la matière organique, mais il se libère que petit

à petit. On y ajoute donc en plus des engrais ( 45% de la pollution due à l'agriculture), alors

que par exemple, l'élevage des bovins entraine déjà une pollution des sols due au déjection

animale(55% de la pollution due à l'agriculture qui se sert de ces déjections comme engrais).

Comme dit précédemment, il se libère petit à petit, il faut donc plusieurs années pour qu'ils

disparaissent. Seulement plus il y en a, plus le temps sera long pour les éradiquer.

Figure 20 : Cycle des nitrates




70

Les nitrates s'infiltrent dans le sol et par le ruissellement, dans les cours d'eau.

La France a été condamné par la Cour de Justice Européenne pour la non application des

règles établisses. La norme était dépassée (norme fixée à 50mg/l). De plus, de nombreuses

personnes s'approvisionnent d'eau de leur propre puits sans savoir que, parfois le taux de

nitrate présent dans l'eau dépasse les 300mg/L.

Cependant, ce taux ne cesse d'augmenter, malgré des usines de dénitratation très couteuses

( 1,2 milliard d'euro) ou encore le PMPOA, plan de maitrise des pollutions des d'origine

animale ( 14milliards d'euro). Aujourd'hui, certains cours d'eau sont abandonnés car ils sont

trop pollués, on essaie même plus de les dénitrater.

Les Maladies causées par les nitrates :

Certes, elles sont rares, mais souvent très dangereuses.

==> La première est la méthémoglobinémie. Dans l'organisme, les nitrates sont transformés

en nitrite, qui agit sur l'hémoglobine pour la transformer en méthémoglobine. Les

nourrissons sont plus menacés car l'acidité gastrique n'est pas encore bien établie et leur

hémoglobine est plus sensible. On peut remarquer des taches localisées sur les pieds, mains

et contour de la bouche, c'est pour cela qu'on l'appelle généralement "maladie des bébés

bleus. Les personnes âgées peuvent aussi être touchées car leur estomac n'a pas la même

acidité qu'une personne de 20 ans. Cette maladie peut s'avérer mortelle.

==>Le cancer de l'estomac, car les nitrites résistent à de nombreux enzymes, et, après

expérience faite sur des animaux, ils seraient la cause ou une des causes de ce cancer.

Cependant, pour l'homme, ceci n'est qu'une hypothèse.

==> Les femmes enceintes buvant de l'eau contenant trop de nitrates expose leur fœtus à

des malformations. Passé le seuil de 15mg/L de nitrate, le risque serait multiplié par 4.

==> Selon des études, ingéré de l'eau contenant 100mg/L de

nitrate quotidiennement engendre un temps de réaction nettement plus long chez la

personne touchée.




71

1.1.6.Effet des sulfates

Les animaux sont aussi sensibles aux niveaux élevés de sulfate. Pour les jeunes animaux, de

hauts niveaux de sulfates peuvent créer des diarrhées sévères et dans certains cas la mort.

Comme les humains, les animaux ont tendance à s'habituée aux eaux fortement chargées en

sulfate avec le temps. En diluant l'eau chargée en sulfates avec de l'eau qui l'est moins cela

peut permettre d'éviter les problèmes de diarrhée et de déshydratation des jeunes animaux

et des animaux non habitués à des concentrations en sulfate importantes. La proportionne

sulfate dans l'eau peut progressivement augmenter jusqu'à-ce que les animaux puissent

admettre une concentration importante en sulfate dans l'eau. Nous vous recommandons de

contacter votre vétérinaire pour avoir plus d'information.

L’excès en concentration de sulfate dans l’engrais provoque chez la plante un gout amer, un

gout médical. Cela rend désagréable sa consommation.

Des importantes concentrations en sulfates peuvent être corrosives pour le sol.

1.1.7.Autres Inconvénients

- Les ressources minérales sont épuisées, l'agriculteur devient indépendant de l'engrais. Sans

lui il ne peut pas de nouveau cultiver, car ce n'est pas une énergie renouvelable.

- La qualité du sol devient mauvaise, l'humus peut même être détruit par les engrais. Or c'est

lui qui permet de garder l'eau et ses éléments dans la terre, d'où une infiltration s’il disparait.

- L'érosion devient plus forte.

- On remarque la présence de métaux lourds dans les champs, notamment lorsque l'on

utilise de l'engrais organique telle que les boues d'épuration des eaux. Ceci pose un autre

souci; que faire des boues d'épuration si elles ne sont pas utilisables comme engrais? Les

métaux lourds contiennent parfois même des éléments radioactifs, présent grâce aux lisiers

de porc.

- Emission de gaz à effet de serre par l'engrais, sous forme de protoxyde d'azote N2O et

N2O4.




72

-Pollution atmosphérique due à l'industrie de production des engrais. En effet, toutes les

usines produisent des gaz nocifs pour la terre.

-Les cultures sont plus sensibles à tous les parasites et maladies existantes.

1.2.Alternatives

Si de nombreuses alternatives sont évoquées, aucune ne permettrait à la fois de stopper la

pollution tout en nourrissant les hommes. Ce ne sont donc pas des solutions au problème,

elles permettent juste de réduire les conséquences de l'utilisation des engrais.

- Tout d'abord, la gestion des intrants agricoles. Une loi, écrite en 1995, donne la dose

maximale à ne pas dépasser par les agriculteurs pendant l'épandage.

-Le calcul des dosages, l'agriculteur, peut, selon une étude sur son champ, établir la dose

d'engrais nécessaire. En effet, si l'étude l'informe d'un taux faible en phosphate et que sa

culture nécessite beaucoup de phosphate, il pourra alors calculer choisir l'engrais nécessaire

pour son sol tout en limitant la pollution.

- La culture bio, sans engrais ou pesticide. Aujourd'hui, cette méthode est de plus en plus

utilisée. Cependant, elle possède des problèmes. Si toute notre agriculture était bio, toutes

les personnes ne seraient pas nourries. De plus, elle coute chère.

==> Cependant, sans les engrais:

- nous n'aurions donc pas de rendements maximaux

- Les prix flamberaient, les agriculteurs perdraient beaucoup d'argent (déjà qu'à l'heure

actuelle, leur situation est critique).

-Pour voir une amélioration de nos nappes phréatiques, il faudrait attendre extrêmement

longtemps. Selon des études, dans 30 ans, le taux augmentera toujours malgré qu'aucun

engrais ne soit utilisé, l'accumulation engendre une durée très longue de disparition des

nitrates.

-Très peu de territoire est adapté pour le système bio, il faut un climat précis, des éléments

précis dans le sol. Cela n'est pas le cas partout.




73

2.Etudes économiques et stratégies d’élaboration du projet.

2.1.Stratégies d’élaboration du projet

D’abords, avant d’élaborer chapitre répondons d’abords à la question « pourquoi avions

nous choisis uniquement les peaux de bananes à valoriser au lieu de valoriser en globalité

tous les déchets organiques ? »

Bien sûr tous les 2 peuvent être valorisée en engrais, par contre si nous choisissons la

globalité de tous les déchets organiques possibles, les proportions en élément

indispensables à la fertilisation du sol seront vraiment très variés et difficile de déduire une

valeur exacte pour en faire les calculs appropriés.

Nous avions alors choisi uniquement les peaux de bananes car on a su en avance que sa

teneur en potassium en très importantes, de plus en se focalisant seulement su ce déchets

unique a valoriser nous aurons des valeurs stable.

2.1.1.Récolte massive de peau de bananes

Bref à Madagascar, le triage sélectif de déchets est une méthode de gestion des déchets qui

n’est pas encore tout à fait au point. En générale, ce triage se divise toujours e 3 groupes,

déchets plastiques, déchets métalliques et déchets organique ou biodégradable.

Dans la plupart des pays surdéveloppé, les habitants sont sensibilisés eux-mêmes à trier

leurs déchets ménagers par catégories en fonctions des jours de la semaine. Leurs déchets

chaque jour doivent être déposé en bas de leurs portes à une heure précise de la journée

pour être ramasse par la commune.

Dans un certain pays isolé au japon appelé Kamikatsu ils repartissent leurs déchets en 34

catégories. Bien qu’on pourra être franc et dire que suivre ces méthodes soit quasiment

impossible à Madagascar, On a quand même pensé a suivre ce système de tri sélective en

rajoutant une 4eme bac a ordure réservée uniquement pour les peau de banane.




74

En plus du triage sélectif, on pourra aussi faire appelle directement au commerçant du fruit

et des produits dérivés à devenir nos premiers fournisseurs en peau de bananes, et aussi

comme la banane est à Madagascar le fruit le plus consomme il faut aussi sensibiliser les

gens à connaitre d’abord l’importance du fruit et de son épluchure ainsi que de les insister a

valorisant les déchets en suivant la méthode du tri sélectif.

2.1.2.Consommation d’énergie.

D’après les études d’impacts environnementaux, nous avons conclus que faire appel a une

source d’énergie électrique serai trop néfaste a l’environnement, de plus une grande

consommation en énergie ne serai pas du tout rentable a notre projet.

Pour remédier à cela, nous avons pensé à installer plutôt une source d’énergie tel que le bio

gaz, qui lui-même est une source d’énergie provenant de la valorisation de déchets

organique.

Plusieurs avantages seront visibles :

Dépendance en énergie venant de la JIRAMA

Valorisation des déchets de produit organiques

Réduction de la pollution de l’environnement

Recyclage des résidus de l’installation du biogaz qui sera lui-même utilise comme

adjuvant à notre engrais potassique

Figure 21 : illustration du projet de triage sélective avec un 4eme bac a ordure




75

Figure 22 : illustration de l’installation d’énergie en biogaz, ainsi que l’utilisation des déchets en engrais




76

2.2.Etudes économiques

2.2.1.Cout économique pour l’obtention des peaux de bananes

D’après nos descriptions précédentes, on a pu évoquer que l’obtention de déchet de peau

de bananes est quasiment gratuite. Certes, nous devront néanmoins placer une marge en ce

qui concerne le cout du prix des peaux de bananes par le déplacement et sont transport.

Nous avons estimé le cout approximatif du kilo de peau de banane sur un plafond de 200ar :

Le cout du kilogramme de peau de banane nous coutera : 200, 00Ar

2.2.2.Cout de la sylvinite

Voici le cout de la synthèse de la sylvinite en se basant sur 3L de solution de double

carbonate

Tableau 10 : étude économique de la sylvinite

produit quantité Unité Prix unitaire

Montant

Peau de banane 0,285 Kg 200,00 57

Energie 2,3 Kwh 205 471,5

Eau 3 L 415 1245

Acide Chloridrique 1N 2,4 L 30421 73010,4

Total 74784

Le cout total de la Sylvinite, en engrais « liquide » est 25000ar par litre




77

2.2.3.Cout de l’engrais Potassium sulfate

Voici le cout de la synthèse de l’engrais potassium Sulfate en se basant sur 3L de solution de

double carbonate

Tableau 11 : étude économique de l’engrais Potassium Sulfate

Produit Quantité Unité Prix unitaire

Montant

Peau de banane 0,285 Kg 200 57


Eau 3 L 415 1245

Acide Sulfurique 1N 1,14 L 32111,52 36607,1328

Total 38373,63035

Le cout total de l’engrais potassium Sulfate, en engrais « liquide » est 12800Ar par litre




78

2.2.4.Cout de l’engrais potassium Nitrique

Voici le cout de la synthèse de l’engrais potassium nitrate en se basant sur 3L de solution de

double carbonate

Tableau 12 : étude économique de l’engrais Potassium Nitrate

Produit Quantité Unité Prix unitaire

Montant

Peau de banane 0,285 Kg 175,43 57


Eau 3 L 415 1245

Acide Nitrique 1N 3 L 151367,79 454103,37

Total 455869,8676

Le cout total de l’engrais potassium Sulfate, en engrais « liquide » est donc de 152000Ar

par litre




79

2.3.Comparaison économique et généralité d’utilisation

Tableau 13 : Comparaison économique des trois engrais

Engrais Cout de l’acide Cout de l’engrais Utilisation

Sylvinite 30 421 Ar/Litre 25000 Ar/Litre Adapté à la fertilisation des cultures exigeantes

en potasse (maraîchage,

arboriculture fruitière, vigne). Engrais simple

soluble.

Engrais Potassium Sulfate

32 111,52 Ar/Litre 12 800 Ar/Litre Engrais de fond ou d’entretien

Engrais Potassium Nitrate

151 367,79 Ar/Litre 152000 Ar/Litre Engrais d’entretien, action rapide et

directement assimilé par la plante

On peu tirer depuis ce tableau tout d’abord le cout économique des acides fort, le moins

couteux au marchée est l’acide chlorhydrique, ensuite l’acide sulfurique et enfin le plus

chère est l’acide nitrique.

Bien que l’acide nitrique s’avère vraiment couteux, on en déduit quand mêmes que c’est un

produit de qualité importante car son exploitation en tant qu’engrais donne des effets

rapides dans l’alimentation de la plante.




80

2.4.Engrais liquide et engrais solide, économie en conditionnement

Nous avons jusqu'à présent conçu de l’engrais liquide, toutefois une simple étape nous

permet de le transformer à état solide. Quelques points sont alors citer ci-dessous pour

comparer économiquement la conception de l’engrais solide et l’engrais liquide.

Engrais Liquide :

Contient d’avantage d’eau

Nécessite beaucoup d’espace dans son conditionnement

Sa production est plus rapide et moins couteuse

Engrais Solide :

Nécessite une étape d’évaporation

Besoin d’additif complémentaire et aussi de charge

Très facile à conditionner,

Plus long à produire, plus couteux.




81

CONCLUSION GENERALE

Après les traitements primaires, 3 méthodes ont été proposées

La première méthode qui se base sur la précipitation du potassium par l’utilisation d’acide

tartrique aurait pu être la meilleure méthode car elle nous permet de recueillir uniquement

le potassium présent dans la solution. Cependant des techniques difficiles à maitriser nous a

empêchés de réaliser cette méthode avec succès.

La deuxième méthode se basant aussi sur la précipitation mais en utilisant le chlorure de

baryum pour l’obtention uniquement de la sylvinite fut un succès mais du point de vue

industriel elle n’est pas assez pratique.

La troisième méthode qui est l’utilisation de trois différent acides qui sont l’acide

chlorhydrique, l’acide sulfurique et l’acide nitrique nous a permis d’obtenir directement la

sylvinite, l’engrais potassium sulfate et l’engrais potassium nitrate.

L’élaboration de ce projet offre la possibilité de réduire la pollution, protéger

l’environnement et mettre en valeur l’importance de l’agriculture verte. D’une manière

écologique, on pourra alors réaliser un cycle qui permettra de maintenir la vie des végétaux

pour les agriculteurs.

Du point de vue économique, l’engrais potassium nitrate est le plus couteux mais les plus

pratique du point de vue pourvoir fertilisant, vient ensuite l’engrais potassium Sulfate et

enfin le moins couteux la sylvinite.

Pour finaliser cela, on signalera que notre engrais est chimique, elle nécessite des

précautions et des dosages à respecter pour éviter la dégradation du sol et de la plante. Elle

est tout de même très pratique mais dans le marché, sa concurrence directe sera les engrais

bio qui sont fait à base de compostage et d’autre des engrais naturels composée

uniquement de matière organique.

a

REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE ET WEBOGRAPHIQUE [1] https://fr.wikipedia.org/wiki/Engrais (consulté le 03 avril 2016)

[2] Benoit Raulin - découverte chimique d'un engrais

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[12] Le besoin des plantes - pdf

[13] https://fr.wikipedia.org/wiki/Banane (consulté le 30 juin 2016)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Engrais

https://fr.wikipedia.org/wiki/Sol_(pedologie)

https://www2.nancy.inra.fr/

https://fr.wikipedia.org/wiki/Banane

b

[14] Filières de l’Agriculture, de l’Elevage et de la Pêche, et Actions du Ministère de l’Agriculture, de l’Elevage et de la Pêche

[15] Ratsiaharovala Vero 2011 - CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES PEAUX DE BANANES

[16] Analyse quantitative V.ALEXEEV 1980 édition Moscou

c

ANNEXES

Annexe 1 : Calcule de la pureté de l’acide tartrique

Durant l’essaie de précipitation du potassium nous avons eu a notre disposition une quantité d’acide tartrique sans étiquette, ce qui nos a ramener a le doser et a calculer sa pureté.

Dosage de l’acide par lu NaOH 2mole par litre Le dosage de 10ml l’acide a fait virer l’indicateur a VB=2ml

On a refait un dosage avec les produits moins concentré

NB=0,5 mole par litre

NAVA = NBVB NA = 𝑁𝐵𝑉𝐵

𝑉𝐴 =

0,5𝑋5,1

10 = 0,255 mole par Litre

Dans 1 litre de solution : 0,255 x 150 = 38,25g

Dans 10 ml de il y a 38,25

100 = 0,3825g

La pureté est 0,3825𝑋100

0,5 = 76,5%

Annexe 2 : Dosage du carbonate dans la sylvinite

Le dosage de 10 ml de la solution de double carbonate a fait virer l’indicateur a 1,5 ml d’acide chlorhydrique 1N.

Calcule de la quantité de CO2 dégagé est : Le réactif limitant est l’acide chlorhydrique, en dressant le tableau des avancement on a pu calculer le dégagement en CO2

(S1) 2HCl 2KCl H2O CO2

Masse en gramme

0,291 0,595 0,071 0,175

Nombre de mol

0,0079 0,0079 0,0039 0,0039

d

Annexe 3 Calcule de la quantité nécessaire d'acide nitrique pour faire dégager le CO2

Pour faire dégager 0,17g de CO2 contenu dans 10ml de S1 on a dressé le tableau des avancements :

S1 HNO3 2KNO3 H2O CO2

M 63,012 101,10 18,01 44,00

n 0,007 0,007 0,003 0,003

Masse en gramme

0,486 0,78 0,069 0,017

Pour faire dégager 0,17g de CO2 dans 10ml de S1 on a besoin de 0,0077 mole de HNO3

C=𝑛

𝑀 V=

𝑛

𝐶

Avec C=1N le volume nécessaire en acide nitrique est de 0,0077 Litre ou 7,7 ml

Annexe 4 : Calcul de la quantité d’acide Sulfurique pour faire dégager le CO2

Pour faire dégager 0,17g de CO2 contenu dans 10ml de S1 on a dressé le tableau des avancements :

S1 H2SO4 K2SO4 H2O CO2

M 98,07 174,25 18,1 44,00

n 0,0038 0,0038 0,0038 0,0038

Masse en gramme

0,378 0,673 0,069 0,17

Pour faire dégager 0,17g de CO2 dans 10ml de S1 on a besoin de 0,0077 mole de HNO3

C=𝑛

𝑀 V=

𝑛

𝐶

Avec C=1N le volume nécessaire en acide nitrique est de 0,0038 Litre ou 3,8 ml

e

Table des matières REMERCIEMENTS ..................................................................................................................................... i

SOMMAIRE .............................................................................................................................................. iii

LISTE DES FIGURES ................................................................................................................................... iv

LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................................ v

LISTE DES ANNEXES ................................................................................................................................. vi

LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES ............................................................................................. vii

Introduction ............................................................................................................................................. 1

Première Partie :.................................................................................................................................. 3

Etude Bibliographique ......................................................................................................................... 3

CHAPITRE I : ETUDES DES ENGRAIS ................................................................................................. 3

1.Historique sur les engrais ......................................................................................................... 3

2.Généralités sur les Engrais ....................................................................................................... 3

2.1.Définitions ......................................................................................................................... 3

2.2.Classification des Engrais ................................................................................................... 4

3.Conclusion Partielle [6]........................................................................................................... 15

CHAPITRE II : ETUDE DU SOL ......................................................................................................... 17

1.Généralités et Définitions ....................................................................................................... 17

1.1.Constituant du sol [9] ...................................................................................................... 19

1.2.Texture du sol .................................................................................................................. 22

1.3.Profil du sol ...................................................................................................................... 23

1.4.Fonction du sol ................................................................................................................ 25

2.Le complexe argilo humique .................................................................................................. 26

2.1.Définition ......................................................................................................................... 26

2.2.Propriétés du complexe argilo humique ......................................................................... 27

3.Les différents types de sols et leur repartions a Madagascar [11] ........................................ 29

3.1.Notion de profil et d’horizon Géologique : ..................................................................... 29

3.2.Constituants d’un profil : ................................................................................................. 29

3.3.Les différents types de sols : ........................................................................................... 30

CHAPITRE III : Le besoin des plantes ............................................................................................. 36

1.La composition des végétaux [12] .......................................................................................... 36

2.L’origine et le rôle des différents éléments ........................................................................... 38

2.1.Les éléments carbone C, hydrogène H et oxygène O ...................................................... 38

2.2.L'élément azote N ............................................................................................................ 38

f

2.3.L'élément phosphore P ................................................................................................... 38

2.4.L'élément potassium K .................................................................................................... 38

2.5.L'élément soufre S ........................................................................................................... 39

2.6.Les éléments calcium Ca et magnésium Mg ................................................................... 39

2.7.Les oligo-éléments ........................................................................................................... 39

3.Utilité et apport des engrais dans la plante ........................................................................... 39

3.1.Les engrais azotés ............................................................................................................ 39

3.2.Les engrais Phosphatés ................................................................................................... 41

3.3.Les engrais potassiques ................................................................................................... 42

CHAPITRE IV : ETUDE DE LA BANANE ............................................................................................ 44

1.Généralités sur la banane ....................................................................................................... 44

1.1.Définition [13] ................................................................................................................. 44

1.2.Origine ............................................................................................................................. 44

1.3.La production mondiale de banane ................................................................................ 45

1.5. Production de banane a Madagascar [14] ................................................................ 46

2.Description du fruit [15] ......................................................................................................... 47

2.1.Racines ............................................................................................................................. 47

2.2.Les Feuilles ....................................................................................................................... 48

2.3.Le bulbe ........................................................................................................................... 49

2.4.Le tronc ............................................................................................................................ 50

2.5.L’inflorescence ................................................................................................................. 50

2.6.Les Fleurs ......................................................................................................................... 50

2.7.Le fruit ............................................................................................................................. 50

Deuxième partie: ............................................................................................................................... 52

Partie expérimentale ......................................................................................................................... 52

CHAPITRE V : Etude expérimentale et méthodologie ................................................................... 50

1.Traitement primaire ............................................................................................................... 50

1.1.Collecte de peau de banane ............................................................................................ 50

1.2.Séchage a l’air libre ......................................................................................................... 51

1.3.Broyage et Calcination..................................................................................................... 52

1.4.Mise en solution des cendres.et solution ....................................................................... 53

2.Traitement Chimique [16] ...................................................................................................... 56

2.1.Utilisation de l’acide tartrique ......................................................................................... 56

2.2.Traitement par le 𝐁𝐚𝐂𝐥𝟐 ................................................................................................. 57

g

2.3.Traitement par acide fort ................................................................................................ 61

2.4.Equation bilan des réactions ........................................................................................... 65

2.5.Caractéristique des engrais ............................................................................................. 67

2.6.Conclusion partielle ......................................................................................................... 68

Troisième Partie: ............................................................................................................................... 69

Etude environnementale et économique ......................................................................................... 69

1.Etude d’impacte environnementale ....................................................................................... 67

1.1.Inconvénients .................................................................................................................. 68

1.2.Alternatives ..................................................................................................................... 72

2.Etudes économiques et stratégies d’élaboration du projet. .................................................. 73

2.1.Stratégies d’élaboration du projet .................................................................................. 73

2.1.1.Récolte massive de peau de bananes .......................................................................... 73

2.1.2.Consommation d’énergie. ............................................................................................ 74

2.2.Etudes économiques ....................................................................................................... 76

2.3.Comparaison économique et généralité d’utilisation ..................................................... 79

2.4.Engrais liquide et engrais solide, économie en conditionnement .................................. 80

CONCLUSION GENERALE ....................................................................................................................... 81

REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE ............................................................................................................... a

ANNEXES ................................................................................................................................................... c

Table des matières .................................................................................................................................. e

Auteur : Lanto Koloina Fenosoa RAKOTOARISON

Nombre de page : 97

Nombre de tableaux : 13

Nombre de figures : 21

Titre : Contribution à la valorisation de la peau de banane pour la fabrication d’engrais Chimique

RESUME

La banane est le fruit le plus consommé à Madagascar, nous avons eu comme

mission de valoriser les peaux de banane qui sont les parties du fruit ignorées par la

population pourtant, ce dernier est très riche en potassium. Des traitements chimiques ont été

réalisés afin de transformer notre peau de banane considérée par les Hommes comme «

déchet » en engrais potassique qui sont la sylvinite, l’engrais potassium sulfate et l’engrais

potassium nitrate. On a alors pu élaborer un projet consistant non seulement à réduire la

pollution mais aussi valoriser le maximum de déchet pour mettre au point une stratégie de

sauvegarde de l’environnement.

Mots clé : Peau de banane, Potassium, valorisation, traitement chimique, environnement.

Title: Contribution to the valorization of banana peel for the manufacture of chemical fertilizers

ABSTRACT

Bananas are the most consumed fruit in Madagascar, our mission is to value the

banana peels which are the parts of the fruit ignored by the population yet, banana peel is very

rich in potassium. Chemical treatments have been made to transform our banana skin

considered by Men as "waste" into potassium fertilizer which are sylvinite, fertilizer

potassium sulfate and fertilizer potassium nitrate. It was possible to develop a project not only

to reduce pollution but also to valorize a maximum of waste in order to develop an

environmental conservation strategy.

Keywords: Banana skin, Potassium, valorization, chemical treatment, environment.

Encadreur : Monsieur Noëlson RANAIVOSAMOELINA

Adresse de l’auteur : Lot II M 50 Besarety Antananario 101

E-mail: [email protected]

Essaie de synthèse d’engrais chimique par valorisation de ...

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