Otto Mück*
Résumé/ Summary
Jusqu'au début des années 90, le Bromure de méthyle était considéré comme le fumigène idéal pour la quarantaine végétale. Aujourd'hui, l'emploi de ce gaz est strictement restreint pour des raisons liées à la santé humaine ainsi que pour ses effets négatifs sur l'environnement. C'est la raison pour laquelle des traitements de substitution sont examinés actuellement dans les pays industrialisés. Ainsi, il existe une gamme de gaz alternatifs possédant un certain potentiel qui seront présentés dans cet exposé.
Le Sulfide de carbonyle semble être un produit de substitution assez prometteur. C'est un gaz d'apparence naturelle qui contrôle tous les stades de développement des ravageurs de stocks. Ses qualités lui ont valu d'être breveté en Australie pour les fumigations.
L'Acide cyanhydrique est utilisé en premier lieu pour la fumigation d'installations comme les moulins. L'Acide cyanhydrique agit rapidement, surtout contre les rongeurs et laisse peu de résidus. Parmi ses inconvénients, on peut citer sa toxicité élevée pour l'homme.
Le Gaz carbonique semble également offrir un potentiel considérable. A une concentration de 98 % et à haute pression, un temps d'action entre 5 à 20 minutes suffit pour obtenir des effets tout à fait satisfaisants. Cependant, comme l'autoclave nécessaire est onéreux, son utilisation est limitée aux marchandises de grande valeur.
Les fumigations de produits en transit constituent le principal domaine d'application de la Phosphine en tant que produit de substitution du Bromure de méthyle. Les navires modernes permettent d'appliquer la Phosphine lors du chargement et de laisser agir le gaz pendant le transport. Autre champ d'application de la Phosphine: l'utilisation d'une dose réduite en combinaison avec du Gaz carbonique et à une température élevée qui réduit le temps d'action à 24 heures.
Le Méthyl-isothiocyanate possède de bonnes caractéristiques de distribution. Il a le pouvoir de tuer certains ravageurs des stocks dans un délai de 24 heures, bien que la technique d'application ne soit pas encore mise au point.
D'autres gaz présentent des inconvénients trop substantiels pour offrir de vraies alternatives. Parmi ces gaz, on peut citer le DiSulfide carbonique, l'Ethylformiate, l'Ethylène-oxide, l'Ozone et le Sulfonyl-fluorure.
En conclusion on peut constater qu'il n'y a pas un seul gaz qui puisse se substituer au Bromure de méthyle dans toutes ses applications. Pour des domaines d'application bien précis, il existe cependant des solutions dans la plupart des cas.
Till the early nineties, methyl bromide had been considered to be the ideal fumigant for plant quarantine. Today, the use of this gas is strictly limited due to human health related reasons as well as its harmful effects on environment. This is why substitution treatments are tested in industrialized countries. As such, a range of alternative gases with certain potential is presented in this paper.
Carbonyl sulfide seems to be a fairly promising substitute product. This is a gas of natural appearance that controls all development stages of pests of stored products. Its performance has earned it a patent for fumigation in Australia.
Hydrocyanic acid is mainly used for fumigating facilities like mills. Hydrocyanic acid works quickly, especially against rodents and leaves little residues. Its high toxicity for man is one of its drawbacks.
Carbon dioxide also seems to have a considerable potential. With a 98% concentration and high pressure, a 5 to 20 minute-exposure is enough to obtain satisfactory effects. However, as the required sterilizer is costly, its use is limited to valuable goods.
The main sphere of application of phosphine as a substitute product for methyl bromide is the fumigation of products in transit. Modern vessels have arrangements for using phosphine during loading operations and allowing the gas to work during the transportation. Another field for phosphine application is to use it at a reduced dosage combined with carbon dioxide and at high temperatures that would reduce exposure time down to 24 hours.
Isothiocyanate Methyl is has good distribution features. It can kill certain pests within 24 hours, but the application technique has not yet been elaborated.
Other gases have too many inconveniences to be real alternatives. Among these are Sulfide carbon, Formiate Ethyl, Ethylene oxide, ozone and Sulfonyl-fluoride.
In conclusion, it can be said that not a single gas can replace methyl bromide in all its applications. For specific scopes, however, there are solutions in most cases.
Jusqu’au début des années 90, le Bromure de Méthyle (CH3Br) était considéré partout dans le monde comme le fumigène idéal pour atteindre les objectifs de la quarantaine végétale. Les avantages de ce gaz sont les suivants (Gwinner et al., 1996):
Le Bromure de Méthyle est efficace contre les insectes à tous les stades de leur développement.
Il possède un bon pouvoir de pénétration dans la denrée.
Il agit rapidement et nécessite un temps d’action de 24 à 48 heures seulement.
Il n’est ni inflammable ni explosif.
Au cours de ces dernières années, cependant, l’emploi de ce gaz a été strictement restreint dans les pays industrialisés, et ce pour différentes raisons (Banks, 1994):
Le Bromure de Méthyle est soupçonné de contribuer à la destruction de l’ozone dans l’atmosphère.
Il semble qu’il possède un certain potentiel carcinogène.
Il est susceptible de laisser des résidus, en particulier dans les denrées à haute teneur en lipides.
Il est extrêmement toxique pour les êtres humains.
Les réglementations concernant l’emploi des substances chimiques sont devenues dans l’ensemble plus rigoureuses.
Considérant les problèmes liés à l’utilisation du Bromure de Méthyle, on examine actuellement dans les pays industrialisés les possibilités de renoncer totalement à l’application et à la production de ce produit dans les meilleurs délais et de trouver des traitements de substitution. Aux Etats-Unis, par exemple, on s’attend à une interdiction générale du Bromure de Méthyle d’ici à l’an 2001 (Banks, 1994).
S’agissant des traitements de quarantaine, il existe ici une gamme de gaz alternatifs possédant un certain potentiel. Les plus prometteurs d’entre eux seront présentés dans les chapitres suivants.
Le Sulfide de carbonyle (COS) semble être un produit de substitution assez prometteur pour le Bromure de Méthyle. C’est un gaz d’apparition naturelle, incolore et inodore. Etant donné qu’il est naturellement présent dans l’atmosphère à une concentration de 1.3 mg/m3, il semble très peu probable que ce gaz, au contraire du Bromure de Méthyle, puisse avoir des effets négatifs sur sa composition.
Le Sulfide de carbonyle contrôle tous les stades de développement des ravageurs des stocks, y compris ceux des espèces Tribolium castaneum et Tribolium confusum, Oryzaephilus surinamensis et Ephestia cautella. Rhyzopertha dominica est l’espèce de coléoptères la plus facile à contrôler et Sitophilus oryzae la plus difficile. A une concentration de 25 mg/l et pour une durée d’exposition de 24 heures, le Sulfide de carbonyle tue les stades externes de la totalité des 12 ravageurs testés jusqu’à ce jour, de même que les stades internes de R. dominica. Pour contrôler les stades internes de S. oryzae, il faut augmenter, soit la dose, soit la durée d’exposition (Desmarchelier, 1994).
L’Acide cyanhydrique (HCN) est un gaz utilisé depuis près d’un siècle pour la fumigation des denrées conservables et, principalement dans les dernières décennies, pour la fumigation d’installations comme les moulins. L’Acide cyanhydrique est plus léger que l’air, facile à appliquer, et il agit rapidement surtout contre les rongeurs. Appliqué correctement, l’Acide cyanhydrique laisse peu de résidus.
Parmi les inconvénients de ce gaz, on note une toxicité élevée pour l’homme. L’absorption par la peau des concentrations utilisées pendant les fumigations peut déjà entraîner la mort. Deuxième inconvénient: la solubilité dans l’eau et la réaction avec des denrées à concentration en sucre élevée, comme les fruits (Annis & Waterford, 1996).
Le Gaz carbonique semble également offrir un potentiel considérable pour remplacer le Bromure de Méthyle. Appliqué à une pression atmosphérique normale, le temps d’action pour un contrôle total des insectes est de 10 jours au minimum. A une concentration de 98 % et à haute pression (30 kg/cm²), un temps d’action compris entre 5 à 20 mn suffit déjà pour obtenir les mêmes effets. L’autoclave nécessaire à l’application de cette technique est un appareil onéreux, ce qui limite l’utilisation de ce gaz aux marchandises de grande valeur (Caliboso et al., 1994).
Dû à la lenteur de ses effets et à la longue période d’exposition requise (entre 4 et 10 jours dans les conditions d’application classiques), il semble à première vue que la Phosphine (ou Hydrogène phosphoré - PH3) ait peu de chances de pouvoir se substituer au Bromure de Méthyle. Cette opinion est cependant erronée, vu que de nouvelles techniques d’application ont ouvert à ce gaz, fort utile dans la fumigation des denrées conservables, des perspectives intéressantes.
Les fumigations de produits en transit, qui deviennent de plus en plus fréquentes du fait de l’apparition de technologies de transport maritime sophistiquées, constituent le principal domaine d’application de la Phosphine en tant que produit de substitution du Bromure de Méthyle. La technique classique de désinsectisation des denrées destinées à l’exportation consistait dans une fumigation de quarantaine avant le chargement du bateau. Le temps disponible pour cette opération souvent restreint par des impératifs économiques et logistiques, on avait l’habitude de traiter même les céréales au Bromure de Méthyle. Les navires modernes, qui peuvent être rendus étanches au gaz sans problème et à bref délai, permettent aujourd’hui d’appliquer la Phosphine lors du chargement et de laisser agir le gaz pendant le transport. Arrivée au port de destination, le traitement est terminé et l’aération peut avoir lieu (Semple & Kirenga, année inconnue).
Autre champ d’application de la Phosphine, encore peu exploité: l’utilisation d’une dose de Phosphine réduite (56 à 100 ppm) en combinaison avec du Gaz carbonique (CO2) dans une proportion de 4 à 6 % et à une température élevée de 32 à 37 °C. Lors de la fumigation de moulins aux Etats-Unis, on a enregistré dans les conditions décrites des mortalités de 100 % chez des ravageurs des stocks testés à la suite d’une exposition de 24 heures. Le test impliquait les espèces Tribolium castaneum, Trogoderma variabile, Sitophilus oryzae et Sitotroga cerealella (Mueller, 1994).
Les effets insecticides du Méthyl-isothiocyanate (MITC) et ses possibilités d’application comme fumigène sont connus depuis longtemps. On a par ailleurs observé que des paysans du Niger utilisent les feuilles de l’arbuste Boscia senegalensis afin de protéger leurs stocks de niébé contre les ravageurs. Le MITC a été identifié comme étant la matière active contenue dans cette plante (Ducom, 1994). Cette substance de forme cristalline est sublimée à la température ambiante et possède de bonnes caractéristiques de distribution. Le MITC a le pouvoir de tuer certains ravageurs de stocks, dont les espèces Sitophilus, Tribolium confusum et Plodia interpunctella, dans un délai de 24 heures, bien que la technique d’application adéquate dans la pratique ne soit pas encore mise au point dans tous ses détails.
Il existe encore toute une gamme de gaz divers susceptibles de remplacer le Bromure de Méthyle dans des domaines restreints, mais la plupart d’entre eux présentent des inconvénients trop substantiels pour offrir de vraies alternatives. Parmi ces gaz, on peut citer les exemples suivants, tirés d’Annis & Waterford (1996):
Si le disulfide carbonique a été largement utilisé dans le passé pour la fumigation des denrées conservables, il est toutefois hautement inflammable, sans compter que les techniques d’application à risques réduits font défaut. On étudie à l’heure actuelle les possibilités de réduire les doses et de prolonger le temps d’action.
L’Ethylformiate a également été utilisé pendant longtemps dans la fumigation des céréales. Il agit assez vite, mais il est fortement absorbé par les grains, ce qui implique une distribution lente et un temps d’action global de plusieurs jours.
L’Ethylène-oxide possède des effets insecticides, de même que des effets stérilisants contre les microbes. Il réagit à certaines substances chimiques contenues dans les denrées, notamment celles qui sont riches en sel. Les substances qui en résultent ont des potentiels carcinogènes.
L’Ozone agit comme un stérilisant contre les bactéries et les virus, mais son action insecticide est peu connue. L’Ozone décompose rapidement et détruit des matériaux organiques comme le caoutchouc.
Le Sulfonyl-fluorure est un fumigène puissant, principalement utilisé dans la lutte contre les termites. Il possède un excellent pouvoir de pénétration et tue les stades post-embryonnaires des insectes dans l’espace de 24 heures. Les oeufs de nombreuses espèces de ravageurs des stocks sont toutefois hautement tolérants à ce gaz. Cette substance manque de l’homologation nécessaire pour être utilisée sur des produits alimentaires.
Si l’on passe en revue les fumigènes présentés plus haut, il en résulte qu’il n’y a pas un seul gaz qui puisse se substituer au Bromure de Méthyle dans toutes ses applications. Pour des domaines d’application bien précis, il existe cependant des solutions dans la plupart des cas.
Le traitement de denrées conservables, les céréales notamment, ne posera à l’avenir aucun problème du fait que l’on peut facilement utiliser soit des insecticides de contact à titre préventif, soit la Phosphine, comme dans le traitement en transit.
Pour le traitement d’installations comme les moulins, il semble que l’Acide cyanhydrique et l’application de Phosphine en combinaison avec le Gaz carbonique et la chaleur constituent des produits de substitution adéquats.
Pour ce qui est des objectifs de la quarantaine végétale, pour la fumigation des denrées périssables, notamment, certains gaz semblent être prometteurs quand on se sera livré à une étude plus approfondie de leur action et des conditions d’application. Les traitements de quarantaine sont le domaine où le Bromure de Méthyle sera encore le plus longtemps indispensable. Le Sulfide carbonyle, le Gaz carbonique à haute pression et le Méthyl-isothiocyanate paraissent être pour l’avenir des produits de substitution possibles.
Les gaz réagissant avec les denrées et potentiellement carcinogènes, par exemple l’Ethylène-oxyde, ou encore ceux qui présentent des risques d’application trop élevés, comme le disulfide de carbonyle, ont en revanche peu de chances d’être retenus. La même conclusion s’applique également aux produits dépourvus d’homologation pour les denrées alimentaires, comme le Sulfonyl-fluorure.
Annis, P.C. Waterford, 1996. Alternatives-Chemicals, pp. 275-321 dans : Bell, C.H., N. Price, & B. Chakrabarti : The Methyl Bromide Issue. Chichester.
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Desmarchelier, J.M., 1994. Carbonyl Sulphide as a Fumigant for the Control of Insects and Mites, pp; 78-82 dans : Highley, E., E.J. Wright, H.J. Banks & B.R. Champ (Edit.) : Stored Product Protection. Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection. Canberra.
Ducom 1994. Methyl isothiocyanate Used as a Grain Fumigant, pp. 61-97 dans : Highley, E., E.J. Wright, H.J. Banks 1 B.R. Champ (Edit.) : Stored Product Protection. Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-èproduct Protection. Canberra.
Gwinner, J.; R. Harnisch & O. Mück, 1996. Manuel sur la manutention et la conservation des grains après récolte. GTZ Eschborn, 368, pp.
Mueller, D.K., 1994. A New Method of Using Low Levels of Phosphine in Combination with Heat and Carbon dioxide, pp. 123-125 dans : Highley, E., E.J. Wright, H.J. Banks & B.R. Champ (Edit.) : Stored Product Protection. Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection. Canberra.
Semple, R.L. & G.I. Kirenga, sans année. Facilitating Regional Trade of Agricultural Commodities in Eastern, Central and Southern Africa, Technical Data Sheet # 14. Dar es Salaam
* Consultant indépendant, Hambourg, R.F.A.
