Montpellier, France
April 17, 2009
Source:
CIRAD
SweetFuel
Avec ou sans sucre, le carburant ?
Financé par la Commission européenne, le projet s’intitule «
Sweet sorghum: an alternative energy crop ». Il a démarré en
janvier 2009 pour une durée de cinq ans. Son objectif :
développer la production de bioéthanol à partir du sorgho sucré
en fournissant de nouvelles variétés mieux adaptées à des
environnements ciblés en zone tempérée comme en zone tropicale.
Le Cirad en assure la coordination.
Pas moins de 10 partenaires * et une trentaine de scientifiques
participent à la conduite du projet dit Sweetfuel. Comme le
précise Serge Braconnier, chercheur au Cirad ** : « L’Icrisat en
Inde et l'Embrapa au Brésil travaillent sur le sorgho sucré pour
produire de l'éthanol depuis plusieurs années. Mais
l’originalité de la commande que nous fait l’Union européenne
pour ce projet est de cibler des zones semi arides tropicales
d’une part et tempérées d’autre part, pour y adapter des
variétés de sorgho ».
De l’amélioration variétale jusqu’à la porte de l’usine
Le projet qui s’arrête « à la porte de l’usine » devra toutefois
tenir compte des processus de fabrication sans oublier son
objectif principal : sélectionner des variétés plus productives
et adaptables aux terrains tropicaux et tempérés. Des gènes
d'intérêt seront identifiés afin de développer des programmes de
sélection assistée par marqueurs (SAM).
« Pour les zones tropicales, on cherche à sélectionner des
sorghos double voire triple usage (food-fuel-feed) produisant
des graines pour l’alimentation humaine et/ou animale tout en
accumulant des sucres dans les tiges pour l’ethanol. Il faut en
effet éviter de mettre en concurrence production alimentaire et
production énergétique pour minimiser les risques liés à la
sécurité alimentaire dans les pays en développement » explique
Serge Braconnier. Par ailleurs, les types de matériel végétal
ciblé sont des lignées que pourront reproduire les paysans,
plutôt que des hybrides.
En collaboration avec ses principaux partenaires, l’Icrisat et
l’Embrapa, le Cirad relève ce défi. Des échanges de matériel
végétal sont en cours pour constituer une large base génétique
nécessaire à l'élaboration de programmes de sélection ciblant en
zones tropicales, des sorghos sucrés mieux adaptés à la
sécheresse et aux sols « marginaux » (soit : à l'acidité, à la
toxicité aluminique et/ou à la carence en phosphore).
Des recherches sont donc à mener sur les caractères du sorgho :
- La quantité de grains
produits et de sucres accumulés dans les tiges
- La tolérance à la
sécheresse, même si le sorgho est une plante relativement
bien adaptée à la sécheresse
- La tolérance à l'acidité,
la toxicité aluminique, la carence en phosphore
- le caractère de
digestibilité des fibres, car les bagasses obtenues après
extraction des sucres sont de bonne valeur pour
l’alimentation animale et pour anticiper l'arrivée des
process de 2e génération à partir de la plante entière
- le caractère vert
(staygreen), caractère d'adaptation à une sécheresse en fin
de cycle qui permet aussi de maintenir le caractère juteux
des tiges, facilitant ainsi l'extraction des sucres solubles
- le caractère de
photosensibilité (photopériodisme) pour mieux caler le cycle
de la plante sur la saison des pluies.
En zones tempérées (Europe
centrale et méditerranéenne), Les objectifs sont très
différents. On vise ici des processus de transformation de 2e
génération très centralisés qui utilisent comme matériel de base
la lignocellulose des végétaux.
On cherche donc à sélectionner un sorgho produisant un maximum
de biomasse. L'accumulation de sucre dans les tiges et la
production des graines sont secondaires du fait des processus de
transformation.
Outre la production de biomasse, les caractères recherchés sont
ici :
- une meilleure
adaptation aux températures froides afin d’augmenter les
zones potentielles de culture en Europe et d'allonger la
période des semis pour élargir la « fenêtre de récolte »
- une meilleure
digestibilité des fibres afin de faciliter la première
étape de transformation : l'attaque de fibres
cellulosiques pour produire des sucres fermentables.
Les travaux de sélection engagés,
le projet prévoit également de conduire une analyse intégrée des
impacts du développement de la culture de sorgho à différents
niveaux (social, économique, environnemental) et à différentes
échelles (macro-micro).
*
Cirad, Centre de coopération internationale en recherche
agronomique pour le développement
Icrisat, Institut International de Recherche sur les
Cultures pour les Tropiques Semi-Arides (Inde)
Embrapa, Organisation brésilienne de Recherche
Agropastorale (Brésil)
KWS SAAT AG, compagnie semencière privée (Allemagne )
Unibo, Université de Bologne (Italie)
UCSC, Université catholique du Sacré Coeur (Université de
Milan, Italie)
UANL, Université autonome de Nuevo Leone (Mexique)
ARC-GCI, Agricultural Research Council-Grain Crops
Institute (Afrique du Sud)
IFEU, Institut für Energie und Umweltforschung
(Allemagne)
WIP, entreprise spécialisée dans les énergies
renouvelables (Allemagne)
** écophysiologiste à l’UPR (Unité propre de recherche) Aiva
(Adaptation agro-écologique et innovation variétale) du Cirad
Boosting bioethanol production from sweet sorghum
A project entitled "Sweet sorghum:
an alternative energy crop" is being funded by the European
Commission. It was launched in January 2009, to run for five
years. The aim is to boost bioethanol production from sweet
sorghum by developing new varieties better suited to the target
environments in both temperate and tropical zones. CIRAD is
project coordinator.
No fewer than ten partners* and some thirty researchers are
participating in the SWEETFUEL project. As Serge Braconnier, a
CIRAD** researcher, points out: "ICRISAT in India and EMBRAPA in
Brazil have been working for several years to produce ethanol
from sweet sorghum. However, what is original about the European
Union's commissioning of this project is that it targets both
semi-arid tropical zones and temperate zones, with a view to
adapting sorghum varieties".
From varietal improvement to factory gate
The project, which will stop "at the factory gate", will have to
take account of fuel production processes while not forgetting
its main aim: to breed more productive varieties that can adapt
to tropical and temperate environments. Worthwhile genes will be
identified so as to develop marker-assisted selection (MAS)
programmes.
"For tropical zones, the aim is to breed double- and even
triple-purpose sorghum varieties (food-fuel-feed) that produce
seeds to feed people and/or animals while building up sugar in
their stems to produce ethanol. We need to avoid placing food
production in competition with energy production so as to reduce
the risks of food insecurity in developing countries", Serge
Braconnier explains. Furthermore, the target types of planting
material will be lines that the farmers themselves can
reproduce, rather than hybrids.
In conjunction with its main partners, ICRISAT and EMBRAPA,
CIRAD has taken up the challenge. Planting material exchanges
are under way to build the broad genetic base required for
breeding programmes geared, in tropical zones, towards producing
sweet sorghum varieties better suited to drought and "marginal"
soils (in other words to acidity, aluminium toxicity and/or
phosphorus deficiencies).
Research therefore needs to be done on various sorghum
characters:
- the quantity of seed
produced and of sugar accumulated in the stems
- drought tolerance,
although sorghum is relatively well suited to drought
- tolerance of acidity,
aluminium toxicity and phosphorus deficiencies
- fibre digestibility, since
the bagasse obtained after extracting the sugar can be used
as an animal feed, and in order to prepare for the
development of second-generation processes for making fuel
from the whole plant
- the staygreen character, a
character that enables plants to adapt to drought at the end
of their cycle and also serves to keep the stems juicy,
making it easier to extract soluble sugars
- the photosensitivity
(photoperiodism) character, so as to fit the plant cycle to
the rainy season.
In temperate zones (central and
Mediterranean Europe), the aims are very different. In this
case, the objective is to develop very centralized
second-generation production methods that use plant
lignocellulose as the basic raw material.
The aim is therefore to breed sorghum varieties that produce as
much biomass as possible. Sugar accumulation in the stems, and
seed production, are of secondary importance given the new
processes to be used.
In addition to biomass production, the target characters here
are:
- better adaptation to
cold temperatures, to increase the number of potential
cultivation zones in Europe and extend the planting
period and thus the "harvesting window"
- better fibre
digestibility, to facilitate the first processing stage:
breaking down the cellulose fibres to produce
fermentable sugars.
Once breeding work has begun, the
project is also planning to conduct an integrated analysis of
the impact of developing sorghum growing, on various levels
(social, economic and environmental), and scales (macro-micro).
* CIRAD, Centre de coopération internationale en
recherche agronomique pour le développement
ICRISAT, International Crops Research Institute for the
Semi-Arid Tropics (India)
EMBRAPA, Brazilian Agricultural Research Corporation
KWS SAAT AG, private seed firm (Germany)
UNIBO, University of Bologna (Italy)
UCSC, Catholic University of the Sacred Heart (University
of Milan,, Italy)
UANL, University of Nuevo Leone (Mexico)
ARC-GCI, Agricultural Research Council-Grain Crops
Institute (South Africa)
IFEU, Institut für Energie und Umweltforschung (Germany)
WIP, firm specializing in renewable energies (Germany)
** ecophysiologist with CIRAD's UPR AIVA (Agro-Ecological
Adaptation and Varietal Innovation Research Unit) |
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