Un nouveau type de biocharbon issu de déchets chitineux Hermetia illucens avec une

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 8306 (2023) Citer cet article

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L’élevage d’insectes génère des déchets sous forme d’excréments d’insectes et de résidus alimentaires. De plus, il reste également des déchets chitineux spécifiques sous forme d’exuvies de larves d’insectes et de pupes. Des recherches récentes tentent de le gérer, par exemple en produisant de la chitine et du chitosane, qui sont des produits à valeur ajoutée. La démarche d’économie circulaire nécessite de tester de nouvelles méthodes de gestion atypiques permettant de développer des produits aux propriétés uniques. À ce jour, la possibilité de produire du biocharbon à partir de déchets chitineux issus d’insectes n’a pas été évaluée. Nous montrons ici que les pupes d’Hermetia illucens sont adaptées à la production de biocharbon, qui présente à son tour des caractéristiques originales. Nous avons constaté que les biocharbons ont un niveau d'azote élevé, ce qui est rarement atteint dans des matériaux d'origine naturelle sans dopage artificiel. Cette étude présente une caractérisation chimique et physique détaillée des biochars. De plus, l'analyse écotoxicologique a révélé l'effet stimulant des biochars sur la croissance des racines des plantes et la reproduction de l'invertébré du sol Folsomia candida, ainsi que l'absence d'effet toxique sur sa mortalité. Cela prédispose ces nouveaux matériaux aux propriétés stimulantes déjà intégrées à être utilisés en agronomie, par exemple comme support d’engrais ou de bactéries bénéfiques.

Ces dernières années, l’utilisation industrielle des insectes pour l’alimentation humaine et animale a augmenté, en particulier dans les zones où les insectes ne sont pas traditionnellement consommés1. En Europe, depuis l’entrée en vigueur du règlement (UE) 2017/893 de la Commission, l’Union européenne a autorisé pour la première fois l’utilisation d’insectes et de protéines d’insectes dans la production d’aliments pour animaux d’aquaculture. Les espèces d'insectes qui satisfont aux exigences de sécurité énoncées dans le règlement ci-dessus comprennent Acheta domesticus (Linnaeus, 1758), Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797), Gryllodes sigillatus (Walker, 1869), Gryllus assimilis (Fabricius, 1775), Hermetia illucens (Linnaeus , 1758), Musca domestica (Linnaeus, 1758) et Tenebrio molitor (Linnaeus, 1758)2. Deux règlements ultérieurs de la Commission européenne ont approuvé Locusta migratoria (Linnaeus, 1758)3 et T. molitor4 comme nouveaux aliments pour l'homme. Désormais, A. domesticus et A. diaperinus sont également autorisés.

Les modifications législatives faciliteront le développement plus rapide de nouvelles branches dans l'industrie de l'alimentation humaine et animale basées sur la production d'insectes. Les excréments d’insectes combinés aux restes d’aliments, qui contiennent souvent des insectes morts, seront produits en plus grandes quantités à mesure que l’utilisation des insectes dans la production alimentaire augmentera. Ces déchets sont généralement vendus comme engrais végétaux5 et peuvent également être utilisés comme substrat dans la production de biogaz6,7. Les insectes holométaboliques produisent également un type de déchets chitineux : les pupes, également appelées exuvies de pupes, qui sont l'exosquelette des pupes. Ces déchets subsistent après l'émergence de la forme adulte de l'insecte. En règle générale, les puparia sont jetées avec tous les autres déchets post-production ou mangées par les insectes aux premiers stades de développement (d'après notre expérience avec la sélection de H. illucens). Cependant, dans certains types de systèmes d’élevage de certaines variétés d’insectes, ils peuvent être facilement récoltés. C'est le cas de H. illucens, où de grandes quantités de puparia sont produites lors de la reproduction. Il existe des indications sur l’utilité de ce type de déchets dans la production de chitine8.

Une autre possibilité, qui n'a pas encore été étudiée, est l'utilisation de pupes dans la production de biocharbon, qui pourrait être considérée comme une nouvelle méthode de valorisation de ce type de déchets. Le biochar ou biocarbone est produit par la dégradation thermique (pyrolyse) de matières organiques telles que des matières végétales ou des biodéchets (boues d'épuration ou résidus de biogaz)9. Le biochar peut être utilisé comme adsorbant dans les processus chimiques et industriels et peut agir comme un amendement du sol, qui influence la séquestration du carbone du sol, les émissions de gaz à effet de serre (GES), les conditions eau-air, ainsi que la croissance des plantes10.