ANNEXES GENERALES
A32.1) Séchoir solaire modèle "Bangui" (version SS4-I.1996) par Michel-André THELER, CH-1958 Uvrier/Sion (Suisse), Tél. (41) 27 203 28 43
Plan plantheler.jpg (Monsieur Theler dispose des plans complets)
Description sommaire de l'élément et principe de fonctionnement :
Caisse (dimensions 200 x 90 x 25 cm) constituée de :
Cette caisse repose sur 4 pieds fixes G (à l'état de repos et lors du chargement) ou elle est inclinée afin d'optimiser l'exposition au soleil et l'effet thermosiphon (surélévation de l'arrière par un double pied escamotable H).
Séchage par circulation d'air chaud au travers de 8 cadres J en moustiquaire plastique (surface utile totale = 1,2 m²) sur lesquels est disposée la biomasse extrudée à sécher.
Chargement à l'aide de 2 châssis K (supportant chacun 4 cadres) introduits lorsque le portillon est ouvert et glissant à l'intérieur du caisson en prenant appui sur deux rails latéraux inclinés.
Productivité par bon ensoleillement : environ 300 g de spiruline sèche/jour.
A32.2) Séchoir solaire à gaz (modèle "Davougon", version 1996) par Pierre ANCEL,
F-95120 Ermont, Tél. 01 30 72 03 57
Cet appareil est construit à partir d'un fût en tôle de 200 litres (diamètre environ 50 cm, hauteur environ 80 cm) propre auquel trois pieds support on été soudés ou boulonnés. A 10 cm au dessus du fond des ouvertures colmatables, protégées par des morceaux de moustiquaire collés, sont aménagées pour permettre l'entrée d'air frais et la régulation de température.
A 20 cm au dessus du fond des cornières métalliques sont soudées ou vissées pour servir de support aux plateaux de séchage. Un couvercle amovible en bois ou en métal protège de la pluie et des insectes tout en permettant la sortie de l'air humide.
Les plateaux sont des cadres en bois munis d'une moustiquaire nylon. Ils sont emplilables (nombre maximum = 5)
Un réchaud à gaz butane (ou un brûleur récupéré sur une gazinière, monté sur support métallique soudé) permet de chauffer le fond du séchoir.
Le séchage peut aussi se faire directement par les gaz de combustion, convenablement dilués pour régler leur température (en jouant sur la hauteur des plateaux par rapport au brûleur), mais à deux conditions:
- brûleur de bonne qualité (ne charbonnant pas et donnant une flamme bleue)
- gaz de bonne qualité (le gaz butane courant en France convient)
A32.3) Séchoir solaire à chauffage indirect, conception Claude VILLARD, 8 rue Stéphen Liégeard, F-83400- Hyères, Tél. 04.94.38.71.83, spiruline@infonie.fr
Le séchoir est constitué d'un caisson en tôle noire mate portant 5 plateaux amovible (cadre bois + moustiquaire nylon), muni sur un côté de portes permettant le chargement des plateaux. Le caisson est surélevé (pieds ou dénivellée du sol) de manière à pouvoir être alimenté en air chaud par thermosiphon à partir d'un capteur solaire à air à absorbeur en briques cuites, incliné et orienté convenablement selon la latitude du lieu. L'entrée d'air au capteur constitue le point bas du système et elle est protégée par une moustiquaire ; cette entrée doit être placée en un endroit autant que possible à l'abri des poussières et autres polluants, et bien évidemment hors d'eau..
Le caisson est surmonté d'une large cheminée également en tôle noire mate, surmontée d'un chapeau de protection contre la pluie et portant une moustiquaire de protection contre les insectes et feuilles mortes. Cette cheminée assure un tirage suffisant : pour cela sa hauteur doit être proche de celle du caisson.
N.B. Cette bibliographie n'a pas de caractère exhaustif, mais donne seulement la liste des articles ou ouvrages que nous ont été les plus utiles:
Achard M.A. (1994) "Etude et modélisation du transfert de CO2 dans les photobioréacteurs. Application à l'étude de la limitation par la source de carbone chez S. platensis", D.E.A. Université Blaise Pascal, Laboratoire de Génie Chimique Biologique.
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Becker E.W. (1995) "Microalgae, biotechnology and microbiology", Cambridge University Press.
Becker E.W. et Venkataraman L.V. (1982) "Biotechnology and exploitation of algae, the Indian approach"
Bulletin de l'Institut Océanographique de Monaco (1993), Numéro spécial 12: "Spiruline, algue de vie".
Bucaille P. "Intérêt et efficacité de l'algue spiruline dans l'alimentation des enfants présentant une malnutrition protéino-énergétique en milieu tropical". Thèse de doctorat, Université Paul Sabatier Toulouse III, 10/10/1990.
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Challem J.J. (1981) "La spiruline, apprenez à la connaitre dans l'intérêt de votre santé" Editions Générales de Diététique, 74108-Ville-la-Grand.
Chouard Ph., Michel H. et Simon M.F. (1977) "Bilan thermique d'une maison solaire"
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Cornet J.F. "Etude cinétique et énergétique d'un photobioréacteur" Thèse de doctorat, Université de Paris-Sud Centre d'Orsay, 27/02/1992.
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Fox R.D. (1999) "Spiruline, Technique pratique et promesse", Edisud, Aix-en-Provence
Falquet Jacques (1996) "Spiruline, Aspects nutritionnels", Antenna Technologie, Genève.
Flamant Vert (1988) "Produire de la spiruline en systèmes autonomes", Editions de la Tempresse , Eaux-Vives, Suisse
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Jourdan J.P. (1993) "Solarium spirulina farm in the Atacama desert (North Chile)", Bulletin de l'Institut océanographique, Monaco, N° spécial 12.
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Jourdan J.P. (1996) "Sugar as a source of carbon for spirulina (Arthrospira platensis) culture", International symposium on Cyanobacterial biotechnology", Bharathidasan University, Tiruchirapalli, Inde.
Kohl A.L. et Riesenfeld F.C. (1960) "Gas Purification", McGraw-Hill Book Co.
Paniagua-Michel J., Dujardin E. et Sironval C. (1993) "Le Tecuitlal, concentré de spirulines source de protéines comestibles chez les Aztèques", Cahiers de l'Agriculture 1993; 2, 283-287.
Saury A. (1982) "Les algues, source de vie", Editions Dangles, 45800 Saint Jean de Braye.
MELISSA (1996) "Final report for 1995 activity", Agence Spatiale Européenne, Noordwijk, Hollande
MELISSA (1997) "Final report for 1996 activity", Agence Spatiale Européenne, Noordwijk, Hollande
Michka (1992) "La spiruline, une algue pour l'Homme et la Planète", Georg Editeur SA, Genève.
MCRC (1993) "Large scale nutritional supplementation with spirulina alga", Final project report, Department of Biotechnology, Ministry of Science and Technology, New Delhi, Inde.
Montenegro Ferraz C.A., Aquarone E., Florenzano G., Balloni W. et Tredici M. "Utilizaçao de sub-produtos da industria alcooleira na obtençao de biomassa de spirulina maxima, Parte I - emprego do anidrido carbonico".
Seshadri C.V. et Jeeji Bai N. (1992) "Spirulina ETTA national symposium", MCRC, Madras, Inde.
Tomaselli L., Giovanetti L., Pushparaj B. et Torzillo G. (1987) "Biotecnologie per la produzione di spirulina", IPRA, Monografia 17 (page 21)
Venkataraman L.V. (1993) "Spirulina in India", Proc. National Seminary Cyanobacterial Research-Indian Scene, NFMC, BARD, Tiruchirapalli, Inde.
Vonshak A. (1997) "Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell-biology, and Biotechnology", Taylor and Francis
Warr S.R.C., Reed R.H., Chudek J.A., Foster R. et Stewart W.D.P. (1985) "Osmotic adjustment in Spirulina platensis", Planta 163, 424-429.
Willcock C. (1974) "La grande faille d'Afrique", Editions Time-Life, Amsterdam
Zarrouk C. "Contribution à l'étude d'une cyanophycée: influence de divers facteurs physiques et chimiques sur la croissance et la photosynthèse de Spirulina maxima (Setch et Gardner) Geitler", Thèse de doctorat, Faculté des Sciences de l'Université de Paris, 06/12/1966.
A34) DISQUETTE (3.5") DES PROGRAMMES DE SIMULATION
A35) PROJET SEMI-ARTISANAL DE 5 KG/JOUR
Il nous parait intéressant de résumer ici un projet de 5 kg de spiruline/jour que nous avons eu l'occasion de préparer ; il s'adresse à des groupes disposant d'électricité, d'eau courante et de CO2, et disposés à investir suffisamment pour vendre leur production sur le marché international. En climat chaud l'atelier peut fonctionner toute l'année et produire 1,5 tonnes/an ; en climat tempéré, la moitié. Il s'agit encore d'un procédé peu mécanisé, utilisant beaucoup de main d'œuvre.
A35.1) Bassins
4 bassins de 3 m x 50 m = 150 m², sous 2 serres de 8 m de large, à raison de 2 bassins par serre, avec une allée au centre de la serre entre les deux bassins. Agitation par roue à aubes à 4 ou 6 pales bois actionnée par motoréducteur de 250 W vitesse 6 t/m (un par bassin). Puisard de vidange à une extrêmité, vidange par gravité ou par pompe vide-cave à vortex. Serres aérables et ombrables partiellement, munies de moustiquaires aux deux bouts.
En variante la serre peut être remplacée par un habillage de film tendu sur chaque bassin, prenant appui sur un tube galvanisé reposant sur le muret central. Les bords du film sont enterrés. Dans cette variante l'accès au bassin est limité.
A35.2) Bâtiment
Toutes les manipulations de spiruline se font dans un bâtiment de 70 m² (pouvant servir de logement au personnel) dont le sous-sol est aménagé en salle de récolte. Au rez-de-chaussée se trouve le séchage-broyage-conditionnement du produit sec, ainsi qu'un petit laboratoire et le magasin de matières premières.
Le bâtiment est climatisé, avec ventilation par air filtré. Ceci facilite le port des vêtements de protection en vigueur dans les industries alimentaires.
La moitié du toit est construit pour pouvoir servir de capteur solaire sans vitrage (tôle peinte couleur tuiles) pour alimenter le séchoir solaire éventuel.
Un auvent abrite ventilateurs, séchoir, aspirateur, compresseur et cuve de carbonatation.
A35.3) Récolte
Le dispositif de récolte est constitué d'une cuve de filtration en ciment, profonde de 60 cm, large de 80 cm et longue de 8 m., aux bords horizontaux garnis d'un joint de caoutchouc, sur lesquels reposent 4 cadres de filtration mobiles. Ces cadres ont des bords de 10 cm de haut et un filet tendu sur le fond. Les toiles de filtration sont simplement posées sur ces cadres. La culture à filtrer vient des bassins par gravité à travers un tamis. Chaque bassin a sa propre tuyauterie d'amenée, munie d'un compteur d'eau permettant de savoir exactement le volume soutiré par bassin. On peut accélérer la filtration en branchant un aspirateur sur la cuve.
Le filtrat est pompé par une pompe vide-cave commandée par flotteur, située dans un regard au point bas de la cuve. La tuyauterie de refoulement, comprenant un clapet anti-retour, traverse le côté de la cuve pour ne pas interférer avec l'étanchéité au vide. Le filtrat est envoyé dans la cuve de carbonatation.
La biomasse égouttée est essorée dans une presse située à proximité de la filtration. Le pressage se fait sur des plateaux à rebords de 2 cm, au fond percé (formant caillebotis). Ces plateaux sont mobiles. La biomasse est enveloppée dans une toile de coton forte doublée à l'intérieur d'une toile nylon fine, formant un "paquet" plat de 5 cm d'épaisseur maximum posé sur un des plateaux, en attendant d'être mise sous presse. Plusieurs plateaux peuvent être empilés pour pressage simultané. La presse peut être à vis ou à poids avec bras de levier.
La biomasse pressée est chargée dans une machine à faire les saucisses (un "poussoir") et mise en boyau plastique alimentaire de 50 mm de diamètre. Des noeuds en ficelle délimitent la longueur des saucisses qui correspond à celle du pistolet extrudeur (environ 35 cm). Les chapelets de saucisses sont mises au frigo au fur et à mesure de leur fabrication. Une partie de la production peut être sous forme de saucisses plus courtes pour la vente fraiche.
Le matériel et le sol sont lavés à l'eau après usage, l'eau étant recueillie dans un puisard au point bas du sous-sol et envoyée à l'égoût par un vide-cave à commande par flotteur.
A35.5) Nourriture de la spiruline
A la fin de la récolte on utilise la cuve de filtration pour transférer les sels (pesés au magasin situé juste au-dessus et transférés à la cuve par une chute en PVC) dans la cuve de carbonatation, en utilisant un jet d'eau et la pompe.
Cette cuve en ciment, de 4 m² de section et 3 m de profondeur, surélevée de 1 m. au dessus du sol, est reliée à un tube translucide permettant de connaître le niveau de liquide. Elle est aussi munie de bulleurs permettant l'injection de CO2 au fond. L'injection de CO2 (7 kg/jour) se fait de manière qu'aucune bulle ne sorte en surface (une échelle permet de surveiller cette surface). La durée d'injection peut être de plusieurs heures. Le fait que le CO2 soit dissout en l'absence de lumière favorise le rendement d'absorption, proche de 100 %, en raison de l'absence de dégagement d'oxygène. Le bullage permet aussi de terminer la dissolution des sels et d'homogénéiser la solution.
On arrête la carbonatation quand le pH désiré est atteint (généralement 9,5), et on procède ensuite à la répartition de la solution dans les bassins au prorata du milieu soutiré pour la filtration. Le transfert se fait par gravité.
A35.6) Séchage
Pour l'extrusion on utilise un pistolet à colle en poches type Sika ("saucisson" en langage Sika Canada) de 600 ml de capacité, actionné par air comprimé. Le chargement du pistolet est instantané grâce au conditionnement de la biomasse en saucisses identiques aux poches de colle.
La méthode la plus simple, et sans doute la moins chère en investissements, consiste à utiliser les séchoirs électriques Stoeckli; il en faut une douzaine pour sécher les 5 kg/jour, avec une fournée de nuit. Le séchage en étuve électrique demande un peu moins de travail parce que les plateaux sont plus grands. L'étuve peut être couplée à un capteur solaire (en toiture) ou à un déshumidificateur pour économiser l'électricité. Dans ce dernier cas, particulièrement adapté aux climats chauds et humides, le matériel ne doit pas être isolé thermiquement et l'air en circulation doit être refroidi en dessous de 35°C.
Les spaghetti secs sont versés dans un récipient intermédiaire de 100 litres à travers un entonnoir de dimension adaptée à celle des plateaux. Ils sont écrasés au pilon puis broyés et ensachés. Les emballages sont scellés sous vide par une machine du type utilisé pour emballer le fromage en Suisse.
A35.7) Personnel
Ce type de production semi-artisanale convient particulièrement à un couple résidant sur place; il n'y a alors normalement pas besoin de main d'oeuvre extérieure s'il est considéré comme acceptable de réduire la production en cas de maladie ou de congés.
Avec du personnel extérieur salarié, et pour assurer la production nominale tous les jours, il faut au minimum 3 personnes et de préférence 4.
A35.8) Prix de revient
Le programme de calcul (cf AnnexeA31) ne s'applique pas à ce type de projet semi-artisanal.
On peut toutefois l'utiliser comme une première approche, à condition d'ajouter à l'investissement environ 8000 $, ce qui porterait le prix de revient dans des conditions "africaines" à environ 15 $/kg.
A35.9) Conditions humaines pour la réussite du projet
Quelles conditions humaines faut-il réunir pour qu'un petit projet de spiruline réussisse?
1) Il faut qu'une demande solvable de spiruline se soit exprimée dès avant l'initiation du projet, et que le projet ait des perspectives de développement ultérieur, suite à des tests nutritionnels publiés et reconnus, et éventuellement à une campagne de publicité.
2) Il faut que le partenaire local désire fortement le projet et se comporte en vrai "patron", disposant des pouvoirs et des moyens voulus ainsi que du temps matériel pour s'occuper du projet. Il serait bon qu'il visite un projet de spiruline voisin pour qu'il voit bien de quoi il s'agit. Il est très souhaitable qu'il exprime par écrit ses objectifs tant vis-à-vis de ses collaborateurs que de l'ONG soutenant le projet.
3) Il ne faut pas que ce "patron" soit muté ailleurs en cours de projet.
4) Il faut que le responsable technique à former soit capable de comprendre l'intérêt du projet et s'y implique fortement. Pour cela il doit être salarié et assuré correctement (pas "au noir") et travailler à plein temps sur le projet. Il ne doit pas être paresseux. Il doit mettre la main à la pâte, fabriquer ses outils de récolte, former lui-même son équipe et veiller à ce qu'il y ait un bon esprit d'équipe. Il doit être convaincu de l'intérêt à long terme de son nouveau métier d'algoculteur. Il doit aimer manger lui-même de la spiruline et accepter de goûter sa production pour en vérifier la qualité organoleptique. Il faut qu'il soit convaincu de la nécessité de travailler hygiéniquement. Il doit être au courant des prix.
5) Il est important que le responsable fasse lui-même quelques découvertes, ou ait l'impression d'en faire. Il faut donc lui laisser rapidement une certaine autonomie et des moyens (petit labo), tout en l'empêchant de sortir des limites prévues pour le projet (rester réaliste).
6) Il faut de bons moyens de communication avec l'ONG soutenant le projet (au moins fax), et la volonté de s'en servir, et ceci dans les deux sens (équipe locale-ONG et ONG-équipe locale).
7) Il faut que le projet soit raisonnablement protégé des vols et des insurrections.
8) Il faut interdire l'accès du projet à toute personne non autorisée, car l'expérience montre que les bassins sont souvent confondus avec des poubelles (exemples de Nanoro au Burkina et Dapaong au Togo).
9) Le personnel doit accepter de
- venir très tôt le matin pour faire les récoltes,
- assurer une permanence à midi si l'agitation n'est pas automatique.
Il est souhaitable qu'un membre de l'équipe habite sur place.
10) Il faut que des visiteurs de marque viennent voir le projet, mais pas trop souvent.
A36) CHECK-LIST POUR DEMARRAGE DE SPIRULINE SUR NOUVEAU SITE
N.B. Le maximum devra être trouvé sur place ; le reste devra être apporté
Film PE de serre épaisseur 0,2 mm (pour bassin extensible)
Récipients genre "Tupperware" (pour test d'humidité et stockage de biomasse fraîche)
Bassines (blanches de préférence) dont une à bords droits
Seau plastique (blanc de préférence et gradué)
Balai plastique
Jarre graduée de 1 litre
Etiquettes autocollantes
Papier filtre type Mellita N°4
Entonnoir plastique
Pelle plastique à bord droit
Secchi
Sachets de sels pour 8 litres de milieu de culture initial
Kit d'analyse d'eau (nitrate,sulfate, ammonium, calcium, dureté)
Balances électroniques100 g (à 0,1 g) et 3 kg
Petits récipients plastique pour pesées
Seringues, compte-gouttes
Fonds d'évier plastique (pour presse)
Sopalin
Thermomètre (0 - 100°C), densimètre (1000 - 1050 g/l)
PHmètre avec une électrode de rechange
Etalons de pH 7 et 10 en gélules
Hygromètre digital
Piles de rechange
Pissette
Compresseur et pompes d'aquarium
Bidons plastique pour cultures labo, lampe de chevet 40 Watt
Tube souple diamètre 4 mm pour air + té avec robinets
Tube souple diamètre 10 mm pour pompe
Programmateur et prise multiple
Mètre de poche
Loupe (x25) ou microscope (x100) de poche
Cystes (œufs) d'Artémias et miniaquarium pour tests de toxicité
Tissus de filtration 30 µ en polyester
Tissus 315 µ en polyester
Grille plastique pour cadres de filtration
Extrudeuse
Séchoir électrique ou de quoi construire un petit séchoir solaire (moustiquaire, film plastique noir)
Sachets thermoscellables pour emballage spiruline
Kit de réparation de bâches plastique
Agrafeuse et agrafes
Outils de base (scie, tournevis, marteau, ciseaux) + clous, vis
Lampe de poche
Souche de spiruline 100 % spiralée
Manuel de culture artisanale, avec disquette à jour et disquette de photos
Bicarbonate
Sel de cuisine
Urée
Nitrate soluble
Phosphate soluble
Sulfate de magnésium
Sulfate de potassium
Sel de calcium soluble ou chaux
Oligoéléments
Ferfol ou Fetrilon (fer chélaté) ou thé vert
Acide chlorhydrique concentré
Soude ou potasse caustique ou carbonate de soude (ou sinon cendre)
Eau potable ou filtrée
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