Contrôle de Sitophilus oryzae par plasma non thermique d’argon et d’hélium

Introduction

La préservation des denrées stockées représente un défi majeur pour l’industrie agroalimentaire, face à la menace que constitue Sitophilus oryzae, ou charançon du riz. Traditionnellement, les approches reposent sur des insecticides chimiques, mais ceux-ci présentent des risques sanitaires et environnementaux. Afin d’offrir une alternative durable, cette étude évalue l’efficacité du plasma non thermique (NTP) généré à partir d’argon et d’hélium dans la gestion de S. oryzae.

Principes du plasma non thermique

Le plasma non thermique est une technologie émergente fondée sur la production de gaz ionisés à basse température, capables de générer des espèces réactives (radicaux libres, ions, électrons) qui perturbent les fonctions cellulaires des insectes cibles sans endommager les denrées. La flexibilité de cette méthode permet de l’appliquer à divers gaz porteurs, notamment l’argon et l’hélium, qui diffèrent par leurs propriétés physiques et chimiques.

Méthodologie expérimentale

L’étude a employé un dispositif de décharge par barrière diélectrique pour générer un plasma non thermique contrôlé. Les adultes de S. oryzae, prélevés sur des lots de grains sains, ont été exposés au plasma d’argon ou d’hélium sous différentes durées (5, 10, 20 et 30 minutes). Les conditions de traitement ont été précisément paramétrées pour garantir la reproductibilité et l’homogénéité de l’exposition.

Les taux de mortalité ont été enregistrés à 24, 48 et 72 heures post-exposition. Des analyses morphologiques et histologiques ont également été menées pour caractériser les effets du traitement sur la physiologie des insectes.

Résultats et analyses

Efficacité du plasma d’argon

Le plasma d’argon a démontré une efficacité significative, avec un taux de mortalité des adultes de S. oryzae atteignant 100 % après seulement 20 à 30 minutes d’exposition. Dès 5 à 10 minutes, des altérations comportementales (paralysie temporaire, réduction de la motricité) ont été observées sur la majorité des individus.

Efficacité du plasma d’hélium

Le traitement au plasma d’hélium a généré des résultats semblables mais légèrement inférieurs. Si la mortalité augmentait en fonction de la durée d’exposition, un temps de traitement supérieur était requis pour atteindre les mêmes niveaux d’éradication qu’avec l’argon, notamment pour l’atteinte du seuil de 100 % de mortalité à 30 minutes.

Comparaison et analyse mécanique

Les différences d’efficacité sont imputées aux propriétés physiques distinctes des deux gaz porteurs. L’argon génère une concentration d’espèces oxydantes supérieure, intensifiant ainsi les dommages cellulaires subis par l’insecte. L’analyse histologique a confirmé des dégâts majeurs au niveau du tégument, de l’appareil digestif, et des organes sensoriels.

Sécurité pour les grains traités

L’étude a également porté sur l’intégrité des grains après traitement. Les analyses organoleptiques et chimiques n’ont révélé aucune modification significative, ni résidu toxique, affirmant la sécurité du plasma non thermique pour les denrées alimentaires.

Discussion – Perspectives technologiques et industrielles

La lutte contre S. oryzae par plasma non thermique présente des avantages considérables : suppression efficace de l’insecte, préservation de la qualité du grain, et absence de contaminants résiduels. Cette approche offre une alternative prometteuse aux fumigants et insecticides, dont l’usage est de plus en plus restreint.

L’accessibilité des dispositifs de génération de plasma et la possibilité d’intégration dans les chaînes logistiques existantes favorisent son adoption industrielle à grande échelle. Des études complémentaires sont toutefois nécessaires pour optimiser les paramètres (débit de gaz, intensité, durée) et évaluer les effets sur d’autres insectes et stades de développement.

Conclusions

Cette étude démontre la faisabilité et l’efficacité du contrôle de S. oryzae par plasma non thermique à base d’argon et d’hélium, dans des conditions parfaitement sécurisées pour les denrées. Le plasma d’argon, notamment, apparaît comme une solution puissante et rapide pour la désinsectisation du riz stocké.

Des recherches futures devraient s’attacher à généraliser ces observations à d’autres espèces et à affiner les stratégies d’application en vue d’une désinsectisation durable des stocks alimentaires.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022474X24001516