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à‰valuation de l'effet insecticide et de la persistance des huiles essentielles de "callistemon viminalis" G Don ,de "xylopia aethiopica" Dunal et "lippia chevalieri" Moldenke sur "callosobruchus maculatus" Fabricius et "sitophilus zeamais" Motchulsky, principaux ravageurs des stocks de niébé et du mais


par Mohamed Mzé Mdjimivou SALIM
Université Cheikh Anta Diop de Dakar - Master II de biologie animale 2011
Dans la categorie: Biologie et Médecine
   
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UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

**********

DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ANIMALE

Année : 2011 No : 93

Evaluation de l'effet insecticide et de la persistance des huiles essentielles de Callistemon viminalis G Don, de Xylopia aethiopica Dunal et de Lippia chevalieri Moldenke sur Callosobruchus maculatus Fabricius et Sitophilus zeamais Motchulsky , principaux ravageurs des Stocks du niébé et du maïs.

Mémoire pour l'obtention du Diplôme de Master II de Biologie Animale
Spécialité : Entomologie
Soutenu le 15/ 12/2011 par Salim Mohamed Mzé Mdjimivou

Le 16/03/1987 à Djomani Mboudé (Comores)
Devant le jury composé :

Président : Dr Malick Fall Maître Assistant (FST/UCAD)

Membres :

Dr Cheikh Thiaw Chercheur (CERAAS) de Thiès

Dr Dogo Seck Entomologiste des denrées stockées

Dr Gueye Sabelle Chercheur (CERES-LOCUSTOX)

Remerciements

Ce mémoire est le fruit d'un travail mené au Laboratoire de Biologie du centre régional de recherche en écotoxicologie et sécurité environnementale sous la direction du Docteur Sabelle Gueye.

Au terme de cette étude, je tiens à exprimer ma profonde gratitude et mes sincères remerciements à:

Ma mère Chando Msaidié et mon père Mohamed Mzé, bien qu'ils soient loin, savoir que leur soutien suffit à mon bonheur.

Mon oncle Toihir Mohamed, je m'honore de votre estime, merci pour votre soutien moral et financier. Qu'Allah le tout puissant vous bénisse.

Ma femme Mariama Youssouf, merci pour ton amour et ta patience. Tu récolteras, j'en suis sür le fruit de tes efforts. Qu'Allah te préserve du mal.

Docteur Dogo Seck, Directeur de la fondation Ceres-locustox, pour sa gentillesse, son accueil et aussi de m'avoir accepté dans son centre et de juger ce travail. Et à travers sa personne, remercier tout le personnel de la fondation Ceres-locustox.

Docteur Sabelle Gueye, chercheur au Ceres-locustox, sa constante disponibilité, sa rigueur, son honnêteté, son efficacité dans le travail et sa modestie font d'elle un exemple. Plus qu'une encadreuse, elle a été pour moi une guide et une conseillère.je voudrais lui exprimer tout mon estime et ma sincère reconnaissance.

Docteur Malick Fall, maître assistant à l'UCAD pour avoir accepté de présider le jury de ce travail, malgré son emploi du temps chargé.

Docteur Cheikh Thiaw, chercheur au Ceraas de Thiès, sa disponibilité et sa participation au jury est un réel plaisir pour moi.

Mes frères et Surs: Benali Mohamed, Saïd Mohamed, Foutoum Mohamed, Hadidja Mohamed, Ahmed Mohamed, Youssouf Mohamed, Bousry Mohamed et Fatima Mohamed, c'est dans l'unité que l'on réussit toute enterprise.

Docteur Mbacké Sembène, professeur à l'UCAD, son affection et ses encouragements ont été pour moi un repère dans ce travail.

Mes Collègues et amis : Chamsoudine Mohamed, Ahmada Abdou, Nadhurata Abderemane, Akoub Ibrahim et Assoumani Ibrahim. Merci de la confiance que vous me témoignez.

A tous les musulmans du Monde, ce travail est le vôtre. Qu'Allah le tout puissant vous bénisse.

Liste des figures

Figure 1 : Plante de niébé 3

Figure 2 : Champ de maïs 5

Figure 3 : Mâle de la forme active de C. maculatus avec ses élytres tachetés 7

Figure 4 : Femelle de la forme normale de C. maculatus avec son pygidium pigmenté 7

Figure 5 : Fruits secs de X. aethiopica 14

Figure 6 : Feuilles et tiges de C. viminalis 15

Figure 7 : Feuilles et tiges de L.chevalieri 16

Figure 8 : Elevage de masse de C. maculatus 17

Figure 9 : Elevage de masse de S. zeamais 17

Figure 10 : Hydrodistillateur 18

Figure 11 : Dispositifs de test de l'effet fumigant et persistant 19

Figure 12 : Effet fumigant de X. aethiopica sur C. maculatus 21

Figure 13 : Effet fumigant de C. viminalis sur C. maculatus 22

Figure 14 : Effet fumigant de L. Chevalieri sur C.maculatus 22

Figure 15 : Effet fumigant de X. aethiopica sur S. zeamais 23

Figure16 : Effet fumigant de C. viminalis sur S. zeamais 23

Figure 17 : Effet fumigant de L. Chevalieri sur S.zeamais 24

Figure 18 : Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur C.maculatus 25

Figure 19 : Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur S.zeamais 25

Figure 20 : Effet persistant de C. viminalis sur S. zeamais 26

Figure 21 : Effet persistant des huiles essentielles sur C. maculatus 27

Liste des tableaux

Tableau 1 : Taux d'extraction des huiles essentielles 20

Listes des annexes

Annexe 1 : Insecticides de contacts autorisés pour le traitement des denrées entreposées au Sénégal.

Sommaire

Introduction 1

Chapitre1 :
Synthèse bibliographique

1. Généralités Sur le niébé et le maïs 3

1.1. Le niébé (Vigna unguiculata (L).Walpers) 3

1.1.1. Taxonomie, description et écologie 3

1.1.2. Valeur alimentaire et importance économique 4

1.2. Le maïs (Zea mays L) 4

1.2.1. Taxonomie, description et écologie 4

1.2.2. Valeur alimentaire et importance économique 5

2. Généralités sur les Coléoptères Bruchidae et Curculionidae 6

2.1. Les coléoptères Bruchidae 6

La bruche du niébé (Caiosobruchus maculatus Fabricius) 6

a. Systématique et Morphologie de Callosobruchus maculatus 7

b.Biologie de Callosobruchus maculatus 7

c. Dégâts de Callosobruchus maculatus sur le niébé 8

2.2. Les coléoptères Curculionidae 9

Le charançon du maïs (Sitophilus zeamais Motchulsky) 9

a. Systématique et morphologie de Sitophilus zeamais 9

b.Biologie de Sitophilus zeamais 10

c. Dégâts de Sitophilus zeamais sur le mais 11

3. Revue des méthodes de lutte 11

3.1. Lutte traditionnelle 11

3.2. La lutte chimique 11

3.2.1. Les insecticides de contact 11

3.2.2. Les fumigants 12

3.3. Les alternatives à la lutte chimique 12

3.3.1. La lutte physique 12

3.3.2. La lutte biologique 12

3.3.3. La Résistance variétale 13

3.3.4. Les phytopesticides 13

Les huiles essentielles 13

4. Présentation des plantes à tester 14

4.1. Xylopia aethiopica Dunal 14

4.2. Callistemon viminalis (G Don) 15

4.3. Lippia chevalieri (Moldenke) 15

Chapitre 2 :
Matériels et méthodes

1. Elevage de masse des insectes 17

2. Récolte et préparation du matériel végétal 17

3. Extraction des huiles essentielles 18

4. Test de l'effet fumigant des huiles essentielles 18

5. Mesure de la persistance de l'action des huiles essentielles 19

6. Analyse statistique 19

Chapitre 3 :
Résultats et discussions

1. Résultats ..20

1.1. Extraction des huiles essentielles 20

1.2. Effet fumigant des huiles essentielles sur C.maculatus 20

1.2.1. Effet fumigant de X.aethiopica sur C.maculatus 20

1.2.2. Effet fumigant de C.viminalis sur C.maculatus 21

1.2.3. Effet fumigant de L.chevalieri sur C.maculatus 22

1.3. Effet fumigant des huiles essentielles sur S.zeamais 22

1.3.1. Effet fumigant de X.aethiopica sur S.zeamais 23

1.3.2. Effet fumigant de C.viminalis sur S.zeamais 23

1.3.3. Effet fumigant de L.chevalieri sur S.zeamais 24

1.4. Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur C.maculatus 24

1.5. Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur S.zeamais 25

1.6. Effet persistant des huiles essentielles 25

1.6.1. Effet persistant de l'huile essentielle de C.viminalis sur S.zeamais 26

1.6.2. Effet persistant des huiles essentielles sur C.maculatus 26

2. Discussions 27

Conclusion et perspectives 28

Références bibliographiques 30

Annexes

INTRODUCTION

Le monde est confronté aux défis d'accroitre la production vivrière pour répondre aux besoins d'une population croissante, tout en préservant l'environnement (FAO, 2001 In Kouakou, 2004). Dans le sahel, les céréales et les légumineuses constituent la base de la nourriture des populations (Gueye et al., 2011). Au Sénégal en particulier, le maïs (Zea mays L) est la deuxième céréale majeure, tandis que le niébé : Vigna unguiculata L. (Walp), produit vivrière, est la principale légumineuse cultivée dans le pays. Pour toutes ces spéculations, les rendements actuels sont largement en deçà des attentes de la couverture nationale en nourriture (Gueye et al., 2011). Le manque de ressources alimentaires est comblé depuis toujours par des importations massives, notamment de céréales. En 2008, le gouvernement du Sénégal, face à la crise alimentaire mondiale, a lancé une grande offensive agricole, juste pour répondre aux besoins alimentaires de sa population. Malgré les initiatives prises de part et d'autre pour accroître la production, le contexte d'insécurité alimentaire est toujours marqué par des pertes post-récolte non négligeables. Les pertes interviennent à tous les stades, de la récolte à la consommation: d'abord chez le producteur, qu'il s'agisse de produits destinés à l'autoconsommation, à la semence ou en attente d'être commercialisés ; puis pendant le transport vers les lieux de stockage et au cours du stockage enfin dans les réserves des commerçants (Sembène, 2000). En effet, entre la récolte et la consommation, plus de 30% de la production est perdue, cette proportion est plus forte en région sahélienne du fait de la longue période de stockage (Ngamo & Hance, 2007). Dans ces zones sahéliennes, la saison sèche est longue et rude. La période de productivité des champs est dès lors très réduite. La consommation des céréales et des légumineuses alimentaires se fait toute l'année. Le stockage rend possible la disponibilité quasi permanente de ces denrées sur les marchés et assure les semences pour les campagnes agricoles à venir. Pendant ce stockage, les insectes et principalement certaines espèces de Coléoptères (Bruchidae et Curculionidae) notamment Callosobruchus maculatus Fabricius et Sitophilus zeamais Motchulsky s'attaquent aux grains. Si aucune protection n'est faite, après sept mois de stockage, la perte des denrées peut être totale (Ngamo & Hance, 2007).

Face à la menace que constituent les insectes ravageurs des stocks, les moyens de lutte sont essentiellement articulés autour de l'utilisation de pesticides de synthèse. Dans des conditions optimales, leur efficacité à contrôler les nuisibles des stocks est certaine. Toutefois, ils présentent beaucoup d'inconvénients, Parmi lesquels l'accoutumance des insectes et la sélection de souches résistantes (Benhalima et al., 2004 In Gueye et al., 2011), intoxications,

pollution de l'environnement et désordres écologiques (Regnault-Roger, 2002 In Gueye et al., 2011). Toutes ces raisons militent en faveur de la recherche de méthodes alternatives de lutte en particulier l'utilisation des extraits de plantes à propriétés insecticides et/ou insectifuge, qui soient peu coûteuses et efficaces, faciles à adopter pour les producteurs du Tiers Monde.

En effet les plantes ont été longtemps utilisées par les paysans pour saveur des aliments ou pour protéger les produits récoltés (Jacobson, 1989 ; Keita et al., 2000 ; Isman, 2000 In Djossou, 2006). Les huiles essentielles extraites de ces plantes ont été largement utilisées dans la lutte contre les ravageurs de stocks (Hamraoui & Regnault-Roger, 1997 ; Dunkel & Sears, 1998 ; Prates et al., 1998 ; Liu & Ho, 1999 ; Golob et al., 1999 ; Tunç et al., 2000 ; Isman, 2000 In Djossou, 2006). Leurs propriétés insecticides, larvicides et ovicides, stérilisantes, antiappétentes, répulsives ont fait l'objet de plusieurs études (Ketoh et al.,1998 ; Djossou, 2006, Ngamo et al.,2007 ;Kouninki et al.,2007 ; Ndomo et al.,2009).

Cette présente étude a pour but d'évaluer l'effet fumigant des huiles essentielles de Callistemon viminalis G.Don, de Lippia chevalieri Moldenke et de Xylopia aethiopica Dunal sur les espèces qui causent le plus de dégâts aux stocks de niébé et du maïs notamment Callosobruchus maculatus Fabricius et Sitophilus zeamais Motchulsky. L'étude se propose également de tester la persistance des huiles essentielles actives de C.viminalis, de L.chevalieri et X.aethiopica sur la survie de ces principaux ravageurs des stocks de niébé et du maïs.

La première partie de cette étude est essentiellement bibliographique ; la deuxième partie fait le point sur les matériels et les méthodes utilisés et en fin les résultats et la discussion tout en terminant par une conclusion et des perspectives.

Chapitre1 :
Synthèse bibliographique

1. Généralités sur le niébé et le maïs

1.1. Le niébé (Vigna unguiculata (L).Walpers)

1.1.1. Taxonomie, description et écologie

Le niébé, (Vigna unguiculata (L).Walpers), appartient à la famille des Fabacées autrefois papilionacées, ordre des Fabales, Tribu des Phaseoleae et sous-espèce Unguiculata. C'est une plante annuelle, herbacée principalement autogame bien que l'on ait fait état d'un certain degré d'allogamie qui serait fonction de l'activité des insectes assurant la pollinisation (Rachie et al., 1974 In Laleye, 2007). Originaire de l'Afrique du Sud-est, le niébé s'est diffusé dans le monde entier. Le port peut être rampant, érigé ou volubile, la tige a une section circulaire. Les deux(2) premières feuilles sont opposées, sessiles et entières. Les feuilles sont ensuite alternes, pétiolées et trifoliolées. Chaque nud de la tige porte deux stipules prolongées sous l'insertion, c'est qui caractérise V. unguiculata, et trois bourgeons axillaires susceptibles de donner une tige latérale ou une inflorescence (Kouakou, 2004). Le système racinaire est composé d'une racine principale pivotante et des racines secondaires portant des nodosités fixatrices d'azote (Kouakou, 2004). Le cycle varie de 65-70 jours (pour les plus précoces) à 140-150 jours pour les variétés de contre saison (Camara, 1997) .Etant une plante des régions tropicales et subtropicales, le niébé supporte des températures variant entre 25 et 28°c et une pluviométrie variant entre 750 et 1000mm (Anochili, 1978 In Laleye, 2007), l'excès d'eau lui étant préjudiciable. Du point de vue édaphique, le niébé n'est pas très exigeant quand bien même il croit préférentiellement sur les sols sablo-limoneux bien drainés (Camara, 1997).

Figure 1 : plante de niébé.

(Source : www.underwoodgardens.com)

1.1.2. Valeur alimentaire et importance économique

Le niébé communément appelé (viande pour pauvre) ou (viande verte) est un aliment important dans les populations marginales du tiers monde où l'approvisionnement en protéines animales est couteux. La graine mûre contient 23-25 % de protéine, 50-67 % d'amidon, des vitamines B tel que l'acide folique qui est important dans la prévention de malformation chez le nouveau-né (Sembène & Kébé, 2011). La graine est également riche en micro-éléments essentiels, tels que le fer, le calcium et le zinc (Sembène & Kébé, 2011). Le niébé joue donc un rôle important dans la subsistance de beaucoup de familles rurales en Afrique, en Amérique latine et en Asie, en procurant les éléments nutritifs déficients chez les céréales (FAQ, 2003). Il est un aliment de base apprécié en Afrique car ses feuilles, gousses vertes et graines sèches peuvent être consommées et commercialisées. Le fourrage sert d'aliment pour le bétail et d'engrains vert (Pasquet & Baudoin, 1997 In Kouakou, 2004). Durant la saison sèche, dans certaines régions d'Afrique de l'Ouest et du Centre, la valeur monétaire des fanes de niébé stockées devient très élevée (FAQ, 2003). Au Sénégal en particulier, sa précocité permet à ses gousses vertes d'être consommées et commercialisées avant les autres spéculations pendant la période de soudure. A cette période, le niébé peut constituer dans le nord du pays la seule nourriture disponible (FAQ, 2003). La vente des gousses vertes représente pour le paysan de cette localité une source de revenu très importante, lui permettant d'acheter d'autres produits de base telle que le riz importé (FAQ ,2003).

1.2. Le maïs (Zea mays L)

1.2.1. Taxonomie, description et écologie

Le maïs est une plante tropicale annuelle, herbacée de la famille des Poacées, tribu des Maydeae et ordre des cyperales. Originaire de l'Amérique centrale notamment du Mexique (FAQ, 1993). La tige unique de gros diamètre est pleine, lignifiée et formée de plusieurs entren~uds d'une vingtaine de centimètres séparés par autant de nuds. Au niveau de chaque nud est inséré une feuille alternativement d'un côté et de l'autre côté de la tige. Contrairement aux autres graminées, le pied de maïs ne thalle pas, toutefois on voit parfois des tiges secondaires, de taille limitée, à la base de la tige principale. Le système racinaire comprend un très grand nombre de racines adventives, qui naissent sur les nuds situés à la base de la tige. C'est une espèce à pollinisation croisée, où les inflorescences femelles (épis) et mâles (panicules) occupent des endroits distincts sur la plante (FAQ ,1993). La culture du maïs est rependue dans le monde, du 50e degré de latitude nord au 50e degré de latitude sud et du niveau de la mer à plus de 3 600 mètres d'altitude et avec des cycles de croissance

oscillant de 3 à 13mois (FAO, 2003). Il s'agit d'une espèce polyvalente et elle a d'énormes variabilités génétiques, c'est qui lui permet de prospérer bien sur les basses terres tropicales, subtropicales et tempérés (FAQ, 2003). Le maïs préfère les sols profonds et riches mais qui peut s'accommoder de conditions plus difficiles, comme des sols sableux ou plus argileux, voire calcaires, sous réserve de lui assurer les apports d'eau et d'éléments nutritifs nécessaires (FAQ, 2003).

Figure 2 : champ de maïs. ( www.flickr.com/photos/organ_printer/4897906013

1.2.2. Valeur alimentaire et importance économique

Le maïs est une céréale importante dans l'alimentation humaine et ceci se justifie entre autres par sa bonne digestibilité de sa matière organique et sa valeur énergétique relativement élevée. Le contenu calorique moyen de tout repas à base de maïs est estimé à 3578 calories par kilogramme (FAQ ,2003). Il contient également de protéines (8 à 11%), de fibre alimentaire, de vitamines (A et E) et de sels minéraux( P , K , Ca ,Mg , Na , Fe , Cu, Mn , Zn)(FAQ ,1993). Le maïs est aussi utilisé dans l'alimentation animale. En 2000, 65% de la production mondiale était destinée pour la nourriture du bétail (FAQ, 2003). En plus de sa valeur énergétique important, le maïs offre jadis une opportunité alimentaire important par rapport aux autres céréales, en raison de sa distribution mondiale et son bas prix (FAQ, 2003). Au Sénégal, sa culture fut jusqu'à une période très récente secondaire bien que consommé dans toutes les régions du pays (ITA ,2008) .Il est beaucoup consommé dans la vallée du fleuve Sénégal. Dans le Sud et l'Est du pays, Kolda et Kédougou notamment, il est consommé par une bonne partie de la population (ITA, 2008). Le maïs contribue fort dans les économies des pays développés et dans les pays en voie de développement. Selon la FAQ (2003), aux Etas unis, le simple grain de maïs trouve une valeur économique important comme des produits comestibles et non comestibles (caoutchouc, plastiques, combustibles, vêtements aditifs et plusieurs autres).

2. Généralités sur les Coléoptères Bruchidae et Curculionidae

2.1. Les Coléoptères Bruchidae

Les Bruchidae sont uniquement inféodées aux légumineuses qu'elles contaminent généralement en plein champ, cette famille compte environ 1300 espèces dont C. maculatus principal ravageur du niébé sous nos tropiques. Après 1a préinfestation au champ, les larves pénètrent dans les graines et sont transportées avec les récoltes dans les entrepôts. Durant le stockage, elles trouvent les conditions idéales pour compléter leur cycle et proliférer dans les stocks ou se disséminer dans la nature. Après l'éclosion, la larve néonate et la larve L4 (dernier stade) sont mobiles tandis que les larves L2 et L3 sont généralement apodes. Avant d'entrer en nymphose dans la graine, la L4 prépare un trou de sortie pour l'adulte. Ce trou est couvert d'une fine pellicule (opercule). La nymphose peut également se dérouler hors de la graine et parfois dans le sol (Camara, 1997).

Selon Delobel et Tran (1993), on distingue 3 groupes suivant l'écologie du développement :

1- les espèces qui pondent sur les fruits encore verts au champ. Le cycle de développement se déroule dans les graines en cours de formation avec une teneur en eau élevée.

2- les espèces dont la femelle pond dans les mêmes conditions que précédemment, mais le développement se poursuit et s'achève dans la graine sèche, éventuellement dans les stocks.

3- les espèces dont l'ensemble du développement se déroule sur les graines sèches, le développement larvaire se déroulant entièrement à l'intérieur de la graine. Les espèces Les plus nuisibles s'inscrivent à ce groupe.

La Bruche du niébé (Caiosobruchus maculatus Fabricius)

Le genre Callosobruchus est constitué d'un grand nombre d'espèces parmi lesquelles apparaissent des formes polyvoltines. Ces espèces se multiplient dans les graines sèches et causent beaucoup de dommage aux stocks (Camara, 1997). C. maculatus est l'espèce tropicale qui est la mieux adaptée aux systèmes de stockage grace à l'existence d'un polymorphisme imaginal (Anonyme, 2008). La forme non voilière est capable de se reproduire et de se développer dans les systèmes de stockage ; les différentes générations qui se succèdent causant des pertes importantes aux récoltes. La forme voilière apparait au cours du stockage ; elle est surtout constituée d'adultes diapausants qui survivent dans la nature (Anonyme, 2008).

a. Systématique et morphologie de Caiosobruchus maculatus

C.maculatus appartient à la famille des Bruchidae, sous famille des Bruchinae, genre Callosobruchus. A l'état adulte, il existe deux formes de C. maculatus que l'on distingue par la coloration des élytres et le pygidium, l'aptitude au vol et la fécondité :

1- la forme non voilière ou normale est caractérisée par un pygidium pigmenté chez la femelle et peu tacheté chez le mâle. Les individus ayant cette forme ont un muscle alaire atrophié et par conséquent, ils sont incapables de voler (Ouédraogo, 1991). Selon les études, la fécondité moyenne varie entre 100 ~ufs par femelle (Glitho et al.,1988), 60-90 ~ufs (Delobel & Tran, 1993) et 91,2 ~ufs par femelle (Akpovi, 1993). Les individus sont inféodés au stock de niébé et ont une longévité faible (6-8 jours à 30°C) (Delobel & Tran, 1993). Les adultes de cette forme sont toujours reproducteurs.

2- La forme voilière ou active a un pygidium clair chez la femelle et les élytres sont tachetés chez le mâle. Les individus de cette forme sont caractérisés par une faible fécondité (deux ~ufs en moyenne par femelle) ; leur descendance est constituée des individus non voiliers (Glitho et al.,1988). La longévité est d'environ un mois à 30°C (Delobel & Tran, 1993). La teneur en eau des graines, la température, l'humidité relative influencent l'apparition de cette forme en élevage de masse. L'apparition des voiliers est précédée par l'augmentation du nombre de larves par graine dont l'activité entraîne l'élévation de la température et de la teneur en eau des graines (Tchokossi, 1995 In Djossou, 2006).

Figure 3 : mâle de la forme active de C.maculatus avec ses élytres tachetés

Figure4 : Femelle de la forme normale de
C.maculatus avec son pygidium pigmenté

b. Biologie de Caiosobruchus maculatus

Le cycle de développement de C.maculatus est fonction de la température et l'humiditérelative du milieu. Les femelles sont réceptives dès l'émergence. Les ~ufs sont de forme

pigmeté.

ovoïde et sont déposés sur le péricarpe (Huignard et al., 1985 ; Delobel & Tran, 1993). Ils sont pondus et fixés par la femelle avec une substance gélatineuse à la surface des graines et des gousses. Lors de la ponte, une phéromone de marquage est déposée en même temps que l'uf (Delobel & Tran, 1993), elle permet à la femelle d'éviter les graines fortement infestées, et de réduire ainsi la compétition inter-larvaire. L'éclosion des ~ufs survient 5 à 7 jours après la ponte dans les conditions les plus favorables. Après éclosion, la larve qui n'a pas encore de pattes motrices, fore la paroi externe de l'enveloppe de la gousse ou du tégument de la graine

et rentre à l'intérieur (Lenting, 2000). A la différence de la graine où la larve peut accéder directement aux réserves nutritives avec plus de chance de survie ; au niveau des gousses, la jeune larve peut échouer dans le vide (espace inter-grain) ou déboucher, au cours de son transit trophique, sur un petit grain à faible réserve ne pouvant lui permettre d'atteindre le stade final de développement. Dans les derniers cas, la mort de la larve est inévitable. C. maculatus se nymphose à l'intérieur d'une seule graine après avoir construit une fenêtre au niveau du tégument (Southgate, 1979). La durée de la nymphose varie entre 7 à 28 jours. Au terme de la nymphose, l'adulte émerge de la graine pour commencer un nouveau cycle après avoir traversé la fenêtre de sortie préparée par la larve. Le pourcentage le plus élevé d'adultes s'obtient à partir des ~ufs pondus sur les graines. Avec les pontes sur graines vertes ou mûres, la mortalité élevée se produirait lors de la pénétration dans la gousse (Messina, 1984).La durée de développement ~uf-adulte est fonction des conditions atmosphériques. Dans les conditions optimales (30-35°C ; 70-90% HR), le développement complet varie de 22 -25 jours (Rees, 1996 In Djossou, 2006).

c. Dégâts de Caiosobruchus maculatus sur Le niébé.

C. maculatus exerce une pression permanente sur les légumineuses ; cette menace est due à sa grande polyphagie et sa faculté d'adaptation à des régions climatiques variées (Utida, 1954). L'adulte de C. maculatus ne cause pas directement de dégâts sur le niébé au champ ni en stock ; les individus mâles et femelles vivent des grains de pollen et de nectar (Alzouma, 1981 ; Messina, 1984). Ce sont les stades juvéniles qui causent les ravages sur stock en consommant, avant le stade pupe une partie importante des réserves nutritives des cotylédons de la graine du niébé. L'activité de consommation des réserves des graines par les larves provoque de la chaleur et de l'humidité qui engendrent le développement des champignons comme Aspergillus, Fusarium, Botrytis, conduisant à des pertes quantitatives et qualitatives. C. maculatus entraîne non seulement une réduction de poids sec, mais également une diminution de la qualité des graines et de la viabilité des semences compromettant leur consommation et leur semis (Singh, 1992). Lorsque les dégâts excèdent un trou d'émergence par graine, la valeur marchande du niébé s'en trouve substantiellement réduite (Murdock et al., 1997). Il existe une relation entre le nombre de trous d'émergence des bruches sur les graines et les pertes de poids (Tchamou, 1995 In Djossou, 2006).

2.2. Les Coléoptères Curculionidae

Les Curculionidae, ou charançons, représentent la plus grande famille de coléoptères. Cette
famille compte plusieurs espèces dont Sitophilus zeamais, ravageur principale du maïs. Ils se
reconnaissent facilement par leur allure générale et particulière, leur corps souvent trapu et

surtout leurs pièces buccales transformées en une sorte de trompe, appelée rostre. Les antennes présentent également une forme caractéristique, coudée à angle droit, avec un premier article (le scape) très long. Les élytres sont contigus et peuvent parfois être soudés, rendant impossible leur écartement (Anonyme, 2009). Les charançons présentent une diversité extraordinaire, tant dans les formes, les couleurs, les habitats ou la biologie des espèces. La reproduction des charançons est directe et sexuée, mais chez certaines espèces elle peut être parthénogénétique. Le nombre d'ufs pondus par les femelles est d'importance très variable (quelques-uns à plusieurs centaines) (Anonyme, 2009). La larve, éruciforme et apode, va subir plusieurs transformations avant de se nymphoser (insectes holométaboles). Elles peuvent s'attaquer à toutes les parties vivantes des plantes : bois, racines, tiges, feuilles, fruits ou graines (Anonyme, 2009).

Le charançon du maïs (Sitophilus zeamais Motchulsky)

Le genre Sitophilus est uniquement inféodé aux céréales qu'elle contamine généralement dans les stocks. Il se reconnaît par la présence d'un rostre renflé triangulairement et portant les antennes à sa base. La larve blanche et charnue est apode et mesure de 2 à 4 mm. Parmi les trois espèces du genre Sitophilus, seules deux (S. zeamais et S. oryzae) sont présentes dans les régions tropicales (Seck, 2009). Elles se multiplient dans les graines sèches et causent beaucoup de dommages aux stocks.

a. Systématique et morphologie de Sitophilus zeamais.

Sitophilus zeamais appartient à la famille des curculionidae, ordre des coléoptères, genre Sitophilus. Son corps a la forme d'un cylindre. Son rostre porte des antennes en forme de massues à sa base. L'extrémité de ce rostre est équipée de pièces buccales de type broyeur. Chez la femelle, le rostre est long et effilé tandis que chez le mâle, il est plus court, plus épais et moins lisse que celui de la femelle (Sissoko, 2010 In Aboubakry, 2010). Le corps, d'une longueur comprise entre 3 et 4mm, est couvert d'un tégument dur et rugueux. Les larves sont des asticots charnus pourvus de pattes rudimentaires, de mandibules puissantes et d'yeux peu perfectionnés. Le prothorax de l'adulte est recouvert de piqure ronde ou irrégulière. Il porte des ailes. Les ailes antérieurs sont dures et tannées et rejoignent le long de la ligne centrale dorsale. Quant aux postérieures, elles sont membraneuses quelquefois absentes. Les pattes portent à leurs extrémités des tarses à quatre(4) articles. Longtemps considéré comme une forme de S.oryzae de grande taille (larger strain), S.zeamais se distingue néanmoins de ce dernier. Certains auteurs (Kranz et al., 1977 In Seck, 2009) ont proposé des critères d'ordre éthologiques pour les différencier. Sitophilus oryzae (2 à 5 mm) est un bon voilier, capable d'attaquer les céréales stockées depuis le champ. Il a une

préférence pour les grains de petite taille comme le riz. Au contraire, S.zeamais (3 à 4mm) vole très peu et préfère les graines de grande taille comme le maïs.

b. Biologie de Sitophilus zeamais

S.zeamais ne peut se reproduire que dans un grain dont le taux d'humidité est supérieur à 9,5%, sur un pelage de températures allant de 15 à 35°C. Les femelles adultes pondent environ 200 ~ufs à une vitesse de 20 à 30 par jours. Ces derniers sont déposés au fond de cavités creusées dans l'endosperme du grain et rebouchées à l'aide d'un tampon mucilagineux (Danho & Haubruge, 2003). Après 8 à 11 jours d'incubation, les ~ufs éclosent avec une gamme de température allant de 18 à 20°C. Les larves de couleur blanche, apodes, dures, légèrement courbées consomment l'endoderme du grain. Elles muent quatre (4) fois pour finalement se transformer en nymphe après 6 à 8 semaines. Le nombre d'ufs pondus dans un site nourricier, va conditionner en fonction de la quantité de ressources disponibles, l'intensité d'une compétition larvaire (Tilman, 1980 In Danho & Haubruge, 2003).Cette compétition larvaire affecte le taux d'émergence des adultes mais aussi la capacité reproductive (Klomp, 1964 ; Hawley, 1985 ; Mangel et al.,1994 In Danho & Haubruge, 2003). Les adultes émergent après 5 à 16 jours supplémentaires. Le plus grand nombre d'individus provient des lots contenant le plus grand nombre de grains (Danho & Haubruge ,2003). Ils vivent environ 8 mois. En effet, les ~ufs ne sont guère affectés par les ovicides durant les 6 jours d'incubation. Le premier stade larvaire est vulnérable aux conditions de l'environnement (humidité relative, oxygène, densité de la population, température) (Hardman, 1978 ; Longstaff, 1989 In Aboubakry, 2010). Il peut y avoir jusqu'à 90% de mortalité à ce stade. Les survivants réussissent généralement à atteindre le stade adulte. Le cycle complet dure de 26 à 35 jours dans les zones tropicales.

c. Dégâts de Sitophilus zeamais sur le maïs.

L'adulte de S.zeamais ne cause pas directement de dégâts sur le maïs au champ ni en stock. Ce sont les stades juvéniles qui causent les ravages sur stock puisqu'ils ne vivent jamais à l'air libre et se développent à l'intérieur du grain consommant, avant le stade pupe une partie importante des réserves nutritives du grain de maïs. Les dégâts sont de plus en plus lourds à partir de la 2eme génération. En zone rurale où les techniques de conservation des denrées agricoles sont peu élaborés, ce ravageur peut occasionner des pertes post-récolte pouvant atteindre 90% pendant 5 mois de stockage (Nukenine et al., 2002; Boura, 2006 In Ngamo et al., 2007)

3. Revue des méthodes de lutte

Face à l'ampleur des dégâts causés par les coléoptères Bruchidae et curculionidae, une panoplie de méthodes sont utilisées pour éradiquer le fléau ou maintenir le niveau des attaques à un seuil économiquement acceptable.

3.1. La lutte traditionnelle

Ces méthodes comprennent les pratiques endogènes au milieu paysan acquises au cours de générations. Outre les pratiques religieuses et magiques, ces méthodes comprennent les techniques culturales, le triage de la récolte, la désinfection des structures de stockage (Lienard & Seck, 1994). En absence d'un programme approprié de contrôle, les cultures associées assurent dans les fermes traditionnelles moins de perte (Kumar, 1984) en rendant l'environnement défavorable pour les ravageurs ou en réduisant les niveaux d'infestation au champ ou alternativement elles fournissent un environnement favorable aux ennemis naturels. Au nombre des méthodes préventives, on peut aussi citer l'utilisation de la température et de l'humidité, l'addition de substances minérales, l'addition des substances végétales et le stockage hermétique.

3.2. Lutte Chimique

Les avancées de la chimie organique ont permis de mettre sur le marché des Produits phytosanitaires dès les années 1940. Ainsi, les insecticides de synthèse connurent une utilisation massive pour la protection des cultures d'exportation (arachide, coton. etc.). Aujourd'hui, plus de 80% des produits agrochimiques importés sont encore appliqués sur les cultures de rente. Les principaux produits utilisés peuvent être classés en deux groupes suivant leur mode d'action : les insecticides de contact et les fumigants.

3.2.1. Les insecticides de contact

Ces produits ont la particularité d'avoir une dégradation beaucoup plus rapide en zone tropicale d'où la nécessité de doubler la dose recommandée en climat tempéré pour une plus Grande efficacité. Cependant, ils donnent de bons résultats surtout chez les insectes adultes. Les pesticides les plus couramment utilisés appartiennent aux familles chimiques suivantes : les organochlorés, les organophosphorés, les carbamates et les pyrethrinoides de synthèse (Annexe 1).

3.2.2. Les fumigants.

La fumigation est un traitement insecticide curatif qui consiste à introduire un gaz dans une enceinte bien étanche et d'y maintenir à une concentration suffisante pendant un temps donné pour permettre la diffusion de celui-ci à travers toute la masse du grain. Son grand pouvoir pénétrant permet d'éliminer les formes cachées du ravageur. Au Sénégal, le Bromure de

méthyle (CH3-Br.) est très utilisé pour la protection des stocks. Son inconvénient majeur nécessite de disposer d'un matériel de gazage particulier et d'équipes spécialisées. Le phosphure d'aluminium (phostoxin) est très utilisé en Afrique sub-sahélienne. La phosphine s'est montrée très efficace contre les ~ufs et larves de C.maculatus (Seck, 1994). Toutefois, il est important de signaler le caractère dangereux de ce produit qui est mortel pour l'homme. Son utilisation est difficile dès que l'humidité de l'air devient inférieure à 30%.

3.3. Les alternatives à la lutte chimique

Face aux nuisances de la lutte chimique nonobstant les succès enregistrés, il a été développé plusieurs autres formes de lutte contre les insectes. Nous ne citerons que les principales.

3.3.1. La lutte physique

Il s'agit, par divers procédés, de jouer sur la sensibilité des ravageurs aux radiations, aux températures extrêmes et à la concentration de l'atmosphère des infrastructures de stockage en gaz (oxygène, dioxyde de carbone). L'irradiation connaît beaucoup de succès ces dernières années. Ses principaux avantages sont l'absence de résidus et de résistance, sa capacité de pénétration dans des denrées même emballées et la rapidité de son application (Ahmed, 1990 In Seck, 2009). Aux doses prescrites, l'irradiation n'altère aucune des propriétés physiques, chimiques et organoleptiques de la denrée (Henon, 1983 In Seck, 2009). Quant à l'atmosphère contrôlé, les infrastructures de stockage sont enrichies en azote ou en dioxyde de carbone dans le but de réduire la teneur en oxygène et d'asphyxier les insectes (Storey, 1975 ; 1978 In Seck, 2009). D'une manière générale, cette technique s'avère inapplicable en milieu villageois compte tenu de l'équipement et des connaissances nécessaires pour sa mise en ~uvre.

3.3.2. La lutte biologique

Le principe consiste à introduire dans le milieu de vie du ravageur un prédateur, un parasitoïde ou un micro-organisme pathogène pour contrarier son développement ou le tuer. Les insectes parasites ou parasitoïdes peuvent pondre à l'intérieur ou sur le corps des ravageurs qu'ils tuent au terme de leur développement. Des études réalisées au Niger révèlent que Dinarmus basalis est un très bon agent de lutte s'il est seul et peut parasiter jusqu'à 90% des larves de C.maculatus (Camara, 1997). Toutefois en situation de compétition, ce parasitoïde devient inefficace en présence Eupelmus vuilleti qui manifeste un comportement agressif et dominant contre ce dernier (Alzouma ,1995 In Camara, 1997). Les prédateurs ou entomophages tuent leurs proies par une attaque directe. Les phéromones et les hormones juvéniles sont également utilisées dans la lutte biologique pour modifier le comportement de l'insecte. La lutte biologique est prometteuse mais son application est encore restreinte en milieu paysan.

3.3.3. La résistance variétale

L'obtention de variétés résistantes à l'attaque des ravageurs pourrait contribuer à minimiser l'importance des dégâts causés aux produits de récoltes en stocks. Le mécanisme de la résistance est de nature physique ou biochimique. En effet, les femelles de C. maculatus préfèrent les graines lisses pour la ponte, celles-ci sont en conséquence plus sujettes aux attaques que les graines ridées (Camara, 1997). Les inhibiteurs de trypsine et de protéase sont à la base de la résistance en empêchant le développement larvaire de l'insecte (Camara, 1997). La création de cultivars qui comportent à la fois une résistance des gousses et celle des graines serait un bon moyen de lutte (Seck et al., 1992). La résistance variétale peut constituer une bonne alternative à la lutte chimique en milieu villageois car elle est moins coûteuse et n'occasionne pas de nuisance chez les populations et l'environnement.

3.3.4. Les phytopesticides

L'usage des plantes indigènes dans la conservation des récoltes a été pratiqué avant méme l'apparition des insecticides de synthèse (Gueye et al.,2011). Les plantes sont utilisées contre les ravageurs pour leurs effets répulsifs, de contact ou fumigant. Il s'agit souvent de plantes consommées dans l'alimentation humaine, par exemple comme condiment ou épice ou des plantes à activité médicinale. Les familles les plus prometteuses dans la protection des denrées au cours du stockage appartiennent aux familles des Meliaceae, Annonaceae, Labiacae, Rutaceae, Asteracae, Canellaaceae (Ngamo & Hance, 2007). Les phytopesticides valorisables sous la forme des huiles essentielles présente un réel avantage du fait de leur faible rémanence, leur faible toxicité pour l'homme et de leur mode d'action sur les ravageurs (Ngamo & Hance, 2007).

Les huiles essentielles

Les huiles essentielles des plantes font partie ces dernières années des voies les plus explorées dans la régulation des ravageurs (Gueye et al.,2011). Leur application dans la protection des stocks a fait l'objet de nombreux travaux. En effet, les constituants des huiles essentielles sont des sources potentielles d'insecticides botaniques (Ngamo & Hance, 2007). Ils sont utilisés pour leurs activités de contact et inhalatoire. Ce sont des extraits volatiles et odorants que l'on extrait de certains végétaux par distillation à la vapeur d'eau, pressage ou des végétaux qui les contiennent. Les huiles essentielles sont des composés liquides très complexes. Elles contiennent principalement des terpènes, des esters, des cétones et des phénols (Benayad, 2008). Elles sont connues par leurs propriétés antibactérienne, antivirale, antifongique, antiparasitaire et antiseptique (Benayad, 2008).

4. Présentation des plantes à tester.

4.1. Xylopia aethiopica Dunal

X. aethiopica est un arbre très répandu en Afrique intertropicale appartenant à la famille des Annonacées. Il est aussi retrouvé dans les zones forestières humides au Sénégal, au Congo Brazzaville et dans l'île de Sao Tomé et Principe (Adjanohoun et al.,1988). Communément appelée le poivrier du Guinée, cette espèce héliophile peut atteindre 15m de hauteur, avec un diamètre de 10cm environ. Les feuilles lancéolées sont arrondies à la base. Les fleurs sont blanc-verdâtre et parfumées. Les fruits apocarpes sont déhiscents à maturité. Les grains sont noirs et entourés par un aryle jaune (Adjanohoun et al.,1988). Dans certains pays, les fruits secs de X. aethiopica sont utilisés en pharmacopée traditionnelle contre plusieurs affections dont notamment le traitement de la bronchite, de la dysenterie, de la stérilité chez la femme et des aménorrhées (Adjanohoun et al.,1988). Dans l'alimentation, les fruits ou graines de X. aethiopica sont utilisés entiers ou écrasés comme aromatisant. Les huiles essentielles de X.aethiopica sont principalement constituées de monoterpènes hydrocarbonés (84,00%), de monoterpènes oxygénés (12,9%) et de sesquiterpènes hydrocarbonés (30,4%) (Noudjou et al.,2007).

.

Figure5 : Fruits secs de X.aethiopica (Source : www.wikipedia.org)

4.2. Callistemon viminalis G.Don

Callistemon viminalis est un Arbuste d'origine australien, appartenant à la famille des Myrtacées et fréquent sous nos tropiques à cause de leur odeur aromatique caractéristique (Ndomo et al.,2009). Cette espèce a une croissance rapide et forte vigueur en condition favorable, d'une hauteur pouvant atteindre 12 m de haut. Les feuilles sont plates, linéaires à étroites, elliptiques et de couleur vert clair. Les nervures secondaires non distinctes présentent de nombreuses glandes à huile essentielle. Les fleurs axillaires sont réunies en longues inflorescences de couleur rouge vif situées à l'extrémité des axes. Selon Mahmoud et al.,2002

cité par Ndomo et al.,2009 le genre Callistemon en général est utilisé traditionnellement comme insecticide et également pour soigner la bronchite. Cette huile essentielle contient principalement des monoterpènes hydrocarbonés et des monoterpènes oxygénés (Ndomo et al., 2009).

Figure 6 : Feuilles et tiges de C.viminalis (Source : Photo wilane, 2001)

4.3. Lippia chevalieri Moldenke

Lippia chevalieri est une herbe aromatique ligneuse, vivace, dressée et ramifiée, appartenant à la famille des verbenaceae (Konaté, 2005). Elle est très répandue dans les savanes soudanoguinéennes et guinéennes, et très fréquentes du Sénégal au Cameroun (Arbonnier, 2002). Les feuilles sont étroitement elliptiques, à bord denté, plus ou moins scabres, à pubescence blanchâtre dessous, de 5-18 x 1,5-6cm, de sommet acuminé et pointu, à base atténuée ou en coin et dégagent une odeur de camphre au froissement. La nervure est pennée, à 6-11 nervures secondaires très ou peu saillantes, plus ou moins sécantes du bord du limbe. Ses fleurs regroupées en glomérules sont blanches et formes un épi-cylindrique. Dans certains pays, les feuilles et les fleurs de L. chevalieri sont utilisées en pharmacopée traditionnelle contre plusieurs affections dont notamment le traitement du foie, des règles douloureuses chez les femmes, de l' ictère, des vomissements, de la dyspepsie, de la constipation, de la gastro-entérite, de l' ascites, de l' hypotension, de l'entorse, des plaie syphilitique, de l'accouchement chez les femmes, du fièvre, du céphalée, de l' otite, du toux , du furoncle et des rhumatismes (Arbonnier, 2002). Elles sont utilisées aussi comme étant un antiinflammatoire, diurétiques et cholagogues (Arbonnier, 2002). Dans l'alimentation, les feuilles de L.chevalieri sont utilisées dans le thé comme stimulantes (Arbonnier, 2002).Les feuilles de L.chevalieri contiennent principalement de l'huile essentielle (thymol, carvacrol, acétate de

tymile, P-cymène), de sesquiterpènes, de tanins galliques et catéchiques, d'oses, de polyuronides, d'hétérosides stéroïdiques, de saponosides, de stérols et traces d'alcaloïdes (Konaté, 2005).

Figure 7 : Feuilles et tiges de L.chevalieri
(Source : Photo de Salim, 2011)

Chapitre 2 :
Matériels et méthodes

1. Elevage de masse des insectes

Les insectes sont élevés dans le laboratoire de Biologie du centre régional de recherche en écotoxicologie et sécurité environnementale (CERES-LOCUSTOX) de Dakar. Deux élevages ont été mis en place, un élevage de masse pour le bruche de niébé (C.maculatus) et un élevage de masse pour le charançon du maïs (S.zeamais). Pour l'ensemble des espèces, les souches d'origines proviennent d'anciens élevages de masse, trouvés dans le laboratoire de biologie de ce même centre. Les élevages de masse sont effectués dans des bocaux en verre, à couvercle grillagé, remplis de grains, dans lesquels sont ajoutés un nombre suffisant d'insectes, de sexe indéterminé. Les bocaux sont ensuite laissés à la température ambiante. Après une ou deux semaines d'infestation, les adultes sont retirés des grains. Les grains infestés sont laissés en incubation jusqu'à l'apparition des nouveaux adultes. Les adultes utilisés pour les tests sont obtenus à partir de ces élevages de masse.

Figure 8 : élevage de C.maculatus (Source : photo de Salim, 2011)

Figure 9 : élevage de S.zeamais
(Source : photo de Salim, 2011)

2. récolte et préparation du matériel végétal

Les plantes sont récoltées dans des localités différentes. En effet, C.viminalis a été récoltée dans le jardin botanique de l'Université Cheikh Anta Diop de Dakar ; L. chevalieri, au centre régional de recherche en écotoxicologie et sécurité environnementale. Les fruits secs de X. aethiopica, sont achetés au marché de Rufisque.

Après la récolte, les feuilles de C.viminalis et L.chevalieri sont séparées en trois lots que nous avons extraits respectivement les huiles essentielles à feuilles fraiches, après 7 jours de séchage et après 15 jours de séchage. Le séchage s'effectue à l'air libre et à l'abri du soleil. Les fruits secs de X.aethiopica sont d'abord broyés dans un mortier avant extraction.

3. Extraction des huiles essentielles

Les huiles essentielles sont extraites par la technique d'hydrodistillation pendant trois (3) heures. Une masse végétale (100 g) est complètement immergée dans l'eau, le tout est ensuite porté à ébullition dans un ballon. La vapeur dégagée est condensée dans une colonne de réfrigération dans laquelle circule de l'eau en continu. Le liquide qui s'écoule de la colonne arrive dans un ballon où l'huile essentielle se sépare de l'eau par une différence de densité. Ce liquide est ensuite mis dans une ampoule à décanter, pour retirer l'huile essentielle par décantation. L'huile essentielle obtenue, est séchée à l'aide du sulfate de sodium anhydre. Elle est ensuite conservée au réfrigérateur jusqu'à son utilisation.

Figure10 : Hydrodistillateur (Source : Photo de Salim, 2011)

II.4. Test de l'effet fumigant des huiles essentielles

L'effet fumigant est testé avec des bocaux en verre. Pour cela, 25 insectes âgés de 24H à 48H sont introduits dans un pilulier en verre de 25ml à couvercle trouée. Ce pilulier est ensuite mis dans un autre bocal en verre de 250ml, dans lequel est introduit une charge unique d'huile essentielle portée par un disque de papier filtre whatman de diamètre 5cm. Le dispositif est fermé hermétiquement puis laissé à la température ambiante pendant 48H.

Après les tests préliminaires, quatre concentrations de chacune de ces trois huiles essentielles sont testées : 0,064 ; 0,128 ; 0,256 et 0,512 ul /ml. Ce qui correspond aux prises de 16, 32,64 et 128ul par rapport au volume de l'enceinte (250ml). Un témoin sans huile essentielle est fait pour chaque essai. Chaque concentration est répétée quatre fois. Au bout de 48H, le nombre d'insectes morts est compté. Les mortalités dans les différents traitements sont exprimées selon la formule d'Abbott en mortalités corrigées(Mc), tenant compte des mortalités naturelles observées sur les traitements témoins (Mt) selon la formule suivante :

Mo -Mt

Mc= × 100

100--Mt

Mc : mortalité corrigée. Mo : mortalité observée. Mt : mortalité naturelle.

5. Mesure de la persistance de l'action des huiles essentielles

La CL90 des huiles essentielles actives est calculée ; elle est ensuite utilisée pour tester la persistance des huiles essentielles. Pour cela, un petit bocal de 25ml à couvercle troué (30 trous par couvercle) contenant 25 insectes âgés de 24H à 48H, est introduit dans un autre bocal de 250ml, dans lequel est ajouté une charge unique d'huile essentielle portée par un disque de papier filtre whatman de diamètre 5cm ; le tout est fermé hermétiquement. Chaque essai est répété quatre fois en plus d'un témoin sans huile essentielle. Au bout de 48H, le petit bocal portant les insectes est retiré rapidement puis remplacé par un autre petit bocal portant 25 autres insectes âgés de 24H à 48H. Le même procédé est répété toutes les 48H pendant 6jours et nous comptons à chaque fois le nombre d'insectes morts. Les mortalités obtenues sont ensuite exprimées en mortalités corrigées selon la formule d'Abbott.

Figure 11 : Dispositif de test de l'effet fumigant et persistant
(Source : photos de Salim, 2011)

6. Analyse statistique

Les résultats sont soumis à une analyse de variance (ANOVA). La comparaison des différentes concentrations a été faite par le test de FICHER et KEULS au seuil de 5 %. Les logiciels Excel et EPA Probit version 1.5 sont utilisés respectivement pour tracer les histogrammes, les courbes et calculer les CL90 des huiles essentielles actives.

Chapitre 3 :
Résultats et discussions

1. Résultats

1.1. Extraction des huiles essentielles

Tableau1 : taux d'extraction des huiles essentielles.

Extraction Feuilles

Séchage

Séchage

 

fraiches

pendant

pendant

 
 

7 jours

15jours

 
 
 

C.viminalis

1,2%

5,1%

3,8%

L.chevalieri

Traces

0,08%

0,3%

 
 

Fruits

 

X.aethiopica

 

1,9%

 

Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau ci-dessus. En effet, C. viminalis présente le rendement le plus élevé par rapport aux deux autres espèces (Tabeau1). Elle donne un bon rendement lorsque les feuilles sont séchées pendant 7 jours (5,1%). Les fruits secs de X. aethiopica présentent aussi un bon rendement (1,9%). Les faibles rendements sont obtenus sur L. chevalieri (tableau 1). Cette dernière présente un rendement un peu plus élevé lorsque les feuilles sont séchées pendant 15 jours (0,3%).

1.2. Effet fumigant des huiles essentielles sur C. maculatus

L'efficacité des huiles essentielles est observée à partir d'un seul paramètre : la mortalité des adultes. Cette dernière est observée sur une période de 2jours (48H) à compter de la date de traitement des adultes par les huiles essentielles.

1.2.1. Effet fumigant de X. aethiopica sur C.maculatus

La figure 12 illustre l'évolution des pourcentages des mortalités corrigés des adultes de C.maculatus en fonction de la concentration de l'huile essentielle de fruits secs de X.aethiopica. L'effet adulticide se manifeste très vite, dès la plus petite concentration (0,064ul/ml) avec 16,16% de mortalité. A partir de la concentration 0,128ul/ml, une mortalité de 94,92% est observée, et elle atteint 96,96% pour les concentrations 0,256 et 0,512 ul/ml.

Cette analyse est confirmée par les tests statistiques. En effet il existe une différence significative de mortalité entre la plus faible concentration testée (0,064ul/l) et les autres concentrations (p<0,05).

80

60

40

20

0

pourcentage de mortalite
corrige

b b b

100

0,064ul/ml 0,128ul/ml 0,256ul/ml 0,512ul/ml

concentration (ul/ml)

a

Figure 12 : effet fumigant de X. aethiopica sur C. maculatus

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.2.2. Effet fumigant de C. viminalis sur C.maculatus

La figure 13 montre les pourcentages des mortalités corrigés des bruches en fonction de la concentration de l'huile essentielle de feuilles de C.viminalis. L'effet fumigant s'observe dès la plus faible concentration (0,064ul/ml) avec 53,24% de mortalité. Nous avons enregistré ensuite une mortalitée de 98,48% aux concentrations 0, 128 et 0,256ul/ml ; elle est de 97,48% à la plus grande concentration testée (0,512ul/ml). Les tests statistiques nous ont permis de confirmer ces données. Une différence de mortalité statistiquement significative (p<0,05) existe entre la plus faible concentration testée (0,064ul/ml) et les 3 autres concentrations (0,128ul/ml ; 0,256ul/ml et 0,512ul/ml). Cependant il n'existe pas une différence de mortalité significative entre les concentrations 0,128 ; 0,256 et 0,512ul/ml.

b b b

a

0,064ul/ml 0,128ul/ml 0,256ul/ml 0,512ul/ml
concentration (ul/ml)

pourcentage de mortalite
corrige

100 80 60 40 20 0

C viminalis

Figure13: Effet fumigant de C.viminalis sur C.maculatus

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.2.3. Effet fumigant de L. chevalieri sur C.maculatus

Les résultats sont présentés dans la figure 14. L'effet fumigant se manifeste à partir de la concentration 0,128ul/ml avec 20,32% de mortalité. Le maximum de mortalité est obtenu avec les concentrations 0,256ul/ml et 0,512ul/ml avec des pourcentages respectifs (59%) et (88,52%). En les comparant statistiquement, une différence significative de mortalité (p<0,05) entre les concentrations 0,064 et 0,128ul/ml avec les autres concentrations est notée. Cependant il n'existe pas une différence de mortalité significative entre les concentrations 0,256 et 0,512ul/ml. Cette différence de mortalité n'est pas également significative entre la concentration 0,064 et 0,128ul/ml.

80

b

60

a

20

0

100

40

b

pourcentage de mortalite
corrige

L chevalieri

0,064ul/ml 0,128ul/ml 0,256ul/ml 0,512ul/ml
concentration (ul/ml)

a

Figure 14 : effet fumigant de L.chevalieri sur C.maculatus

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.3. Effet fumigant des huiles essentielles sur S. zeamais

L'efficacité des huiles essentielles est observée à partir d'un seul paramètre : la mortalité des adultes. Cette dernière est observée sur une période de 2 jours (48H) à compter de la date de traitement des adultes par les huiles essentielles.

1.3.1. Effet fumigant de X. aethiopica

Les résultats sont présentés dans la figure 15. Toutes les concentrations testées ont montré une faible toxicité vis-à-vis des adultes de S.zeamais. Toutefois, nous avons enregistré une mortalité de 35,08% à la plus grande concentration (0 ,512ul/ml). L'analyse statistique montre qu'il existe une différence de mortalité significative (p<0,05) entre la concentration 0,512ul/ml et les différentes concentrations testées.

100

 
 

80

 
 
 

60

 
 
 

40

 
 
 

20

 
 
 
 

a

a

a

0

0,064ul/ml

0,128ul/ml

0,256ul/ml

concentration (ul/ml)

pourcentage de mortalite
corrige

b

0,512ul/ml

Figure 15 : effet fumigant de X.aethiopica sur S.zeamais.

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.3.2. Effet fumigant de C. viminalis

Les résultats sont présentés dans la figure 16. Aucune mortalité n'est enregistrée avec les faibles concentrations testées (0,064ul/ml et 0,128 ul/ml) ; l'effet fumigant s'observe à partir de la concentration 0,256ul/ml (57%), avec un maximum de mortalité à la concentration 0,512ul/ml (97%). Cette analyse est confirmée par les tests statistiques. En effet, il existe une différence significative de mortalité (p<0,05) entre les faibles concentrations (0,06 et 0,128ul/ml) et les fortes concentrations (0,256 et 0,512ul/ml); mais aussi entre ces deux dernières, le taux mortalité est significativement différent avec p<0,05.

100

 
 

80

 
 
 

60

 
 

b

40

 
 
 
 
 

20

 
 
 
 
 

0

a

a

 
 
 
 

0,064ul/ml

0,128ul/ml

0,256ul/ml

concentration (ul/ml)

pourcentage de mortalie
corrige

c

0,512ul/ml

Figure 16 : Effet fumigant de C.viminalis sur S.zeamais.

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.3.3. Effet fumigant de L. chevalieri

La figure 17 montre le taux de mortalité de S.zeamais corrigé par rapport au témoin en

fonction des concentrations de l'huile essentielle de L.chevalieri testées. L'huile essentielle de L.chevalieri ne présente pas un effet fumigant avec 4% de mortalité à la plus grande concentration (0,512ul/ml). L'analyse statistique montre qu'il n'existe pas une différence significative de mortalité entre les différentes concentrations testées.

80

60

40

20

0

pourcentage de mortalite
corrige

100

a a a a

0,064ul/ml 0,128ul/ml 0,256ul/ml 0,512ul/ml

concentration (ul/ml)

Figure 17 : effet fumigant de L.chevalieri sur S.zeamais

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.4. Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur C. maculatus

La figure 18 montre le taux de mortalité de C. maculatus en fonction des concentrations des huiles essentielles testées. L'activité insecticide de C.viminalis et X.aethiopica se manifeste dès la petite concentration (0,064ul/ml) avec des pourcentages respectifs 53,32% et 16,16%. Ce taux de mortalité croit considérablement avec la concentration et atteint le maximum de mortalité à la concentration 0,128ul/ml pour des valeurs respectives de 98,48% et 94,92%. L'effet fumigant de L.chevalieri s'observe à partir de la concentration 0,128ul/ml avec 20,32% de mortalité. Cette mortalité croit considérablement avec la concentration avec des mortalités respectives de 59 et 88,52 % aux concentrations 0,256 et 0,512ul/ml.

L'analyse statistique des différents traitements montre qu'avec la concentration 0,064ul/ml, l'huile essentielle de C.viminalis donne une mortalité significativement (p<0,05) plus élevée que celle de X.aethiopica et L.chevalieri. Aux concentrations 0,128ul/ml et 0,256ul/ml, les mortalités induites par les huiles de C.viminalis et X.aethiopica sont statistiquement (P<0,05) plus élevée que celle obtenue avec l'huile essentielle de L.chevalieri. Cependant il n'existe pas une différence significative de mortalité des insectes traités avec la concentration 0,512ul/ml des huiles essentielles de C.viminalis, X.aethiopica et L.chevalieri.

0,064ul/ml 0,128ul/ml 0,256ul/ml 0,512ul/ml
concentration (ul/ml)

X aethiopica C viminalis

L chevalieri

100

c c c

c c c

c

80

b

b

60

40

a

20

pourcentage de mortalite
corrige

0

a

a

Figure18 : Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur C maculatus.

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.5. Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur S.zeamais

La figure 19 montre l'évolution des pourcentages des mortalités des adultes de S. zeamais en fonction des concentrations des huiles essentielles utilisées. Elles n'ont pas donné le même effet fumigant vis à vis des adultes de S.zeamais. L'huile essentielle de C.viminalis présente un effet fumigant aux fortes concentrations (0,256ul/ml et 0,512ul/ml). Les huiles essentielles de L.chevalieri et X .aethiopica n'ont montré aucune toxicité à l'égard de S.zeamais. Toutefois, l'huile essentielle de X.aethiopica produit une mortalité de 35,08% à la plus grande concentration (0,512ul/ml).

Aux concentrations 0,256 et 0,512ul/ml, l'huile essentielle de C.viminalis entraine une mortalité significativement plus élevée (p<0,05) que celles de X.aethiopica et L.chevalieri.

100

 
 
 
 

80

 
 
 
 
 

60

 
 
 
 
 

40

 
 
 
 
 

20

 
 
 
 
 

0

a

a

a

a

a a

0,064ul/ml 0,128ul/ml 0,256ul/ml 0,512ul/ml
concentration (ul/ml)

pourcentage de mortalite
corrige

c

b

b

a

a

a

C viminalis X aethiopica L chevalieri

Figure19 : Comparaison de l'effet fumigant des huiles essentielles sur S.zeamais.

Les histogrammes affectés d'une même lettre alphabétique ne sont pas statiquement différents.

1.6. Effet persistant des huiles essentielles

La persistance des huiles essentielles est observée à partir d'un seul paramètre : la mortalité des adultes à chaque 48H. Cette dernière est observée sur une période de 6 jours.

1.6.1. Effet Persistant de l'huile essentielle de C. viminalis sur S.zeamais

La figure 20 montre l'évolution des pourcentages des mortalités corrigés des adultes de S.zeamais en fonction de la CL 90 (0,38 ul/ml) et de la durée. Les huiles essentielles de C.viminalis agissent de manière significative les 2 premiers jours. Après 48 H, le taux de mortalité diminue considérablement et passe de 64% (48H) à 1% (96H et 144H). Une différence significative (p<0,05) de mortalité est notée entre le premier jour d'observation (48H) et les 2 autres observations (96H et 144H). Mais il n'existe pas une différence de mortalité significative à 96H et 144H.

100

48h 96h 144h

durée (H)

b b

a

80

60

40

20

pourcentage de
mortalite corrige

0

Figure 20 : effet persistant de C.viminalis sur S.zeamais.

1.6.2 Effet persistant des huiles essentielles sur C.maculatus

La figure 21 illustre l'évolution des pourcentages des mortalités corrigés par rapport au témoin des adultes de C.maculatus en fonction du temps et de la CL90 des huiles essentielles. Les huiles essentielles de L.chevalieri agissent de manière significative dans les 4 premiers jours. Elle occasionne une mortalité de 94,64% et 65,12% respectivement à 48H et 96H avec une CL90 de 0,44ul/ml. Cette mortalité décroit et atteint à 4,04% après 96H. Les huiles essentielles de C.viminalis et X.aethiopica ont une faible persistance ; elles produisent une mortalité respective de 2% et 5,04% à la deuxième observation (96H) avec des CL90 respectifs de 0,1ul/ml et 0,11ul/ml. L'analyse statistique des données montre que la persistance de l'huile de L.chevalieri est significativement différente (p<0,05) de celle des huiles de C.viminalis et X.aethiopica à 96H. Elle donne également une mortalité significativement plus élevée à 48H (94,4%) et 96H (65,12%) qu'à 144H (4,04%). Cette différence de mortalité est aussi observée sur C.viminalis entre 48H (85,4%) et 96H (2%).Cependant il n'existe pas une différence de mortalité significative entre C.viminalis

(48H) et L.chevalieri (48H et 96H). Cette différence de mortalité n'est pas également significative entre C.viminalis (96H), L.chevalieri (96H) et X.aethiopica (48H, 96H et144H).

48h 96h 144h

durée (H)

C viminalis L chevalieri X aethiopica

pourcentage de mortalite
corrigee

100

40

80

60

20

0

a

a

a

b

2

b

,

b

Figure 21 : Effet persistant des huiles essentielles sur C.maculatus

2. Discussions

La teneur en huile essentielle dépend de plusieurs facteurs à savoir l'espèce, le milieu de récolte, la période de récolte, les pratiques culturales et la technique d'extraction. Le rendement en huile essentielle est meilleur pour l'ensemble de 3 espèces. C.viminalis présente le meilleur rendement (5,1%), suivi de X.aethiopica (1,9%). Nos résultats sont similaires avec ceux rapportés par certains auteurs qui ont mis en évidence le rendement des huiles essentielles ; par exemple Srivastava et al., 2003 cité par Ndomo et al.,2009 ont obtenu un rendement de 0,45% sur C.viminalis récoltée en Inde. En 2009, Ndomo et al., ont eu un rendement de 0,85% sur cette même espèce récoltée au Cameroun.

Dans cette étude, les trois(3) huiles essentielles testées ont révélé une activité insecticide intéressante à l'égard de C.maculatus. A faible concentration les huiles essentielles de C.viminalis et X.aethiopica ont eu un effet très significatif sur la survie de C.maculatus, ravageur principal du niébé ; qui devient plus intéressant aux fortes concentrations. Quant au charançon de maïs (S. zeamais), l'huile essentielle de C.viminalis a montré une activité insecticide intéressante aux fortes concentrations. Cependant, à faible concentration elle n'a aucune toxicité vis-à-vis des adultes de S.zeamais. Les huiles essentielles de X.aethiopica et de L.chevalieri ont révélé une faible activité insecticide à l'égard de S.zeamais. Toutefois, l'huile essentielle X.aethiopica produit une mortalité assez significative à la plus grande concentration, c'est qui nous amène à penser qu'une éventuelle activité insecticide intéressante est possible si on augmente la concentration.

La faible toxicité de l'huile essentielle de L.chevalieri vis-à-vis de S. zeamais pourrait s'expliquer par une tolérance de cette espèce à l'égard de cette huile essentielle qui serait constituée de thymol, carvacrol, acétate de tymile, P-cymène (Konaté, 2004). Une analyse chimique de l'huile essentielle testée pourrait confirmer cette hypothèse. Ce phénomène de tolérance vis-à-vis des molécules actives des plantes insecticides a été mis en évidence par des auteurs comme Paul et al.,2009 cité par Gueye et al.,2011 en fournissant plusieurs exemples de plantes avec une efficacité différente entre les feuilles entières ou réduites en poudre et les graines dans le contrôle de C. maculatus et Zabrotes subfasciatus. Les molécules actives des plantes insecticides peuvent varier d'une famille à une autre, à l'intérieur d'une famille et la sensibilité peut différer d'une espèce à une autre et à l'intérieur d'une espèce (Gueye et al.,2011). C'est qui peut expliquer les différences de sensibilité obtenus sur C.maculatus et S.zeamais à l'égard de ces 3 huiles essentielles.

Selon Kouninki et al.,2007 , les huiles essentielles de ces 3 espèces contiennent majoritairement des monoterpènes hydrocarbonés tel que le â-pinène dont les propriétés insecticides ont déjà été démontrées vis-à-vis du S.zeamais et monoterpènes oxygénés comme le 1,8-cinéole (eucalyptol), le linalool, l'eugénol et le cymol dont les propriétés insecticides ont été également déjà démontrées vis-à-vis de plusieurs insectes, entre autres Tribolium confusum, Tribolium castaneum, Sitophilus zeamais, Prostephanus truncatus, Rhyzoperta dominica et Callosobruchus maculatus (Regnault-Roger & Hamraoui , 1995 ; Obeng-Ofori et al., 1997 ; Prates et al., 1998 ; Tapondjou , 2005 In Ndomo et al., 2009).

L'effet persistant de 3 huiles essentielles est faible à l'égard de C.maculatus et S.zeamais. Toutefois l'huile essentielle de L.chevalieri révèle une persistance de 4 jours à l'égard de C.maculatus. Dans la littérature, les données relatives à la persistance des huiles essentielles sont quasiment inexistantes

Il serait difficile de penser que l'activité insecticide de ces huiles essentielles se limite uniquement à certains de ses constituants majoritaires; elle pourrait aussi être due à certains constituants minoritaires ou à un effet synergique de plusieurs constituants (Ndomo et al.,2009).

Conclusion et perspectives

Cette étude avait pour objectif d'étudier l'effet insecticide et la persistance des huiles essentielles de Callistemon viminalis, de Xylopia aethiopica et de Lippia chevalieri sur la survie des adultes de Sitophilus zeamais et Callosobruchus maculatus.

Les huiles essentielles de C.viminalis, de L.chevalieri et X.aethiopica présentent sur
C.maculatus une mortalité maximale aux plus fortes concentrations. L'huile essentielle de

C.viminalis présente également un effet fumigant intéressant à la plus grande concentration 0,512ul/ml vis-à-vis de S.zeamais. Les huiles essentielles de L.chevalieri et de X.aethiopica ont révélé une faible activité insecticide à l'égard de S.zeamais.

L'effet persistant est faible dans l'ensemble des trois (3) huiles essentielles, seule l'huile essentielle de L.chevalieri présente une persistance de 4jours sur C.maculatus. Nos résultats indiquent que pour les stocks de niébé, il est possible d'utiliser les huiles essentielles de C.viminalis, de X.aethiopica et de L.chevalieri. En outre, l'utilisation de l'huile essentielle de C.viminalis contre S.zeamais serait une piste prometteuse pour la protection des stocks de maïs.

L'utilisation de l'huile essentielle seule n'est pas recommandable pour une protection à longue durée de denrées stockées, d'où la nécessité de la mise au point d'une méthode de stabilisation des huiles essentielles en vue d'accroitre leur efficacité. L'effet fumigant des huiles essentielles contre les ennemies naturelles de ces ravageurs doit être testé ultérieurement pour qu'en fin assurer une meilleure protection de ces denrées (niébé et maïs).Il serait intéressant de mener une étude sur le dosage des principes actifs, la toxicité des huiles et sur l'activité biologique des plantes étudiées en fonction du stade phénologique, des lieux de récolte et des organes pour mieux évaluer l'efficacité de ces huiles essentielles. En fin, une étude en milieu paysan doit être aussi envisagée en vue de tester les mêmes paramètres dans les greniers traditionnels.

Références bibliographiques

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5. www.underwoodgardens.com (le 25 octobre 2011 à 15h).

Annexe 1 : Insecticides de contacts autorisés pour le traitement des denrées entreposées au Sénégal

Matière active Spécialité commerciale

Concentr.En matière

active

Nature de
la
formulation

Utilisations

[BROMPOPHOS]

 
 
 

Nexion EC 36

360 g/l

EC

Désinsectisation des stocks de

céréales et d'arachide (8 à 12

Nexion poudre 2 %

2 %

DP

g/tonne)

Nexion WP 25

25 %

WP

 

[CHLORPYRIPHOS-METHYLE]

 
 
 
 
 
 

Désinsectisation des stocks

Reldan

240 g/l

EC

d'arachide (2,5 g/tonne).

[DELTAMETHRINE]

12,5 g/l

EC

 

K- othrine EC 12,5

 
 
 
 

25 g/l

EC

Désinsectisation des stocks

K- othrine EC 25

 
 
 

K- othrine 2,5 PM K- othrine 0 ,05 PP

2,5 g/l 0,05 g/l

WP DP

d'arachide, niébé, maïs, sorgho, mil (0,5 à 1 g/tonne).

[DICHLORVOS]

 
 
 

Mafu 500 SL

500 g/l

SL

 
 
 
 

Désinsectisation des grains

Dichlotox 1000 SL

1000 g/l

SL

stockés.

[FENTROTHION]

 
 
 

Folithion 1 DP

1 %

DP

 

Folithion 500 EC

500 g/l

EC

Désinsectisation des stocks

Folithion 1000 EC

1000 g/l

EC

d'arachide et de céréales.

Sumifène poudre

1,5 %

DP

 

Sumithion CE 60

 
 
 
 

600 g/l

EC

 

Sumithion 2 %

 
 
 

[MALATHION] malagrain émulsion

2 % 500 g/l

DP EC

Désinsectisation des
céréales (8 g/tonne).

Malagrain poudrage

2 %

DP

 

[PYRIMPHOS-METHYLE]

 
 
 

Actellic 2 PP

2 %

DP

Désinsectisation des grains stockés (4 g/tonne).

Actellic 25 PM

25 %

WP

 

Actellic 50 EC

500 g/l

CE

 

(Source : DPV du Sénégal In Seck, 2009)