Canne à sucre

La canne à sucre ou la canne à sucre est une espèce de grande herbe vivace (souvent hybride) (du genre Saccharum , tribu Andropogonae ) qui est utilisée pour la production de sucre . Les plantes mesurent 2 à 6 m (6 à 20 pieds) de haut avec des tiges robustes, articulées et fibreuses riches en saccharose , ^[1] qui s’accumule dans les entre- nœuds de la tige . Les cannes à sucre appartiennent à la famille des graminées, Poaceae , une famille de plantes à fleurs économiquement importante qui comprend le maïs, le blé, le riz et le sorgho , et de nombreux fourrages .récoltes. Il est originaire des régions tempérées chaudes et tropicales de l’Inde, de l’Asie du Sud-Est et de la Nouvelle-Guinée . La plante est également cultivée pour la production de biocarburants, notamment au Brésil, car les cannes peuvent être utilisées directement pour produire de l’alcool éthylique ( éthanol ).

Saccharum officinarum Culture de la canne à sucre au Bangladesh Sugarcane Research Institute Culture de la canne à sucre, Pendjab Fleur de canne à sucre, Dominique Canne à sucre

Cultivée dans les régions tropicales et subtropicales, la canne à sucre est la plus grande culture mondiale en termes de quantité de production, totalisant 1,9 milliard de tonnes en 2020, le Brésil représentant 40 % du total mondial. La canne à sucre représente 79% du sucre produit dans le monde (la majeure partie du reste est fabriquée à partir de betteraves sucrières ). Environ 70% du sucre produit provient de Saccharum officinarum et de ses hybrides. ^[2] Toutes les espèces de canne à sucre peuvent se croiser , et les principaux cultivars commerciaux sont des hybrides complexes . ^[3]

Le saccharose (sucre de table) est extrait de la canne à sucre dans des moulins spécialisés. Il est consommé directement en confiserie, utilisé pour sucrer les boissons, comme conservateur dans les confitures et les conserves , comme finition décorative pour les gâteaux et pâtisseries , comme matière première dans l’industrie alimentaire, ou fermenté pour produire de l’éthanol. Les produits dérivés de la fermentation du sucre comprennent le falernum , le rhum et la cachaça . Dans certaines régions, les gens utilisent des roseaux de canne à sucre pour fabriquer des enclos, des nattes, des écrans et du chaume. Le jeune capitule non développé de Saccharum edule ( duruka) est consommée crue, cuite à la vapeur ou grillée, et préparée de diverses manières en Asie du Sud-Est, comme dans certaines communautés insulaires d’Indonésie ainsi que dans des pays océaniens comme Fidji . ^[4]

La canne à sucre était une ancienne culture des peuples austronésien et papou . Il a été introduit en Polynésie , en Mélanésie insulaire et à Madagascar à l’époque préhistorique par l’intermédiaire de marins austronésiens. Il a également été introduit dans le sud de la Chine et en Inde par des commerçants austronésiens vers 1200 à 1000 av. Les Perses et les Grecs rencontrèrent les fameux « roseaux qui produisent du miel sans abeilles » en Inde entre le VIe et le IVe siècle av. Ils ont adopté puis diffusé la culture de la canne à sucre. ^[5]Les marchands ont commencé à faire le commerce du sucre, qui était considéré comme une épice luxueuse et chère, en provenance d’Inde. Au 18ème siècle, les plantations de canne à sucre ont commencé dans les pays des Caraïbes, d’Amérique du Sud, de l’océan Indien et des îles du Pacifique. Le besoin de travailleurs des cultures sucrières est devenu un moteur majeur de grandes migrations, certaines personnes acceptant volontairement la servitude sous contrat ^[6] et d’autres importées de force comme esclaves . ^[7]

Étymologie

Le terme “canne à sucre” combine le mot sanskrit , शर्करा ( śárkarā , plus tard سُكَّر sukkar de l’arabe , et sucre du moyen français et du moyen anglais ) ^[8] avec “canne”, une culture cultivée dans les plantations des Caraïbes – gana , hindi pour canne . Ce terme a été utilisé pour la première fois par les colons espagnols aux Antilles au début du XVIe siècle. ^[8]

La description

Couper la canne à sucre

La canne à sucre est une herbe tropicale vivace qui forme des pousses latérales à la base pour produire plusieurs tiges, généralement de 3 à 4 m (10 à 13 pi) de haut et d’environ 5 cm (2 po) de diamètre. Les tiges se transforment en tige de canne qui, à maturité, constitue environ 75% de la plante entière. Une tige mature est généralement composée de 11 à 16 % de fibres, de 12 à 16 % de sucres solubles, de 2 à 3 % de glucides non sucrés et de 63 à 73 % d’eau. Une culture de canne à sucre est sensible au climat, au type de sol, à l’irrigation, aux engrais, aux insectes, au contrôle des maladies, aux variétés et à la période de récolte. Le rendement moyen de la tige de canne est de 60 à 70 tonnes par hectare (24 à 28 tonnes longues / acre; 27 à 31 tonnes courtes / acre) par an, mais ce chiffre peut varier entre 30 et 180 tonnes par hectare selon les connaissances et la culture. approche de gestion utilisée dans la culture de la canne à sucre. La canne à sucre est une culture de rente, mais il est également utilisé comme fourrage pour le bétail. ^[9] Le génome de la canne à sucre est l’un des génomes végétaux les plus complexes connus, principalement en raison de l’hybridation interspécifique et de la polyploïdisation. ^{[10] [11]}

Histoire

Les deux centres de domestication de la canne à sucre sont l’un pour Saccharum officinarum par les Papous en Nouvelle-Guinée et l’autre pour Saccharum sinense par les Austronésiens à Taïwan et dans le sud de la Chine. Les Papous et les Austronésiens utilisaient à l’origine principalement la canne à sucre comme nourriture pour les porcs domestiques. La propagation de S. officinarum et de S. sinense est étroitement liée aux migrations des peuples austronésiens . Saccharum barberi n’a été cultivé en Inde qu’après l’introduction de S. officinarum . ^{[12] [13]}

Carte montrant les centres d’origine de Saccharum officinarum en Nouvelle-Guinée, S. sinensis dans le sud de la Chine et à Taïwan, et S. barberi en Inde ; les flèches pointillées représentent les introductions austronésiennes ^[14]

S. officinarum a été domestiqué pour la première fois en Nouvelle-Guinée et dans les îles à l’est de la ligne Wallace par les Papous, où il est le centre moderne de diversité. À partir d’environ 6 000 BP , plusieurs souches ont été sélectionnées de manière sélective à partir du Saccharum robustum natif . De Nouvelle-Guinée, il s’est propagé vers l’ouest vers l’Asie du Sud-Est maritime après un contact avec les Austronésiens, où il s’est hybride avec Saccharum spontaneum . ^[13]

Le deuxième centre de domestication est le sud de la Chine continentale et Taiwan, où S. sinense était un cultigène primaire des peuples austronésiens. Les mots pour la canne à sucre sont reconstruits comme *təbuS ou *CebuS en proto-austronésien , qui est devenu *tebuh en proto-malayo-polynésien . C’était l’une des principales cultures originales des peuples austronésiens depuis au moins 5 500 BP. L’introduction du plus doux S. officinarum l’ a peut-être progressivement remplacé dans toute son aire de répartition cultivée en Asie du Sud-Est maritime. ^{[15] [16] [14] [17] [18]}

La diffusion vers l’ouest de la canne à sucre à l’époque préislamique (en rouge), dans le monde musulman médiéval (en vert), et au XVe siècle par les Portugais sur l’archipel de Madère, et par les Espagnols sur l’archipel des Canaries (îles à l’ouest d’Afrique, entouré de lignes violettes) ^[19]

De l’île d’Asie du Sud-Est, S. officinarum a été répandu vers l’est en Polynésie et en Micronésie par des voyageurs austronésiens en tant que plante de canoë vers 3 500 BP. Il a également été propagé vers l’ouest et le nord par environ 3 000 BP vers la Chine et l’Inde par des commerçants austronésiens, où il s’est ensuite hybridé avec S. sinense et S. barberi . De là, il s’est propagé plus loin dans l’ouest de l’Eurasie et la Méditerranée . ^{[13] [14]}

La première production connue de sucre cristallin a commencé dans le nord de l’Inde. Les premières preuves de la production de sucre proviennent d’anciens textes sanskrits et pali. ^{[20] [21] [22] [23]} Autour du huitième siècle, les commerçants musulmans et arabes ont introduit le sucre de l’Inde médiévale dans les autres parties du califat abbasside en Méditerranée, en Mésopotamie , en Égypte , en Afrique du Nord et en Andalousie . Au 10ème siècle, des sources affirment que chaque village de Mésopotamie cultivait de la canne à sucre. ^[19] C’était parmi les premières cultures apportées aux Amériques par les Espagnols, principalement des Andalous, de leurs champs dans leÎles Canaries , et les Portugais de leurs champs dans les îles de Madère . Un article sur la culture de la canne à sucre en Espagne est inclus dans le livre sur l’agriculture d’ Ibn al-‘Awwam du XIIe siècle . ^[24]

Christophe Colomb a introduit pour la première fois la canne à sucre dans les Caraïbes lors de son deuxième voyage vers les Amériques, d’abord sur l’île d’ Hispaniola (l’actuelle Haïti et la République dominicaine ). À l’époque coloniale, le sucre formait un côté du commerce triangulaire des matières premières du Nouveau Monde, avec les produits manufacturés européens et les esclaves africains.. Le sucre, souvent sous forme de mélasse, était expédié des Caraïbes vers l’Europe ou la Nouvelle-Angleterre, où il était utilisé pour fabriquer du rhum. Les bénéfices de la vente du sucre étaient ensuite utilisés pour acheter des produits manufacturés, qui étaient ensuite expédiés en Afrique de l’Ouest, où ils étaient troqués contre des esclaves. Les esclaves ont ensuite été ramenés dans les Caraïbes pour être vendus à des planteurs de sucre. Les bénéfices de la vente des esclaves ont ensuite été utilisés pour acheter plus de sucre, qui a été expédié en Europe.

Lithographie d’ une plantation de canne à sucre dans la colonie britannique d’ Antigua , 1823

La France a trouvé ses îles de canne à sucre si précieuses qu’elle a effectivement échangé sa partie du Canada , surnommée ” quelques acres de neige “, à la Grande-Bretagne pour leur retour de la Guadeloupe , de la Martinique et de Sainte-Lucie à la fin de la guerre de Sept Ans . Les Néerlandais ont de même conservé le Suriname , une colonie sucrière d’Amérique du Sud, au lieu de demander le retour des Nouveaux Pays-Bas (New York).

Pendant des milliers d’années, la canne était une récolte lourde et lourde qui devait être coupée à la main et immédiatement broyée pour libérer le jus à l’intérieur, de peur qu’elle ne se gâte en un jour ou deux. Même avant la récolte, il fallait creuser des rangées, planter des tiges et couper du bois en abondance comme combustible pour faire bouillir le liquide et le réduire en cristaux et en mélasse. Depuis les premières traces de domestication de la canne sur l’île du Pacifique de Nouvelle-Guinée il y a 10 000 ans jusqu’à son avancée d’île en île vers l’Inde ancienne en 350 avant JC, le sucre était consommé localement et demandait beaucoup de main-d’œuvre. Il est resté un peu plus qu’une épice exotique, un glaçage médicinal ou un édulcorant pour les palais d’élite.

Les maisons bouillantes du XVIIe au XIXe siècles transformaient le jus de canne à sucreen sucre brut. Ces maisons étaient rattachées aux plantations sucrières des colonies occidentales. Les esclaves exécutaient souvent le processus d’ébullition dans de très mauvaises conditions. Des boîtes rectangulaires en brique ou en pierre servaient de fourneaux, avec une ouverture au fond pour attiser le feu et évacuer les cendres. Au sommet de chaque four se trouvaient jusqu’à sept bouilloires ou chaudières en cuivre, chacune plus petite et plus chaude que la précédente. Le jus de canne a commencé dans la plus grande bouilloire. Le jus a ensuite été chauffé et de la chaux a été ajoutée pour éliminer les impuretés. Le jus était écrémé puis acheminé vers des bouilloires de plus en plus petites. La dernière bouilloire, le “teach”, était l’endroit où le jus de canne devenait sirop. L’étape suivante était un bac de refroidissement, où les cristaux de sucre durcissaient autour d’un noyau collant de mélasse. Ce sucre brut a ensuite été pelleté de l’auge de refroidissement dans des barriques(tonneaux en bois), et de là dans la salle de séchage.

Une plantation de canne à sucre sur l’île de la Jamaïque à la fin du XIXe siècle

L’adoption de la loi de 1833 sur l’abolition de l’esclavage a conduit à l’abolition de l’esclavage dans la majeure partie de l’ Empire britannique , et de nombreux esclaves émancipés ne travaillaient plus dans les plantations de canne à sucre lorsqu’ils avaient le choix. Les planteurs antillais avaient donc besoin de nouveaux travailleurs, et ils trouvèrent une main-d’œuvre bon marché en Chine et en Inde. ^{[25] [26]} Les gens étaient soumis à un engagement , une forme de contrat établie de longue date, qui les liait à un travail non libre pour une durée déterminée. Les conditions de travail des serviteurs sous contrat étaient souvent catastrophiques, faute d’attention des planteurs. ^[27] Les premiers navires transportant des travailleurs sous contrat indiens sont partis en 1836. ^[28]Les migrations pour desservir les plantations de canne à sucre ont conduit un nombre important d’Indiens ethniques, d’Asiatiques du Sud-Est et de Chinois à s’installer dans diverses parties du monde. ^[29] Dans certaines îles et certains pays, les migrants sud-asiatiques constituent désormais entre 10 et 50 % de la population. Les plantations de canne à sucre et les groupes ethniques asiatiques continuent de prospérer dans des pays tels que Fidji , Afrique du Sud , Birmanie , Sri Lanka , Malaisie , Indonésie , Philippines , Guyane britannique , Jamaïque , Trinidad , Martinique, Guyane française , Guadeloupe,Grenade , Sainte-Lucie , Saint-Vincent , Saint-Kitts , Sainte-Croix , Suriname , Nevis et Maurice . ^{[28] [30]}

Presse à canne à sucre indienne à l’ancienne, vers 1905

Entre 1863 et 1900, les marchands et les propriétaires de plantations du Queensland et de la Nouvelle-Galles du Sud (qui font maintenant partie du Commonwealth d’Australie) ont amené entre 55 000 et 62 500 personnes des îles du Pacifique Sud pour travailler dans les plantations de canne à sucre. On estime qu’un tiers de ces travailleurs ont été contraints ou kidnappés en esclavage (connu sous le nom de blackbirding ). Beaucoup d’autres recevaient des salaires très bas. Entre 1904 et 1908, la plupart des 10 000 travailleurs restants ont été déportés dans le but de maintenir l’homogénéité raciale de l’Australie et de protéger les travailleurs blancs de la main-d’œuvre étrangère bon marché. ^[31]

Le sucre cubain dérivé de la canne à sucre était exporté vers l’ URSS , où il bénéficiait d’un soutien des prix et s’assurait d’un marché garanti. La dissolution de l’État soviétique en 1991 a forcé la fermeture de la majeure partie de l’industrie sucrière cubaine.

La canne à sucre reste une partie importante de l’économie de la Guyane , du Belize , de la Barbade et d’ Haïti , ainsi que de la République dominicaine , de la Guadeloupe, de la Jamaïque et d’autres îles.

Environ 70 % du sucre produit dans le monde provient de S. officinarum et d’hybrides utilisant cette espèce. ^[2]

Une lithographie du XIXe siècle de Théodore Bray montrant une plantation de canne à sucre : à droite se trouve “l’officier blanc”, le surveillant européen. Les travailleurs esclaves peinent pendant la récolte. À gauche se trouve un navire à fond plat pour le transport de la canne.

Cultivation

Plantation de canne à sucre, Maurice Plantation de canne à sucre au Bangladesh Planter de la canne à sucre à Porto Rico Champs de canne à sucre

La culture de la canne à sucre nécessite un climat tropical ou subtropical , avec un minimum de 60 cm (24 po) d’humidité annuelle. C’est l’un des photosynthétiseurs les plus performants du règne végétal . C’est une centrale C ₄ , capable de convertir jusqu’à 1% de l’énergie solaire incidente en biomasse. ^[32] Dans les régions de culture primaires des régions tropicales et subtropicales , les cultures de canne à sucre peuvent produire plus de 15 kg/m ² de canne. Autrefois une culture majeure de la région du sud-est des États-Unis, la culture de la canne à sucre y a décliné à la fin du XXe siècle et se limite principalement à de petites plantations en Floride .Louisiane et sud-est du Texas au 21e siècle. La culture de la canne à sucre a cessé à Hawaï lorsque la dernière plantation de sucre en activité dans l’État a fermé ses portes en 2016. ^[33]

La canne à sucre est cultivée dans les régions tropicales et subtropicales dans des zones où l’approvisionnement en eau est abondant pendant une période continue de plus de 6 à 7 mois chaque année, soit par les précipitations naturelles, soit par l’irrigation. La culture ne tolère pas les fortes gelées. Par conséquent, la majeure partie de la canne à sucre du monde est cultivée entre 22°N et 22°S , et certaines jusqu’à 33°N et 33°S . ^[34] Lorsque des cultures de canne à sucre se trouvent en dehors de cette plage, comme dans la région du Natal en Afrique du Sud, cela est normalement dû à des conditions climatiques anormales dans la région, telles que des courants océaniques chauds qui balayent la côte. En termes d’altitude, les cultures de canne à sucre se trouvent jusqu’à 1 600 m ou 5 200 pieds près de l’équateur dans des pays tels queColombie , Équateur et Pérou . ^[35]

La canne à sucre peut être cultivée sur de nombreux sols allant des mollisols très fertiles et bien drainés , aux vertisols à forte fissuration , aux oxysols et ultisols acides infertiles , aux histosols tourbeux , aux andisols rocheux . L’ensoleillement abondant et l’approvisionnement en eau augmentent la production de canne à sucre. Cela a fait des pays désertiques dotés de bonnes installations d’irrigation, comme l’Égypte, l’une des régions de culture de la canne à sucre les plus productives. La canne à sucre consomme 9 % de la production mondiale d’engrais potassiques . ^[36]

Bien que certaines cannes à sucre produisent des graines, la coupe moderne des tiges est devenue la méthode de reproduction la plus courante. ^[37] Chaque bouture doit contenir au moins un bourgeon, et les boutures sont parfois plantées à la main. Dans les pays plus avancés sur le plan technologique, comme les États-Unis et l’Australie, la plantation de billettes est courante. Les billettes (tiges ou tronçons de tige) récoltées par une arracheuse mécanique sont plantées par une machine qui ouvre et referme le sol. Une fois planté, un peuplement peut être récolté plusieurs fois; après chaque récolte, la canne envoie de nouvelles tiges, appelées ratons. Les récoltes successives donnent des rendements décroissants, justifiant éventuellement des replantations. Deux à 10 récoltes sont généralement effectuées selon le type de culture. Dans un pays à agriculture mécanique recherchant une forte production de grands champs, comme en Amérique du Nord, la canne à sucre est replantée après deux ou trois récoltes pour éviter une baisse des rendements. Dans les pays avec un type d’agriculture plus traditionnel avec des champs plus petits et une récolte manuelle, comme dans l’île française de la Réunion , la canne à sucre est souvent récoltée jusqu’à 10 ans avant d’être replantée.

La canne à sucre est récoltée à la main et mécaniquement. La récolte manuelle représente plus de la moitié de la production et domine dans les pays en développement. Lors de la récolte à la main, le champ est d’abord incendié. Le feu brûle les feuilles sèches et chasse ou tue les serpents venimeux, sans nuire aux tiges et aux racines. Les cueilleurs coupent ensuite la canne juste au-dessus du niveau du sol à l’aide de couteaux à canne ou de machettes . Un moissonneur qualifié peut couper 500 kg (1 100 lb) de canne à sucre par heure. ^{[ échec de la vérification ] [38]}

La récolte mécanique utilise une moissonneuse -batteuse ou une récolteuse de canne à sucre . ^[39] La série Austoft 7000, la conception originale de la moissonneuse moderne, a maintenant été copiée par d’autres sociétés, notamment Cameco / John Deere . ^{[ citation nécessaire ]}La machine coupe la canne à la base de la tige, effeuille les feuilles, coupe la canne en longueurs constantes et la dépose dans un transporteur qui suit à côté. La moissonneuse souffle ensuite les déchets sur le champ. Ces machines peuvent récolter 100 tonnes longues (100 t) par heure, mais la canne récoltée doit être rapidement traitée. Une fois coupée, la canne à sucre commence à perdre sa teneur en sucre, et les dommages subis par la canne lors de la récolte mécanique accélèrent ce déclin. Cette baisse est compensée par le fait qu’une moissonneuse-batteuse moderne peut terminer la récolte plus rapidement et plus efficacement que la coupe et le chargement manuels. Austoft a également développé une série de transporteurs hydrauliques à haute levée pour travailler aux côtés de ses moissonneuses afin de permettre un transfert encore plus rapide de la canne vers, par exemple, la voie d’évitement la plus proche. Cette récolte mécanique ne nécessite pas d’incendier le champ ; les résidus laissés dans le champ par la machine sont constitués de fanes de canne et de feuilles mortes, qui servent de paillis pour la prochaine plantation.

Plantations de canne à sucre au Brésil, premier producteur mondial

Ravageurs

Le coléoptère de la canne (également connu sous le nom de ver de canne) peut réduire considérablement le rendement des cultures en mangeant les racines; il peut être contrôlé avec de l’ imidaclopride (Confidor) ou du chlorpyrifos (Lorsban). D’autres ravageurs importants sont les larves de certaines espèces de papillons/mites , y compris la noctuelle du navet , la pyrale de la canne à sucre ( Diatraea saccharalis ), la pyrale africaine de la canne à sucre ( Eldana saccharina ), la pyrale mexicaine du riz ( Eoreuma loftini ), la légionnaire africaine ( Spodoptera exempta ), fourmis coupeuses de feuilles, termites, les cercopes (surtout Mahanarva fimbriolata et Deois flavopicta ), et le coléoptère Migdolus fryanus . L’ insecte cicadelle Eumetopina flavipes agit comme un vecteur de virus, qui provoque le rabougrissement de la maladie de la canne à sucre . ^{[40] [41]}

Agents pathogènes

De nombreux agents pathogènes infectent la canne à sucre, tels que la maladie des pousses herbacées de la canne à sucre causée par ‘ Candidatus Phytoplasma sacchari ‘, ^[42] la maladie du whiptail ou le charbon de la canne à sucre , le pokkah boeng causé par Fusarium moniliforme , la bactérie Xanthomonas axonopodis cause la maladie des gommages et la maladie de la pourriture rouge causée par Colletotrichum falcatum . Les maladies virales affectant la canne à sucre comprennent le virus de la mosaïque de la canne à sucre , le virus des raies du maïs et le virus de la feuille jaune de la canne à sucre. ^[43]

Fixation de l’azote

Certaines variétés de canne à sucre sont capables de fixer l’azote atmosphérique en association avec la bactérie Gluconacetobacter diazotrophicus . ^[44] Contrairement aux légumineuses et autres plantes fixatrices d’azote qui forment des nodules racinaires dans le sol en association avec des bactéries, G. diazotrophicus vit dans les espaces intercellulaires de la tige de la canne à sucre. ^{[45] [46]} L’enrobage des graines avec la bactérie est une technologie nouvellement développée qui peut permettre à chaque espèce de culture de fixer l’azote pour son propre usage. ^[47]

Conditions pour les travailleurs de la canne à sucre

On estime qu’au moins 20 000 personnes sont mortes d’insuffisance rénale chronique en Amérique centrale au cours des deux dernières décennies – la plupart d’entre elles travaillant dans la canne à sucre le long de la côte pacifique. Cela peut être dû à de longues heures de travail dans la chaleur sans apport hydrique adéquat. ^[48]

Traitement

1:59 Production de sucre de canne non centrifuge (jaggery) près du lac Inle ( Myanmar ), étape de broyage et d’ébullition

Traditionnellement, la transformation de la canne à sucre nécessite deux étapes. Les moulins extraient le sucre brut de la canne fraîchement récoltée et le sucre “blanc de moulin” est parfois produit immédiatement après la première étape dans les moulins d’extraction du sucre, destiné à la consommation locale. Les cristaux de sucre apparaissent naturellement de couleur blanche pendant le processus de cristallisation. Le dioxyde de soufre est ajouté pour inhiber la formation de molécules induisant la couleur et pour stabiliser les jus sucrés lors de l’évaporation. ^{[49] [50]} Les raffineries, souvent situées plus près des consommateurs en Amérique du Nord, en Europe et au Japon, produisent alors du sucre blanc raffiné, composé à 99 % de saccharose. Ces deux étapes fusionnent lentement. L’augmentation de la richesse dans les régions tropicales productrices de canne à sucre augmente la demande de produits raffinés à base de sucre, entraînant une tendance à combiner la mouture et le raffinage.

Fraisage

Extraction manuelle du jus de la canne à sucre Un camion transporte de la canne à sucre vers une sucrerie en Floride.

La transformation de la canne à sucre produit du sucre de canne (saccharose) à partir de la canne à sucre. Les autres produits de la transformation comprennent la bagasse, la mélasse et le gâteau de filtration.

La bagasse , la fibre sèche résiduelle de la canne après l’extraction du jus de canne, est utilisée à plusieurs fins : ^[51]

• combustible pour les chaudières et les fours
• production de papier, de produits en carton et de panneaux reconstitués
• paillis agricole
• comme matière première pour la production de produits chimiques

Usine de transformation de la canne à sucre de Santa Elisa à Sertãozinho , l’une des plus grandes et des plus anciennes du Brésil

La bagasse et les résidus de bagasse sont principalement utilisés comme source de combustible pour les chaudières dans la production de vapeur de traitement dans les sucreries. Le gâteau de filtration séché est utilisé comme complément alimentaire pour animaux, engrais et source de cire de canne à sucre .

La mélasse est produite sous deux formes : blackstrap , qui a une saveur forte caractéristique, et un sirop de mélasse plus pur. La mélasse noire est vendue comme complément alimentaire et diététique. C’est également un ingrédient courant dans l’alimentation animale et il est utilisé pour produire de l’éthanol, du rhum et de l’acide citrique . Les sirops de mélasse plus purs sont vendus sous forme de mélasse et peuvent également être mélangés avec du sirop d’érable , des sucres invertis ou du sirop de maïs . Les deux formes de mélasse sont utilisées en boulangerie.

Raffinage

Cristaux de sucre brun et blanc

Le raffinage du sucre purifie davantage le sucre brut. Il est d’abord mélangé avec du sirop lourd puis centrifugé dans un procédé appelé « affinage ». Son but est d’éliminer le revêtement extérieur des cristaux de sucre, qui est moins pur que l’intérieur du cristal. Le sucre restant est ensuite dissous pour faire un sirop, environ 60% de solides en poids.

La solution sucrée est clarifiée par addition d’ acide phosphorique et d’ hydroxyde de calcium , qui se combinent pour précipiter le phosphate de calcium . Les particules de phosphate de calcium piègent certaines impuretés et en absorbent d’autres, puis flottent vers le haut du réservoir, où elles peuvent être écrémées. Une alternative à cette technique de « phosphatation » est la « carbonatation », qui est similaire, mais utilise du dioxyde de carbone et de l’hydroxyde de calcium pour produire un précipité de carbonate de calcium .

Après filtration des solides restants, le sirop clarifié est décoloré par filtration sur charbon actif . Le charbon osseux ou le charbon actif à base de charbon est traditionnellement utilisé dans ce rôle. ^[52] Certaines impuretés chromogènes restantes sont adsorbées par le carbone. Le sirop purifié est ensuite concentré jusqu’à sursaturation et cristallisé à plusieurs reprises sous vide, pour produire du sucre blanc raffiné . Comme dans une sucrerie, les cristaux de sucre sont séparés de la mélasse par centrifugation. Le sucre supplémentaire est récupéré en mélangeant le sirop restant avec les lavages de l’affinage et en cristallisant à nouveau pour produire du sucre brun. Lorsque plus aucun sucre ne peut être récupéré économiquement, la mélasse finale contient encore 20 à 30 % de saccharose et 15 à 25 % de glucose et de fructose.

Pour produire du sucre granulé , dans lequel les grains individuels ne s’agglutinent pas, le sucre doit être séché, d’abord en le chauffant dans un séchoir rotatif, puis en y soufflant de l’air frais pendant plusieurs jours.

Sirop de canne ruban

La canne à ruban est un type subtropical qui était autrefois largement cultivé dans le sud des États-Unis, aussi loin au nord que la côte de la Caroline du Nord . Le jus était extrait avec des broyeurs à chevaux ou à mulets; le jus était bouilli, comme le sirop d’érable , dans une casserole plate, puis utilisé sous forme de sirop comme édulcorant alimentaire. ^[53] Ce n’est pas actuellement une culture commerciale, mais quelques producteurs trouvent des ventes prêtes pour leur produit. ^{[ citation nécessaire ]}

Production de canne à sucre (2019) ^[54]

Pollution due à la transformation de la canne à sucre

Les particules, les produits de combustion et les composés organiques volatils sont les principaux polluants émis lors du traitement de la canne à sucre. ^[51] Les produits de combustion comprennent les oxydes d’azote (NO _X ), le monoxyde de carbone (CO), le CO ₂ et les oxydes de soufre (SO _X ). Les sources d’émissions potentielles comprennent les granulateurs de sucre, les équipements de transport et d’emballage du sucre, les opérations de chargement en vrac, les chaudières, les fours de régénération du charbon granulaire et du charbon, les systèmes de transport d’adsorbants régénérés, les fours et les équipements de manutention (dans certaines installations), les réservoirs de carbonatation, les stations d’évaporation multi-effets. , et marmites sous vide. ^[51]

Production

Production de canne à sucre – 2020
Pays	(Millions de tonnes )
Brésil	757.1
Inde	370,5
Chine	108.1
Pakistan	81,0
Thaïlande	75,0
Mexique	54,0
États-Unis	32,7
Australie	30.3
Monde	1 869,7
Source : FAOSTAT , Nations Unies [55]

En 2020, la production mondiale de canne à sucre était de 1,87 milliard de tonnes, le Brésil produisant 40 % du total mondial, l’Inde 20 % et la Chine 6 % (tableau).

Dans le monde, 26 millions d’hectares étaient consacrés à la culture de la canne à sucre en 2020. ^[55] Le rendement mondial moyen des cultures de canne à sucre en 2020 était de 71 tonnes par hectare, mené par le Pérou avec 123 tonnes par hectare. ^[55] Le rendement théorique possible de la canne à sucre est d’environ 280 tonnes par hectare et par an, et de petites parcelles expérimentales au Brésil ont démontré des rendements de 236 à 280 tonnes de canne par hectare. ^{[56] [57]}

De 2008 à 2016, la production de canne à sucre conforme aux normes a connu un taux de croissance annuel composé d’environ 52 %, tandis que la canne à sucre conventionnelle a augmenté de moins de 1 %. ^[58]

Éthanol

Une pompe à essence au Brésil, proposant de l’éthanol de canne (A) et de l’essence (G)

L’éthanol est généralement disponible comme sous-produit de la production de sucre. Il peut être utilisé comme biocarburant alternatif à l’essence et est largement utilisé dans les voitures au Brésil. C’est une alternative à l’essence et peut devenir le produit principal de la transformation de la canne à sucre, plutôt que le sucre.

Au Brésil, l’essence doit contenir au moins 22 % de bioéthanol. ^[59] Ce bioéthanol provient de la grande récolte de canne à sucre du Brésil.

La production d’éthanol à partir de canne à sucre est plus économe en énergie qu’à partir de maïs ou de betteraves à sucre ou d’huiles de palme/végétales, en particulier si la bagasse de canne est utilisée pour produire de la chaleur et de l’électricité pour le processus. De plus, si les biocarburants sont utilisés pour la production et le transport des cultures, l’apport d’énergie fossile nécessaire pour chaque unité d’énergie éthanol peut être très faible. L’EIA estime qu’avec une technologie intégrée de la canne à sucre à l’éthanol, les émissions de CO ₂ du puits aux roues peuvent être inférieures de 90 % à celles de l’essence conventionnelle. ^[59] Un manuel sur les énergies renouvelables ^[60] décrit la transformation énergétique :

Actuellement, 75 tonnes de canne à sucre brute sont produites annuellement par hectare au Brésil. La canne livrée à l’usine de transformation est dite brûlée et coupée (b&c), et représente 77% de la masse de la canne brute. La raison de cette réduction est que les tiges sont séparées des feuilles (qui sont brûlées et dont les cendres sont laissées dans le champ comme engrais), et des racines qui restent dans le sol pour germer pour la prochaine récolte. La production moyenne de canne est donc de 58 tonnes de b&c par hectare et par an.

Chaque tonne de b&c donne 740 kg de jus (135 kg de saccharose et 605 kg d’eau) et 260 kg de bagasse humide (130 kg de bagasse sèche). Le pouvoir calorifique inférieur du saccharose étant de 16,5 MJ /kg, et celui de la bagasse de 19,2 MJ/kg, le pouvoir calorifique total d’une tonne de b&c est de 4,7 GJ dont 2,2 GJ proviennent du saccharose et 2,5 de la bagasse. .

Par hectare et par an, la biomasse produite correspond à 0,27 TJ. Cela équivaut à 0,86 W par mètre carré. En supposant un ensoleillement moyen de 225 W par mètre carré, l’efficacité photosynthétique de la canne à sucre est de 0,38 %.

Les 135 kg de saccharose présents dans 1 tonne de b&c sont transformés en 70 litres d’éthanol avec une énergie de combustion de 1,7 GJ. Le rendement pratique de conversion saccharose-éthanol est donc de 76 % (à comparer avec les 97 % théoriques).

Un hectare de canne à sucre produit 4 000 litres d’éthanol par an (sans apport énergétique supplémentaire, car la bagasse produite dépasse la quantité nécessaire à la distillation du produit final). Cependant, cela n’inclut pas l’énergie utilisée pour le labourage, le transport, etc. Ainsi, le rendement de conversion de l’énergie solaire en éthanol est de 0,13 %.

Applications de la bagasse

La bagasse de la canne à sucre

La canne à sucre est une culture majeure dans de nombreux pays. C’est l’une des plantes dont l’efficacité de bioconversion est la plus élevée. La culture de la canne à sucre est capable de fixer efficacement l’énergie solaire, produisant annuellement environ 55 tonnes de matière sèche par hectare de terre. Après la récolte, la récolte produit du jus sucré et de la bagasse, la matière sèche fibreuse. Cette matière sèche est de la biomasse avec un potentiel comme combustible pour la production d’énergie. La bagasse peut également être utilisée comme source alternative de pâte pour la production de papier. ^[61]

La bagasse de canne à sucre est une source d’énergie potentiellement abondante pour les grands producteurs de canne à sucre, comme le Brésil, l’Inde et la Chine. Selon un rapport, grâce à l’utilisation des dernières technologies, la bagasse produite chaque année au Brésil a le potentiel de couvrir 20% de la consommation d’énergie du Brésil d’ici 2020. ^[62]

La production d’électricité

Un certain nombre de pays, en particulier ceux qui manquent de combustibles fossiles, ont mis en place des mesures de conservation et d’efficacité énergétique pour minimiser l’énergie utilisée dans le traitement de la canne et exporter tout excédent d’électricité vers le réseau. La bagasse est généralement brûlée pour produire de la vapeur, qui à son tour crée de l’électricité. Les technologies actuelles, telles que celles utilisées à Maurice , produisent plus de 100 kWh d’électricité par tonne de bagasse. Avec une récolte mondiale totale de plus d’un milliard de tonnes de canne à sucre par an, le potentiel énergétique mondial de la bagasse est supérieur à 100 000 GWh. ^[63] En utilisant l’île Maurice comme référence, un potentiel annuel de 10 000 GWh d’électricité supplémentaire pourrait être produit dans toute l’Afrique. ^[64]La production d’électricité à partir de la bagasse pourrait devenir assez importante, en particulier pour les populations rurales des pays producteurs de canne à sucre.

Des centrales récentes de technologie de cogénération sont conçues pour produire de 200 à plus de 300 kWh d’électricité par tonne de bagasse. ^{[65] [66]} Comme la canne à sucre est une culture saisonnière, peu de temps après la récolte, l’approvisionnement en bagasse culminerait, obligeant les centrales électriques à gérer stratégiquement le stockage de la bagasse.

Production de biogaz

Une alternative plus écologique à la combustion de la bagasse pour la production d’électricité consiste à convertir la bagasse en biogaz . Des technologies sont développées pour utiliser des enzymes pour transformer la bagasse en biocarburant et biogaz avancés. ^[62]

La canne à sucre comme nourriture

Jus de canne ^[67]

Jus de canne à sucre fraîchement pressé
Valeur nutritionnelle pour 100 grammes
Énergie	242 kJ (58 kcal)
Les glucides	13,11 grammes
Sucres	12,85 grammes
Fibre alimentaire	0,56g
Graisse	0,40
Protéine	0,16g
Vitamines	Quantité % VQ †
Vitamine B6	31% 0,40 mg
Folate (B 9 )	11% 44,53 μg
Vitamine C	8% 6,73 mg
Minéraux	Quantité % VQ †
Calcium	2% 18mg
Fer	9% 1,12 mg
Magnésium	4% 13,03 mg
Phosphore	3% 22,08 mg
Potassium	3% 150mg
Sodium	0% 1,16 mg
Zinc	1% 0,14 mg
Informations sur les nutriments de la base de données sur la composition des aliments indiens
Unités μg = microgrammes • mg = milligrammes UI = Unités internationales
† Les pourcentages sont approximatifs à l’aide des recommandations américaines pour les adultes. Source : Centrale de données alimentaires de l’USDA

Dans la plupart des pays où la canne à sucre est cultivée, plusieurs aliments et plats populaires en sont directement dérivés, tels que :

• Canne à sucre brute : mâchée pour en extraire le jus
• Sayur nganten : une soupe indonésienne à base de tige de trubuk ( Saccharum edule ), un type de canne à sucre
• Jus de canne à sucre : une combinaison de jus frais, extrait à la main ou de petits moulins, avec une touche de citron et de glace pour faire une boisson populaire, connue sous le nom de air tebu , usacha rass , guarab , guarapa, guarapo, papelón , aseer asab , ganna sharbat , mosto , caldo de cana ou nước mía
• Sirop : un édulcorant traditionnel dans les boissons non alcoolisées, maintenant largement supplanté aux États-Unis par le sirop de maïs à haute teneur en fructose , qui est moins cher en raison des subventions au maïs et des tarifs sur le sucre ^[68]
• Mélasse : utilisée comme édulcorant et sirop accompagnant d’autres aliments, comme le fromage ou les biscuits
• Jaggery : une mélasse solidifiée, connue sous le nom de gur , gud ou gul en Asie du Sud, est traditionnellement produite en évaporant le jus pour en faire une boue épaisse, puis en la refroidissant et en la moulant dans des seaux. La production moderne lyophilise partiellement le jus pour réduire la caramélisation et éclaircir sa couleur. Il est utilisé comme édulcorant dans la cuisine des entrées traditionnelles, des sucreries et des desserts.
• Falernum : une boisson sucrée et légèrement alcoolisée à base de jus de canne à sucre
• Cachaça : laboisson alcoolisée distillée la plus populaire au Brésil ; c’est une liqueur issue de la distillation du jus de canne à sucre.
• Le rhum est une liqueur fabriquée à partir de produits de la canne à sucre, généralement de la mélasse, mais parfois aussi du jus de canne. Il est le plus souvent produit dans les Caraïbes et ses environs.
• Basi est une boisson alcoolisée fermentée à base de jus de canne à sucre produit aux Philippines et en Guyane .
• La panela , des morceaux solides de saccharose et de fructose obtenus à partir de l’ébullition et de l’évaporation du jus de canne à sucre, est un aliment de base en Colombie et dans d’autres pays d’Amérique du Sud et d’Amérique centrale.
• Rapadura est une farine sucrée qui est l’un des raffinages les plus simples du jus de canne à sucre, commun dans les pays d’Amérique latine comme le Brésil, l’Argentine et le Venezuela (où il est connu sous le nom de papelón ) et les Caraïbes.
• Rock candy : jus de canne cristallisé
• Gâteau de Sirop
• Viche , une boisson alcoolisée colombienne maison

La canne à sucre comme aliment

De nombreuses parties de la canne à sucre sont couramment utilisées comme aliments pour animaux là où les plantes sont cultivées. Les feuilles font un bon fourrage pour les ruminants. ^[69]

Galerie

• Champs de canne à sucre au Bangladesh Sugarcane Research Institute (BSRI)

• Champs de canne à sucre dans le BSRI

• Champs de canne à sucre dans le BSRI

• Champs de canne à sucre dans le BSRI

• Vendeur de canne à sucre à Dhaka

• Tiges de canne à sucre

• Floraison de la canne à sucre

• Plantation de canne à sucre

• Feuilles de canne à sucre

• Plantation de canne à sucre

• Canne à sucre de Chine

• Canne à sucre

• Fleurs de canne à sucre

• Canne à sucre récoltée par les femmes, province de Hòa Bình , Vietnam

• Évaporateur avec casserole à chicanes et louche en mousse pour la fabrication de sirop de canne à ruban

• Une vidéo d’extraction de jus de canne à sucre

• Canne à sucre et bol de sucre raffiné

• Caipirinha , un cocktail à base de cachaça dérivée de la canne à sucre

• Transformation de la canne à sucre

• Homme haoussa vendant de la canne à sucre à Kaduna au Nigeria

Voir également

• Plantations de canne à sucre dans les Caraïbes
• Plantations de sucre à Hawaï
• Industrie sucrière des Philippines
• Trapiche

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Liens externes

• Médias liés à la canne à sucre sur Wikimedia Commons
• La définition du dictionnaire de la canne à sucre au Wiktionnaire
• Statistiques mondiales sur la production de sucre et de canne à sucre de l’OCDE .