Agave sisalana (PROTA)

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Agave sisalana Perrine


Protologue: Tropical Plants - US House of Representatives Rep. no. 564 : 87 (8–9, 16, 47, 60, 86) (1838).
Famille: Agavaceae (APG: Asparagaceae)
Nombre de chromosomes: 2n = 150 (pentaploïde)

Synonymes

  • Agave rigida Mill. var. sisalana Engelm. (1875).

Noms vernaculaires

  • Sisal, langue de bœuf, pite sisal (Fr).
  • Sisal, sisal hemp, sisal agave, hemp plant (En).
  • Sisal, agave, linho sisal (Po).
  • Mkatani, mkatani mkonge (Sw).

Origine et répartition géographique

Agave sisalana est probablement originaire du sud du Mexique, mais les formes sauvages ne sont pas connues. Il a été largement introduit dans les régions tropicales et subtropicales, en Inde entre 1885 et 1892, en Tanzanie en 1893, au Brésil à la fin du XIXe siècle, et au Kenya entre 1903 et 1908. Agave sisalana est désormais présent dans de nombreux pays tropicaux et subtropicaux. Jusque dans les années 1960, la Tanzanie était le plus important producteur de sisal, mais depuis, le Brésil l’a largement devancée, suivi par la Tanzanie, le Kenya, Madagascar et la Chine. D’autres pays d’Afrique produisent commercialement du sisal, dont la Guinée, la Centrafrique, l’Ethiopie, le Malawi, le Mozambique, l’Angola, l’Afrique du Sud et le Maroc. Le sisal a été également cultivé en Ouganda, au Zimbabwe et à l’Ile Maurice, mais sa répartition exacte en Afrique tropicale n’est pas claire.

Usages

Le principal produit du sisal est la longue fibre (“filasse”) des feuilles, qui constitue la principale partie des “fibres dures” du commerce. Cette fibre est principalement utilisée pour faire de la ficelle, des cordes, des fils, des filets de pêche, du tissu à lustrer, des cibles de jeux de fléchettes et des hamacs. Elle a été couramment utilisée pour fabriquer des ficelles de liage et des ficelles à balles, mais cet usage a décliné rapidement au cours des dernières décennies à cause de l’utilisation croissante de ficelles synthétiques. La fibre de sisal est également tissée en canevas pour tapis, en sacs, en tissus industriels et en nattes et est utilisée comme rembourrage dans les voitures et comme garniture. Les fibres courtes (“étoupe”) sont utilisées pour produire de la bourre, des nattes, des tapis, des panneaux de construction et de la cellulose. Dans les zones rurales de l’Afrique tropicale, la fibre de sisal est utilisée pour confectionner des cordages, de la ficelle, des tapis et des sandales. Dans certaines parties de l’Afrique australe, il semble avoir remplacé les espèces de Sansevieria comme principale source de fibres pour ces fins.

La fibre de sisal est utilisée pour faire des types de papiers particuliers, tels que le papier à cigarettes, le papier journal, le papier d’emballage, le papier carbone, le papier infalsifiable et le papier pour billets de banque, le papier filtre et les sachets de thé. Cependant, on utilise plus souvent la pâte de sisal dans la production de papier de calibre courant, en mélange avec de la pâte de bois pour augmenter la porosité ou pour renforcer des pâtes moins résistantes, telles que celles de papier recyclé. Depuis quelques années, on étudie la possibilité d’utiliser la fibre de sisal, réduite en pâte, comme renfort dans la fabrication de panneaux composés. Les feuilles entières et les déchets du sisal peuvent également être utilisés comme source de pâte pour la fabrication du papier.

Les pédoncules longs et droits des inflorescences sont utilisés pour la construction de maisons, les clôtures et la couverture des toits. Les déchets obtenus après l’extraction des fibres et des troncs restant à la fin du cycle de vie de la culture peuvent servir comme aliment pour animaux, soit directement soit après ensilage. Une cire très dure est obtenue de la cuticule des feuilles, et de la pectine peut être obtenue des feuilles de sisal. La pâte des feuilles après extraction des fibres peut être épandue sur le champ comme fumier. On fait parfois fermenter les déchets pour produire une boisson alcoolisée ou des biocarburants. Le sisal est planté comme haie vive, pour borner les champs et pour stabiliser le sol. Plusieurs champignons comestibles, notamment Coprinus cinereus, poussent en grandes quantités sur les tas de déchets des fabriques de sisal en Tanzanie et fournissent toute l’année une source d’aliment.

L’hécogénine des feuilles de sisal sert de précurseur lors de la synthèse partielle de corticostéroïdes tels que la cortisone, l’hydrocortisone et la prednisone. En médecine traditionnelle en Afrique de l’Est, la décoction de racines est absorbée comme boisson comme diaphorétique et la décoction de feuilles comme diurétique, alors que le jus des feuilles se prend pour traiter la constipation et les maux d’estomac et s’applique en externe sur les coupures. Au Maroc, le jus des feuilles s’utilise en lotion pour les maladies de la peau. Il est également utilisé contre la syphilis, la tuberculose pulmonaire et la jaunisse. Il peut servir de laxatif. En Inde, la plante est considérée comme emménagogue et abortive.

Production et commerce international

En termes de production, le sisal occupe la 6e place parmi les plantes à fibres, soit 2% de la production mondiale de fibres végétales, et il représente environ 70% des fibres dures du monde. La production mondiale de sisal a atteint un pic de plus de 600 000 t par an dans les années 1960, mais a progressivement diminué depuis à cause de l’introduction des fibres synthétiques et des prix stagnants. La production annuelle de sisal en Tanzanie est montée à environ 230 000 t sur environ 230 000 ha en 1964, alors qu’au Brésil un pic d’environ 300 000 t a été atteint dans les années 1970. Alors que le Brésil a presque regagné ce niveau de production, la production a chuté dans la plupart des autres pays. La Tanzanie est devenue le deuxième plus grand producteur, mais à environ 10% du niveau de son pic de production. Le Kenya détient désormais la 3e place, alors que Madagascar, qui a conservé une production annuelle bien plus stable d’environ 15 000 t, prend la 4e place, devant la Chine. Selon les estimations de la FAO, la production mondiale annuelle moyenne de fibre de sisal (filasse et étoupe) en 2004–2008 était d’environ 350 000 t, les principaux pays producteurs étant le Brésil (230 000 t), la Tanzanie (29 000 t), le Kenya (25 000 t), Madagascar (18 000 t) et la Chine (17 000 t).

Le marché international du sisal a fortement oscillé au fil du temps. L’exportation mondiale totale moyenne était d’environ 90 000 t par an en 2004–2008, les principaux pays exportateurs étant le Brésil (50 000 t), le Kenya (19 000 t), la Tanzanie (16 000 t) et Madagascar (6000 t). Les principaux importateurs étaient l’Afrique du Nord, le Mexique, la Chine, le Portugal et l’Espagne. Le prix du sisal sur le marché mondial a baissé de US$ 713/t en 1979 à US$ 519/t en 1987, il est resté stable à environ US$ 550/t jusqu’en 2000, mais, au cours des dernières années, il a de nouveau augmenté en valeur nominale jusqu’à environ US$ 592/t. Le sisal d’Afrique de l’Est, où il est principalement cultivé dans de grandes plantations, affiche des tarifs plus élevés sur le marché mondial et est de meilleure qualité que celui du Brésil, où il est principalement produit par de petits exploitants.

Propriétés

Chaque feuille de sisal contient (700–)1000–1200(–1400) faisceaux de fibres qui, comme chez les autres espèces d’Agave, peuvent se distinguer en 2 types principaux :

– “les fibres mécaniques”, composant 75% des fibres de la feuille et principalement concentrées en 3–4 rangs dans la zone périphérique au-dessous de l’épiderme ; ces faisceaux de fibres, presque ronds ou en fer à cheval en coupe transversale, maintiennent la feuille rigide et se fractionnent rarement pendant la transformation, déterminant alors principalement la finesse de la fibre finale.

– “les fibres rubanées”, composant 25% des fibres foliaires, sont présentes sur une ligne au centre de la feuille ; elles se rejoignent et se lignifient vers l’extrémité de la feuille pour former l’épine terminale. Elles sont également présentes dans d’autres parties de la feuille et servent à protéger les faisceaux vasculaires ; celles recouvrant le phloème sont grandes et en croissant et tendent à se fractionner longitudinalement pendant la transformation, alors que celles recouvrant le xylème sont fragiles, à parois minces et sont généralement perdues lors du décorticage.

La teneur moyenne en fibres des feuilles est d’environ 3,5–4%, mais elle augmente pendant le cycle de vie d’environ 2% à 4,5–5%. Les faisceaux de fibres sont composés de cellules fusiformes, fortement liées entre elles. Les cellules fibreuses ultimes font (0,3–)1,5–4(–15) mm de long et (8–)15–30(–50) μm de diamètre, sont circulaires, polygonales ou ovales-polygonales en coupe transversale à parois cellulaires de (2–) 4–6(–9) μm d’épaisseur et à lumen étroit, arrondi. Les cellules fibreuses peuvent s’amenuiser en pointe obtuse ou être arrondies. Le nombre de fibres, leur longueur et leur résistance ne changent pas avec l’âge des feuilles une fois que celles-ci sont déployées. Cependant, la résistance moyenne des fibres augmente et la finesse diminue légèrement selon l’âge de la plante auquel les feuilles se sont formées. La fibre de sisal est dure, grossière, longue (1–1,5 m), très résistante et presque blanche, ivoire ou jaunâtre pâle. Des données quantitatives sur les propriétés physiques de la fibre montrent une importante variabilité en résistance à la traction (80–840 N/mm²) et allongement à la rupture (2–29%), par exemple. Les valeurs représentatives des propriétés des fibres de sisal sont : résistance à la traction de 510–635 N/mm², allongement à la rupture de 2,0–3,0% et module de Young de 9400–22 000 N/mm². Le sisal peut être utilisé pour faire des sacs, mais il ne peut être filé aussi finement que le jute. Sur la base du poids sec, les fibres de sisal contiennent environ 54–66% d’α-cellulose, 12–17% d’hémicelluloses, 7–14% de lignine, 1% de pectine et 1–7% de cendres.

La pâte de sisal a une exceptionnelle résistance à la déchirure, une bonne porosité, un bouffant élevé, une forte capacité d’absorption et une grande endurance au pliage, ce qui la rend appropriée pour des papiers particuliers et pour renforcer d’autres pâtes. Les méthodes chimiques sont les plus indiquées pour réduire le sisal en pâte. Habituellement, on utilise le procédé à la soude à froid, car il est relativement peu onéreux et ne produit pas de produits chimiques nocifs. Le rendement de cette méthode est de 50–55%. La fibre de sisal est également appropriée pour faire des panneaux de fibres de grande qualité. La fibre réduite en pâte est un bon renfort pour les panneaux composés, par ex. dans des panneaux de cardénol, un polyphénol provenant des coques de noix de cajou, un des principaux produits de l’Afrique de l’Est et du Brésil.

Le sisal contient plusieurs saponines stéroïdiques dont l’hécogénine, et cette teneur augmente avec l’âge de la plante. L’hécogénine du sisal peut être utilisée dans la synthèse partielle des corticostéroïdes, mais seulement si elle n’est pas trop contaminée par la tigogénine, une autre sapogénine, car il en résulte des pertes inacceptables en qualité et en rendement du produit. Le sisal d’Afrique de l’Est donne de l’hécogénine relativement propre avec seulement 5–10% de tigogénine, mais le sisal d’autres parties du monde contient souvent plus de tigogénine, par ex. 20–30% au Brésil. La pâte issue des feuilles de sisal a montré une forte efficacité molluscicide contre le vecteur de la schistosomose Biomphalaria glabrata.

La valeur des déchets de feuilles de sisal après extraction des fibres comme aliment du bétail a été étudiée en Ethiopie. La teneur en matière sèche des déchets frais était de 82 g/kg ; par 100 g de matière sèche, les déchets de sisal contenaient : protéines brutes 6,4 g, cendres 17,7 g, extrait à l’éther 1,6 g, fibre au détergent neutre (FDN) 33,3 g, fibre au détergent acide (FDA) 26,9 g, lignine 14,2 g, composés phénoliques totaux 1,0 g, tanins totaux 0,2 g, tanins condensés 0,01 g, phytates 2,0 g, saponines 0,08 g. D’autres analyses indiquent une teneur en protéines des déchets de sisal d’environ 5–6% et de seulement environ 2% pour le tronc. Le tronc est riche en inuline, ce qui rend son séchage difficile pour la transformation industrielle par ex. en alcool-carburant. Des essais menés en Afrique de l’Est indiquent que les déchets des feuilles après extraction des fibres représentent une source de matériau approprié pour la fermentation et la distillation en éthanol-carburant.

Falsifications et succédanés

L’abaca (Musa textilis Née) et le henequen (Agave fourcroydes Lem.) peuvent se substituer au sisal ou se mélanger avec lui. Comparées à celles de l’abaca, les cordes en sisal sont moins résistantes, plus rêches pour les mains, se gonflent plus et plus vite dans l’eau sans récupérer leur forme au séchage, et tendent à se rompre sans prévenir, alors qu’on voit quand l’abaca commence à se rompre. Pour ces raisons et parce que les cordes en sisal deviennent raides quand elles sont mouillées et qu’elles ne flottent pas, le sisal est moins approprié pour des usages maritimes que l’abaca. La fibre de l’agave cantala (Agave cantala Roxb.) est moins résistante que celle du sisal, mais plus fine, plus souple et plus blanche. Les fibres provenant du chanvre de Nouvelle-Zélande (Phormium tenax J.R.Forster & G.Forster), du chanvre de Maurice (Furcraea foetida (L.) Haw.) et des espèces de Sansevieria sont plus molles que les fibres de sisal et peuvent être utilisées à sa place à des fins spécifiques. Le sisal et les autres fibres dures subissent l’importante concurrence des produits synthétiques, tels que le polypropylène et le nylon.

Le sisal est plus difficile à réduire en pâte que l’abaca, car il nécessite une pression plus élevée, davantage de temps de cuisson ou plus de produits chimiques. Par ailleurs, le rendement de la réduction en pâte du sisal est plus faible. Les cellules de la fibre de sisal étant plus courtes que celles de l’abaca, le papier fabriqué avec du sisal a une porosité plus élevée, mais une résistance à la tension et à la rupture inférieure au papier fait avec de l’abaca. Pour cette raison, le sisal est inférieur à l’abaca pour la production de papiers spéciaux, sauf pour les dispositifs de filtration.

Description

Plante herbacée vivace, monocarpique, vigoureuse, de 3–9 m de haut à la floraison, à nombreuses feuilles groupées en rosette dense ; racines fibreuses, naissant de la base des cicatrices foliaires à la base de la tige, s’étendant horizontalement jusqu’à 3(–5) m, et verticalement jusqu’à 150 cm, mais concentrées dans les premiers 30–40 cm du sol ; tige courte et épaisse, de 120 cm × 20 cm, à méristème apical ; rhizomes émergent des bourgeons à l’aisselle des feuilles au-dessous du niveau du sol, 5–10 en une fois et environ 20 pendant la durée de vie totale, de 1,5–3 cm de diamètre, poussant d’environ 2 m en longueur avant de faire surface et de produire des drageons. Feuilles succulentes, disposées en spirale ascendante ; stipules absentes ; pétiole absent ; limbe linéaire-lancéolé, de 75–185 cm × 10–15 cm × 2–4,5 cm, base charnue, bulbeuse, triangulaire en coupe transversale, limbe s’élargissant progressivement vers le milieu, puis se rétrécissant en une épine terminale, lignifiée, piquante, brun foncé, atteignant 3 cm de long, concave au-dessus et convexe au-dessous, bord généralement sans épines, surface vert foncé mais couverte d’une couche cireuse blanche. Inflorescence : panicule sur un long pédoncule, de 2–8 m de haut, branches largement étalées, de 30–100 cm × 2 cm, apicalement ramifiée 5–6 fois de façon trichotomique, portant environ 40 fleurs par branche. Fleurs érigées, protandres ; pédicelle court ; périanthe tubuleux, 6-lobé, de 5–6 cm de long, vert pâle, tube de 1–2 cm de long, lobes oblongs, munis d’une touffe de poils à l’intérieur de leur sommet ; étamines 6, soudées au-dessus du milieu du tube du périanthe, accrescentes lors de l’anthèse, finalement de 6–8 cm de long ; ovaire infère, 3-loculaire, style très accrescent pendant l’anthèse et finalement de 6–8 cm de long, stigmate 3-lobé. Fruit (rarement produit) : capsule ellipsoïde, s’amenuisant à la base, verte et charnue lorsque jeune, mais noire et sèche à maturité, contenant environ 150 graines. Graines arrondies-triangulaires, minces, plates, papyracées, noires. Bulbilles produits en abondance sur les ramifications de l’inflorescence, constituées d’un méristème, de 6–8 feuilles réduites et d’une tige rudimentaire à racines adventives rudimentaires.

Autres données botaniques

Le genre Agave comprend environ 275 espèces réparties principalement dans les régions arides et semi-arides du sud-ouest des Etats-Unis jusqu’à la partie occidentale du Panama, aux Caraïbes et au Vénézuela. La taxinomie du genre est très compliquée et le genre a été sous-divisé en plusieurs sous-genres et sections. Cependant, les opinions diffèrent sur la délimitation et la classification d’Agave. Les espèces cultivées à longues fibres sont toutes classées dans le sous-genre Euagave section Rigidae, sauf Agave sisalana qui est classé dans la section Sisalanae. Le nombre de chromosomes de base du genre est × = 30, et il contient des diploïdes, des triploïdes, des tétraploïdes et des pentaploïdes. En Amérique centrale, d’où le genre est probablement originaire, Agave est utilisé comme source d’aliment, de boisson et de fibres par les humains depuis au moins 9000 ans.

Agave sisalana, la première des espèces d’Agave à longues fibres à avoir été cultivée à l’échelle mondiale et pendant longtemps la plus importante, est probablement d’origine hybride, avec pour parents possibles Agave angustifolia Haw. et Agave kewensis Jacobi. Dans les années 1960, au Kenya, un semis de hasard d’Agave sisalana a donné le cv. ‘Hildana’. Il est caractérisé par un grand port, des feuilles très nombreuses mais assez courtes et une floraison retardée. Il est cultivé en Afrique de l’Est. La plupart des autres cultivars d’Agave à longues fibres sont également dérivés au moins en partie d’Agave angustifolia, une espèce classée dans la section Rigidae. Ensemble ils représentent environ 85% des fibres dures du commerce. L’hybride 11648, lancé en Tanzanie en 1960, a été obtenu par croisement en retour d’un hybride d’Agave amaniensis Trel. & W.Nowell et d’Agave angustifolia avec Agave amaniensis. En raison de son rendement important, il a largement remplacé Agave sisalana en Tanzanie en dépit de sa sensibilité aux maladies et à l’asphyxie racinaire. Commercialement, aucune distinction n’est faite car sa fibre ressemble à celle d’Agave sisalana. De la même manière, dans les publications sur l’agronomie, la transformation et les propriétés du sisal, la distinction est rarement évoquée. Cependant, des rapports au Kenya indiquent que son rendement en pâte est un peu inférieur et que la pâte est légèrement moins résistante. Peu de renseignements existent sur la mesure dans laquelle cet hybride a remplacé Agave sisalana ailleurs, mais il est couramment planté au Kenya et au Brésil, et a joué un rôle important dans l’expansion de la production de sisal en Chine. Agave amaniensis est une plante diploïde, à feuilles en épées d’environ 165 cm de long, d’un bleu très glauque, épaisses à la base et coiffées d’une épine brun rougeâtre. Elle a initialement été décrite à partir de plantes introduites et cultivées à Amani (Tanzanie).

Kaptura est le nom donné aux plantes courtes de sisal présentes dans de nombreuses plantations. Elles sont caractérisées par des feuilles courtes, minces, d’un vert bleuâtre clair, un port à croissance étendue avec un épi central court, un faible rendement en fibres (30–50 m de feuilles sont nécessaires pour produire une tonne de fibres, par rapport aux 13–15 m habituels) et une forte production de drageons (4 fois plus que l’Hybride 11648). Les plantes de Kaptura ont été identifiées comme étant l’Hybride ML 487, qui a été produit à Mlingano puis répertorié comme étant inférieur à d’autres hybrides, raison pour laquelle il n’a jamais été officiellement lancé.

Parmi les autres espèces d’Agave cultivées pour leurs longues fibres, on trouve le henequen (Agave fourcroydes), qui est la seconde espèce en importance. Elle est uniquement cultivée au Mexique et dans quelques pays d’Amérique centrale et aux Caraïbes, le Mexique et Cuba étant les principaux producteurs. D’après certains, il s’agirait d’une ancienne sélection d’Agave angustifolia. Les fibres de henequen sont plus grossières que celles du sisal. Elles sont utilisées pour la production de cordes, de filets, de revêtements de sol et de ficelles à balles. Les plantes sont également cultivées comme haies et clôtures vives, par ex. à Cuba, et sont utilisées à des fins médicinales. Agave angustifolia var. letonae (Taylor ex Trel.) Gentry (synonyme : Agave vivipara var. letonae (Taylor ex Trel.) P.I.Forst.) produit le “chanvre henequen salvadorien” de El Salvador. Agave cantala, qui donne le cantala ou sisal maguey, est également classé dans la section Rigidae, mais n’est pas directement apparenté à Agave angustifolia. C’est une plante à fibres importante aux Philippines. Agave cantala a été cultivé en Tanzanie, mais les plantes ont fleuri précocement et ont souffert de maladies.

Croissance et développement

Les plantes de sisal ont une tige ou tronc court qui porte les feuilles et le bourgeon central (“spike” en anglais). Dans le bourgeon central, des feuilles blanches immatures entourent fermement le méristème jusqu’à ce qu’elles soient poussées vers l’extérieur par la pousse des feuilles suivantes et se déploient. L’angle entre les feuilles qui se déploient et la tige s’ouvre progressivement jusqu’à ce que les feuilles inférieures soient presque horizontales. Après avoir produit (180–)200–250(–300) feuilles, ce qui peut prendre jusqu’à (3–)6–9(–20) ans après la plantation selon le climat et le sol, une longue hampe florale (“pole” en anglais) est formée. Son taux de croissance initial est de 10–12 cm par jour. Sur l’île de Java, les hampes florales se forment toute l’année, mais sous des climats plus saisonniers, il existe généralement une vague de formation de hampes après la saison des pluies. Une fois que la hampe florale a atteint sa longueur finale, les ramifications florifères sont produites. La floraison commence sur la ramification la plus basse et se poursuit vers le haut, et plusieurs semaines sont nécessaires pour que toutes les branches fleurissent. Les étamines sont déhiscentes 2–3 jours avant que le style soit entièrement allongé et que le stigmate soit collant et réceptif. Lorsque la floraison femelle a lieu sur une ramification, les étamines sur la ramification au-dessus libèrent du pollen. La pollinisation est généralement assurée par les insectes, principalement les abeilles, mais une pollinisation par le vent est également possible. Bien que le pollen d’Agave sisalana soit viable, les fleurs tombent généralement. Lorsque des graines sont produites, c’est probablement dû au contact avec du pollen d’Agave angustifolia ou d’espèces apparentées. Il a également été suggéré que la fructification dépend de conditions externes. On a obtenu des graines dans les hautes terres du Kenya, en Indonésie et au Brésil en coupant l’inflorescence au début de sa formation, mais cette technique n’a pas été probante à des altitudes inférieures en Afrique de l’Est. Les bulbilles se forment habituellement sur la panicule après la chute des fleurs et apparaissent généralement sur les branches inférieures de la hampe florale, avant que les fleurs supérieures aient fini de fleurir. Les bulbilles atteignent une longueur de 6–10 cm en environ 3 mois, après quoi elles tombent. Une plante peut produire jusqu’à 4000 bulbilles. Après la production de fleurs et de bulbilles, la plante entière meurt. Cependant, une plante de sisal peut produire 20 drageons ou plus pendant sa durée de vie. Les drageons se forment à l’extrémité des rhizomes. Ils commencent habituellement à se former lorsque les plantes ont environ 1 an, sont les plus prolifiques pendant les 2e et 3e années et leur nombre diminue quand la plante vieillit.

Pendant la phase végétative initiale de la plante de sisal, chaque nouvelle feuille mesure 0,6–0,8 cm de plus que la feuille précédente. Lorsque les feuilles sont régulièrement récoltées, leur augmentation en longueur est moindre, mais la vitesse de déploiement des feuilles reste sensiblement la même. Lorsque le sisal entre dans sa phase reproductive, les nouvelles feuilles deviennent progressivement plus courtes. En s’appuyant sur ces caractéristiques, le cycle de vie peut être divisé en 4 phases : 1, la période immature entre la plantation et la première coupe ; 2, la période pendant laquelle des feuilles relativement courtes sont coupées (généralement les 1e et 2e coupes) ; 3, la période pendant laquelle de longues feuilles (environ 120 cm) sont récoltées ; 4, la période juste avant la formation des hampes florales, lorsque les feuilles deviennent plus courtes.

Le sisal suit le métabolisme acide crassulacé (CAM). Les plantes qui ont ce métabolisme sont capables de fixer le CO2 la nuit et de réaliser la photosynthèse avec des stomates fermés le jour, ce qui limite leur déperdition en eau. Une plante de sisal mature, sans les racines, pèse environ 60 kg. Sur la base du poids sec, les feuilles représentent 70%, les racines 22% et le tronc 8% d’une plante non récolté. Une feuille moyenne pèse environ 0,7 kg.

Ecologie

Le sisal est une plante tropicale rustique nécessitant un ensoleillement direct et une humidité relative modérée. Il pousse bien dans des régions avec une pluviométrie annuelle moyenne de 1000–1250(–1800) mm, mais est souvent cultivé avec une pluviométrie inférieure. La température maximale doit être de 27–32°C, avec des températures minimales de 16°C ou plus et des fluctuations journalières ne dépassant pas 7–10°C. Le sisal est endommagé par le gel et la grêle. Lorsqu’il fait sec ou à des températures moyennes basses, il produit moins de feuilles par an et a une durée de vie plus longue. En Afrique tropicale, il est cultivé jusqu’à 1800 m d’altitude.

Le sisal préfère les sols sablo-limoneux, mais peut être cultivé sur de nombreux types de sols, tant qu’ils sont riches en bases, en particulier en Ca, et bien drainés, le sisal ne tolérant pas l’asphyxie racinaire. Le pH doit être entre 5,5 et 7,5, quoique du sisal ait été cultivé sur des sols à pH 4–5. L’Hybride 11648 ne tolère pas l’asphyxie racinaire.

Multiplication et plantation

Le sisal se multiplie par voie végétative grâce à des bulbilles ou des drageons. Bien que des drageons soient directement disponibles au champ, les bulbilles sont souvent préférées, car elles sont produites en plus grand nombre, rendant un tri possible et offrant donc un peuplement plus homogène. Les bulbilles peuvent être récoltées au sol après leur chute, ou la hampe florale peut être coupée et les bulbilles secouées au-dessus de sacs. Une pénurie de bulbilles peut se produire lors d’années très sèches. Des bulbilles d’au moins 10 cm de long sont plantées en pépinière à un espacement d’environ 50 cm × 25 cm et à une profondeur de 1,3 cm. L’épandage des déchets de sisal dans la pépinière est bénéfique pour la croissance des plants. Après 12–18 mois les plants peuvent être repiqués au champ. Au moment du repiquage, les racines fibreuses autour de la base des plants sont généralement coupées et les feuilles inférieures peuvent être retirées.

Avant la plantation au champ, le sol est nettoyé par voie mécanique ou manuelle et il peut être labouré superficiellement. La densité optimale est de 4000–6000 pieds/ha, selon le climat et le sol. La plupart des plantations de sisal en Afrique de l’Est présentent une densité de 5000 pieds/ha, obtenue par un espacement de 2,5 m × 0,8 m ou par des doubles lignes espacées de 3,5–4 m, avec 1 m entre les lignes de chaque paire et avec (0,75–)0,8(–1) m entre les plantes sur chaque ligne. Une densité de 7000 pieds/ha a été citée pour du sisal cultivé pour la réduction en pâte au Brésil. La profondeur de plantation est de 5–8 cm.

La multiplication in vitro du sisal est possible, car des plantes entières ont été régénérées à partir d’explants de rhizome et de tige sur différents milieux de croissance, supplémentés par différentes concentrations d’hormones végétales, par ex. la benzyladénine (BA), la kinétine, l’acide naphtalène acétique (NAA), l’acide indolacétique (IAA), l’acide indolylbutyrique (IBA) et le 2,4-D, soit seuls ou en association. La régénération des pousses peut survenir soit directement soit à partir du cal, et les pousses régénérées s’enracinent bien.

Le semis d’un couvert végétal de légumineuses comme Calopogonium mucunoides Desv., Centrosema pubescens Benth. et Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth. est recommandé. Sur des sols fertiles ou avec une fertilisation appropriée, le jeune sisal peut être cultivé en association avec du maïs, des haricots ou du coton sans incidence négative sur celui-ci à moins que les autres cultures soient plantées très près des lignes de sisal. Une rotation n’est pas nécessaire si les déchets du sisal sont retournés au champ et n’est généralement pas pratiquée en Afrique de l’Est.

Gestion

Il faut lutter contre les adventices dans les 2–3 ans qui suivent le repiquage, manuellement, mécaniquement ou chimiquement. Parmi les adventices importantes des plantations de sisal, on peut citer : le chiendent dactyle (Cynodon dactylon (L.) Pers.), le souchet rond (Cyperus spp.), la digitaire d’Abyssinie (Digitaria abyssinica (Hochst. ex A.Rich.) Stapf), l’herbe à paillotte (Imperata cylindrica (L.) P.Beauv.), le pois mascate (Mucuna pruriens (L.) DC.) et l’herbe de Guinée (Panicum maximum Jacq.). Après 2–3 ans, on peut laisser pousser les adventices pendant les pluies et les couper au début de la saison sèche pour conserver l’humidité et fournir du paillis. L’absorption en nutriments par t de fibre est d’environ 27–33 kg de N, 5–7 kg de P, 59–80 kg de K, 42–70 kg de Ca et 34–40 kg de Mg, mais la majorité des éléments nutritifs absorbés peut être retournée au champ grâce aux déchets restant après l’extraction des fibres. Les recommandations de fertilisation dépendent des caractéristiques du sol et du passé cultural. On recommande un chaulage pour les sols fortement acides. Le phénomène des “pointes violettes”, où l’extrémité de la feuille devient violet rougeâtre et où les bords des feuilles s’arquent vers le haut, est associé à des sols acides épuisés et à une pénurie de calcium, mais d’autres facteurs peuvent également être impliqués. Une carence en potassium provoque le “syndrome des bandes”, caractérisé par des bandes horizontales de 10–15 cm de large de tissus nécrotiques brun violacé, en particulier à la transition entre la base et le limbe de la feuille, entraînant un flétrissement et une courbure du limbe de la feuille. L’ajout d’azote tend à raccourcir le cycle cultural, mais le nombre total de feuilles n’est pas affecté. La prudence s’impose avec l’utilisation du sulfate d’ammonium qui peut augmenter l’acidité du sol. Les drageons doivent être retirés et peuvent être utilisés pour la multiplication. D’anciens champs de sisal sont parfois maintenus en production en laissant des drageons choisis, mais cette méthode est déconseillée car il est plus efficace de replanter le champ.

Maladies et ravageurs

La plus grave maladie du sisal est la pourriture du tronc provoquée par le champignon Aspergillus niger qui pénètre par la base des feuilles coupées. Il provoque une pourriture humide qui vire au brun-jaunâtre et devient molle, à bord rosée, et il peut induire un collapsus puis la mort de la plante. Son incidence peut être réduite en éliminant les plantes infestées et en effectuant la récolte par temps sec. Le champignon provoque également une pourriture sèche basale lorsqu’il pénètre dans la base du tronc grâce à une lésion. La maladie des zébrures provoque des lésions en bandes sur les feuilles et peut également provoquer la pourriture du tronc. Elle est provoquée par Phytophthora nicotianae et est principalement présente sur les sols mal drainés. L’Hybride 11648 y est particulièrement vulnérable. La maladie des taches foliaires Korogwe est une maladie virale présente en Tanzanie qui engendre des fibres de très faible qualité et rend souvent la culture inutilisable. L’Hybride 11648 est très sensible à cette maladie virale, Agave sisalana ne l’est que légèrement.

Le seul insecte ravageur important du sisal est le charançon de l’agave ou charançon mexicain (Scyphophorus acupunctatus ; synonyme : Scyphophorus interstitialis), signalé pour la première fois en Tanzanie en 1914. Les larves attaquent les parties souterraines des jeunes plantes et peuvent provoquer des pertes substantielles. Elles s’alimentent également sur les feuilles dans le bourgeon central, donnant un effet de criblure, alors que les charançons adultes endommagent la culture en consommant les plus jeunes feuilles avant et peu après leur déploiement. Une plantation avant ou pendant les premières pluies et le traitement du sol aux insecticides autour des jeunes plantes permettent de lutter contre ce ravageur.

Récolte

Les feuilles de sisal sont récoltées à intervalles réguliers pendant la durée de vie de la culture. Comme le nombre total de feuilles produites pendant la durée de vie de la plante est constant et que la vitesse d’émergence des feuilles est liée aux températures et à la pluviométrie, le délai entre la plantation et la première récolte, la période totale de production et le nombre de coupes dépendent des conditions environnementales. Une récolte précoce conduit à de meilleurs rendements, si les plantes ne sont pas coupées trop sévèrement. Si la coupe est retardée, les plantes produisent leur hampe florale plus tôt et il y a de fortes pertes en feuilles à cause du dépérissement. Une surcoupe conduit à la formation d’un nombre de feuilles plus grand mais des feuilles plus petites et contenant moins de fibres, ce qui réduit le rendement en fibres et augmente les coûts de coupe. En général, la première récolte a lieu lorsque les feuilles de plus de 60 cm de long commencent à toucher le sol. Les feuilles de moins de 60 cm ne sont habituellement pas utilisées pour l’extraction des fibres, car les décortiqueuses mécaniques ne peuvent pas les traiter. Le délai entre la plantation et la première récolte dépend de la vitesse de production des feuilles, qui elle-même dépend du climat et le sol. Dans les conditions des basses terres d’Afrique de l’Est (températures élevées), la coupe commence généralement 2–3 ans après la plantation, puis est effectuée annuellement. Dans les hautes terres du Kenya (températures plus faibles), la coupe débute généralement 4 ans après la plantation. Au Brésil (faible pluviométrie, sols pauvres), la première récolte a généralement lieu lorsque les plantes ont 3 ans, puis deux fois par an. Habituellement, la récolte continue pendant environ (5–)8(–12) ans. A la dernière coupe, lorsqu’environ 80% des plantes forment leur hampe florale, toutes les feuilles appropriées (plus de 60 cm de long et suffisamment succulentes) sont coupées. La récolte se fait généralement toute l’année.

Les feuilles sont généralement coupées manuellement à 2,5–5 cm du tronc. Il est indispensable de laisser une surface foliaire suffisante à chaque coupe pour permettre à la plante de poursuivre sa croissance. On laisse environ 20–25 feuilles sur la plante à la première coupe, et ce nombre passe généralement à 15–20 feuilles lors des coupes suivantes. Les épines terminales sont retirées avant ou après la coupe des feuilles. Les feuilles sont liées en bottes et transportées au site de transformation, ce qui doit être fait aussi vite que possible après la récolte, car les feuilles coupées se détériorent rapidement si elles sont exposées au soleil.

La mécanisation de la coupe des feuilles est compliquée et pas économique, mais on peut faire des gains dans le transport des feuilles à l’usine.

Rendement

On peut extraire environ 3,5 kg de fibre de 100 kg de feuilles de sisal, dont environ 92–96% de filasse et 4–8% d’étoupe. Dans les meilleures plantations chinoises, les rendements annuels revendiqués sont de 4,5 t/ha. Dans les plantations d’Afrique de l’Est, on obtient des rendements annuels en fibres de 2,0–2,8 t/ha, alors que des sols plus pauvres donnent environ 1 t/ha par an. En Tanzanie, les rendements ont montré une forte tendance à la baisse depuis les années 1960, mais ils sont remontés depuis. Les rendements annuels moyens en fibres au Brésil, au Kenya et en Tanzanie atteignent désormais presque 1 t/ha. Le sisal transformé pour la production de pâte au Brésil donne environ 5,5 t de fibres séchées par ha par an, avec 6 kg de fibres obtenus à partir de 100 kg de feuilles fraîches.

Traitement après récolte

L’extraction des fibres de sisal doit être effectuée aussi vite que possible après la coupe, car le jus des feuilles tend à durcir, rendant l’extraction plus difficile. Lorsque le sisal est cultivé pour un usage local, la fibre est extraite manuellement en raclant le parenchyme de la feuille avec un couteau émoussé ou un morceau de bois. Le rouissage est également effectué, par ex. en Inde où les feuilles sont plongées dans l’eau pendant environ une semaine, puis battues sur une pierre pour éliminer les corps étrangers restants. Les fibres séparées sont ensuite lavées, séchées au soleil et mises en balles. En production commerciale, le décorticage est généralement mécanique. Avant l’apparition de décortiqueuses automatiques à grande vitesse, le décorticage était fait par des racloirs semi-automatiques constitués de 1–4 tambours ouverts rotatifs équipés de lames ou de barres à leur périphérie et dans lesquels les feuilles étaient introduites manuellement par le bout. Les décortiqueuses sont constituées de tambours de décorticage, de chaînes ou de cordes pour agripper les feuilles et de courroies, les feuilles étant introduites par le côté, et ont une productivité beaucoup plus élevée que les racloirs. L’extraction à l’aide de décortiqueuses implique un broyage et un raclage, suivi de l’élimination et du lavage des tissus foliaires parenchymateux, puis on laisse les brins de fibres continuer dans la machine. Pendant le décorticage, 15–20% de la fibre foliaire totale (“étoupe de lavage”) est perdue et passe dans l’évacuation des déchets. Des décortiqueuses mobiles ont été introduites en Tanzanie. Après décorticage et lavage, la fibre est séchée, soit au soleil soit en séchoir, celui-ci donnant des fibres d’une qualité plus homogène. Un séchage excessif au soleil peut entraîner une détérioration de la couleur. La fibre séchée, qui est devenue raide et figée, peut être battue légèrement par des batteuses en métal (“brossage”) pour libérer les faisceaux individuels et éliminer les impuretés et les autres corps étrangers. Ce procédé peigne également les brins de fibres courts, de 7,5–12,5 cm de longueur, qui composent l’ “étoupe de brossage”.

La fibre de sisal est principalement classée par longueur, couleur et présence d’impuretés, mais les appellations varient selon les pays et même au sein des pays. Le taux d’humidité de la fibre emballée ne doit pas être supérieur à 10–12%. Si elle est trop humide, elle s’emmêle fortement et il existe un risque de combustion spontanée dans les balles. La fibre est mise en balles dans des presses hydrauliques pour produire des balles nues de la taille souhaitée. Le filage est généralement fait sur des machines spéciales capables de gérer de longues fibres. Les fils produits sont grossiers, piquants et rêches au toucher. Ils sont utilisés seuls comme ficelle à botteler, triplés comme ficelle d’emballage ou davantage en cordes de différentes tailles. La transformation de la fibre de sisal peut provoquer des problèmes pulmonaires chez les ouvriers des usines.

Pour la production de papier au Brésil, les feuilles, une fois l’épine terminale retirée, sont coupées transversalement en morceaux d’environ 5 cm de long et passées dans un moulin broyeur à marteaux. Le jus et d’autres résidus sont retirés au travers d’écrans verticaux ; les fibres passent au séchage, après quoi elles sont transformées en pâte selon un procédé utilisant de la soude alcaline.

Pour obtenir l’hécogénine, on laisse fermenter le jus de feuille de sisal récolté dans la décortiqueuse pendant plusieurs jours, ensuite on hydrolyse le dépôt boueux en un solide brun foncé (“marc de café”) avec une teneur en hécogénine de 10–20%. Par ailleurs, de l’air est soufflé vers le haut dans un réservoir contenant le jus frais, et la mousse obtenue, contenant la plupart des saponines, est transférée dans un flacon pour être immédiatement hydrolysée en hécogénine.

Ressources génétiques

Environ 70 entrées de sisal sont conservées au Centro Nacional de Pesquisa de Algodão (CNPA), Campina Grande, Brésil. L’Instituto Agronômico de Campinas (IAC), Campinas, São Paulo, Brésil, entretient une collection d’environ 300 entrées d’Agave. Des ressources génétiques sont également conservées à l’Institut de recherche agricole de Mlingano en Tanzanie.

Sélection

Le sisal a une base génétique étroite et offre peu d’occasions d’amélioration génétique et de sélection. Par ailleurs, la plante a une longue durée de vie et il est presque impossible de synchroniser la floraison de parents éventuels. Le travail d’amélioration génétique a majoritairement été effectué en Afrique de l’Est, où la priorité à été donnée au développement d’un Agave à longues fibres à croissance plus rapide et à un plus grand nombre de feuilles potentiel que le sisal, mais ressemblant au sisal sur d’autres aspects (bord de feuille non épineux ; feuilles longues, lourdes et rigides de bon aspect ; un bon rendement en fibres par feuille ; résistance aux maladies et aux ravageurs ; une bonne qualité de fibres). Plusieurs espèces d’Agave ont été incorporées dans l’amélioration génétique du sisal. Par exemple Agave amaniensis, un diploïde, qui a des bords lisses et un plus grand nombre de faisceaux de fibres plus fines par feuille qu’Agave sisalana, mais dont les feuilles tendent à être ondulées, rendant la transformation mécanique difficile, et Agave angustifolia, également diploïde, qui produit des feuilles très nombreuses mais courtes et à bords épineux. Des croisements entre Agave sisalana et ces espèces ont donné une descendance à bords épineux, mais des croisements entre Agave amaniensis et Agave angustifolia sont fertiles et associent un nombre élevé de feuilles et une bonne taille de feuille, certains d’entre eux ayant des bords lisses. Le rétrocroisement de ces hybrides avec Agave amaniensis a donné de très bons résultats, en particulier l’Hybride 11648, qui peut produire plus de 600 feuilles et offre des rendements annuels en fibres équivalents à deux fois celui du sisal, avec une durée de vie plus longue. Les feuilles ont un bon aspect et ont des bords lisses, et la fibre est aussi résistante que celle du sisal, bien que plus fine. Cependant, l’Hybride 11648 est sensible à la maladie des zébrures provoquée par Phytophthora spp., à laquelle Agave sisalana est majoritairement résistant. A des altitudes supérieures à 600 m, les feuilles sont courtes et leur nombre potentiel n’est pas atteint à cause de la formation précoce de la hampe florale. D’autres cultivars obtenus en Tanzanie comprennent ‘H-1300’ et ‘Mlola 1’, qui est cultivé au Kenya.

De nouveaux cultivars ont été obtenus en Chine, tels que ‘South Asia No.1’ et ‘South Asia No.2’. Ces nouveaux cultivars sont résistants à la maladie des zébrures tout en conservant une production de fibres comparable à celle de l’Hybride 11648 et largement supérieurs en termes de qualité de fibres et de résistance au froid. Le travail de sélection au Brésil s’est concentré sur les rétrocroisements entre Agave amaniensis et des hybrides d’Agave amaniensis et d’Agave angustifolia. Des croisements réussis entre le sisal et le cantala ont été effectués, par ex. en Indonésie, mais généralement la formation des graines est faible et la descendance a des feuilles à bords épineux.

Perspectives

Il est possible que l’utilisation du sisal augmente, y compris celle des agaves tels que l’Hybride 11648, étant donné la résurgence de la demande en fibres naturelles pour leur biodégradabilité et leur apparence et texture uniques. Des utilisations non-traditionnelles du sisal et des fibres apparentées, en particulier pour la production de pâte, offrent de nouvelles perspectives prometteuses pour les producteurs. Le développement de cultivars très productifs répondant aux besoins locaux, l’amélioration des pratiques de conduite, des technologies d’extraction des fibres et de réduction en pâte efficaces, et une promotion supplémentaire de l’utilisation de fibres naturelles peuvent ouvrir une nouvelle frontière à la culture rentable du sisal en Afrique tropicale. Cependant, les pénuries de main-d’oeuvre dues aux bas salaires versés dans les plantations de sisal peuvent entraver les développements. La mise au point de méthodes de récolte mécaniques améliorerait leurs perspectives en tant que cultures à fibres, en particulier si elles peuvent être associées à l’extraction des fibres. Une meilleure utilisation des sous-produits (fibres courtes, hampes et troncs pour la réduction en pâte ; déchets de feuilles pour l’alimentation animale ou l’extraction d’hécogénine) aiderait à rentabiliser d’avantage les cultures.

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Sources de l'illustration

  • Dahal, K.R., Utomo, B.I. & Brink, M., 2003. Agave sisalana Perrine. In: Brink, M. & Escobin, R.P. (Editors). Plant Resources of South-East Asia No 17. Fibre plants. Backhuys Publishers, Leiden, Netherlands. pp. 68–75.

Auteur(s)

  • L.P.A. Oyen, PROTA Network Office Europe, Wageningen University, P.O. Box 341, 6700 AH Wageningen, Netherlands

Citation correcte de cet article

Oyen, L.P.A., 2011. Agave sisalana Perrine. [Internet] Fiche de PROTA4U. Brink, M. & Achigan-Dako, E.G. (Editeurs). PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale), Wageningen, Pays Bas. <http://www.prota4u.org/search.asp>.

Consulté le 14 avril 2019.


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