L'industrie céréalière à travers le monde est fortement dépendante des fumigants pour lutter contre les ravageurs qui causent de 15 à 20% des pertes de céréales chaque année. Les fumigants les plus couramment utilisés sont la phosphine et le bromure de méthyle, mais ce dernier a été éliminé après le protocole de Montréal (un accord visant à limiter l'utilisation de gaz appauvrissant la couche d'ozone). L'utilisation excessive de phosphine a entraîné un problème de résistance de nombreuses espèces de ravageurs.

Il existe donc un problème avec les fumigants actuellement utilisés : il n'existe pas de fumigant idéal, car beaucoup sont inflammables et ont une toxicité élevée. Le choix de nouveaux fumigants possibles pour les céréales est très limité. Même si un autre fumigant était sélectionné, les procédures d'enregistrement sont longues et fastidieuses et cela constitue un obstacle considérable à son adoption et son utilisation.

Il est donc urgent de mettre au point une méthode non chimique permettant de lutter efficacement, en toute sécurité et à moindre coût contre les ravageurs des céréales entreposés, sans obligation d'enregistrement. L'atmosphère modifiée (AM) ou contrôlée (AC) est l'une des réponses à ce problème.

AM implique la modification des gaz naturels utilisés dans le stockage, tels que le dioxyde de carbone, l'oxygène et l'azote, pour créer une des conditions mortelles pour les nuisibles. Cela a été pratiqué pendant des siècles et a été promu ces dernières années en tant que substitut biorationnel aux fumigants chimiques. Parfois, dans l'utilisation d'atmosphères contrôlées, le coût du gaz peut être un obstacle à l'adoption.

Le dioxyde de carbone a été utilisé comme alternative viable à la phosphine pour lutter contre les insectes, mais le CO2 n'est efficace que lorsque les concentrations à plus de 40% sont maintenues pendant de longues périodes et, de ce fait, il devient coûteux à long terme.

A cet égard, le N2 (azote) utilisé dans les traitements à faible teneur en oxygène est moins coûteux et peut être généré à partir de l'air ambiant (dont la concentration en azote est proche de 80%), grâce à l'utilisation de la technologie d'adsorption sur membrane.

Remplacer l'oxygène par de l'azote aide non seulement à tuer certains des ravageurs mais est également bon marché, sans danger pour l'homme ni l'environnement et ne nécessite pas d'enregistrement préalable. Il maintient également la qualité naturelle des grains et des légumineuses, y compris la couleur, qui est l'un des attributs importants pour ces dernières. Cela crée une situation gagnant-gagnant dans tous les scénarios.

Les professeurs Yonglin Ren et Manjree Agarwal de l'Université de Murdoch, en collaboration avec des partenaires de l'industrie (en particulier des entreprises de traitement en vrac des grains et du CRC pour la biosécurité végétale) ont exploré l'utilisation de l'azote comme technologie complémentaire à celle des fumigants classiques.

Les pistes systématiques à l'échelle du laboratoire ont été initialement entreprises pour trouver le dosage optimal et la durée du traitement. A partir de là, des données d'efficacité développées et des niveaux d'exploitation optimaux en azote ont été découverts pour lutter contre les principaux organismes nuisibles découvert dans les installations de stockage de céréales en Australie. L'une des principales constatations était qu'une atmosphère composée à 99% d'azote était nécessaire pendant au moins 14 jours pour permettre le contrôle pour tous les stades des insectes (larve, insecte, etc.)

Par la suite, des essais ont été entrepris sur des installations de stockage de blé de taille moyenne pour évaluer le rapport coût-efficacité et l'adéquation des méthodes de génération d'azote et d'application du gaz. A partir de cela, AC offre un traitement totalement exempt de produits chimiques pour la désinfestation et la protection du grain entreposé.

Les insectes nuisibles peuvent également être contrôlés en réduisant l'oxygène à un niveau très bas dans un silo. Les niveaux requis sont obtenus en purgeant les silos avec de l'azote, généré par un générateur d'azote placé sur un camion ou une remorque.

Bien que son principe soit solide et son efficacité prouvée, la mise en oeuvre de cette technique à l'échelle industrielle a posé de gros problèmes de recherche appliquée. Celles-ci comprenaient la nécessité d'une source de gaz inerte pratique et relativement peu coûteuse, l'application du gaz dans les silos et l'exigence d'un système bien scellé pour éviter toute fuite.

Pour relever ces défis, nous nous sommes associés à une société de générateurs d'azote afin d'en développer un plus économique, qui utilise l'air atmosphérique pour générer de l'azote grâce à la technologie membranaire. Cette technologie a généré une concentration d'azote supérieure à 99% en l'espace de deux à quatre heures, soit suffisamment pour purger un silo agricole d'une capacité de 75 à 200 tonnes.

Après un essai réel réussi, la technologie a été utilisée pour traiter un terminal de grain en vrac, d'un silo vertical en béton d'une capacité de 2000 à 10 000 tonnes, pouvant être traité en quatre jour tout en maintenant le niveau requis d'azote pendant 14 jours, condition optimale pour contrôler les ravageurs.

Le traitement à l'azote a non seulement contrôlé efficacement les ravageurs mais a également maintenu la qualité du blé, la teneur en acides gras du canola et la couleur des légumineuses.