Sommaire du CHAPITRE 8 Orge, avoine, sorgho, millets

L’orge
L’avoine
Sommaire du CHAPITRE 8
Orge, avoine, sorgho, millets
Description de la plante : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Origine et évolution : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Écologie et méthodes de culture de l'orge : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Utilisation et usages : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Préparation de la bière : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Amélioration génétique et augmentation de la productivité de la culture de l'orge : . . . . . . . 9
Statistiques de production pour l'orge (FAOSTAT 2001, révisé) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Description de la plante : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Évolution et origine de sa culture : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Écologie et méthode de culture : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Utilisation et usages : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Amélioration génétique de l'avoine: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Statistiques de production pour 2001 (FAOSTAT, révisé) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Le Sorgho:
Description de la plante : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Évolution et origine de sa culture : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Écologie et utilisation du Sorgho : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Amélioration génétique et sélection de variétés de sorgho : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Statistiques de production du sorgho en 2001 (FAOSTAT, révisé) : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Les Millets: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Statistiques de production des millets (pris collectivement) (FAOSTAT 2001, révisé) . . . . . . . . 21
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
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L'orge
Considérant les découvertes archéologiques dans les premiers villages du
Croisant Fertile (centre A 1 ), l'orge (Hordeum vulgare L. ) est la première
céréale à être domestiquée dans cette région. Les fouilles archéologiques
effectuées depuis le début du siècle en Syrie et en Iraq ont dévoilé la présence de
caryopses d'orge provenant d'épis modifiés par le processus de domestication. Ces
épis datent d'environ 10 000 ans, quelques centaines d'années avant l'apparition
des blés cultivés diploïdes (engrain) et tétraploïdes (amidonnier). Pendant
l'Antiquité et jusqu'au deuxième siècle av. J.C., l'orge était la céréale la plus utilisée
pour l'alimentation humaine dans les régions du Croissant Fertile, d'Europe centrale
et du bassin méditerranéen. Elle fut, par la suite, remplacée par les blés
tétraploïdes et héxaploïdes . Sa production mondiale actuelle (environ 141,2 millions
de TM en 2001), ne représente qu'environ 23 % de la production globale
annuelle du blé. Seulement 20 % de cette production est destinée à l'alimentation
humaine directe tandis que 35 % sert à l'élaboration de la bière, d'alcools et de
sirops et 45 % de cette production est utilisée à la ferme pour l'alimentation des
animaux de ferme et comme source de semences pour les plantations de l'année
suivante.
Description de la plante:
L'orge (Hordeum vulgare L.) est une plante annuelle, autofécondée très semblable
au blé dans la morphologie de ses organes végétatifs et floraux (Figure 1).
Contrairement au blé, où l'on retrouve plusieurs niveaux de ploïdie, l'orge spontanée
et l'orge cultivée sont des espèces diploïdes possédant le même nombre
chromosomique (2n = 14). Cette espèce, bien qu'appartenant à la même tribu
(Triticeae) que le blé, est placée dans la sous-tribu Hordeinae du fait de différences
au niveau de la structure de ses épis. Contrairement à l'épi de blé (et ceux
d'autres genres de la sous-tribu Triticinae) qui n'a qu'un seul épillet inséré à
chaque nœud du rachis, l'épis d'orge comportent deux épillets par nœud. Chaque
épillet d'orge produit une seule fleur fertile, contrairement
aux épillets de blé qui peuvent produire
de 3 à 5 fleurs chacun. Cependant l'orge et
Figure 2a.- épi d’orge à deux
rangs (gauche) et à six rangs
(droite) (Adapté de Leonard et
Martin 1973)
le blé sont génétiquement assez proches pour permettre la production d'hybrides
inter géniques sous conditions expérimentales, bien que la fertilité des
plants hybrides obtenus soit très réduite. Les variétés d'orge sont regroupées
d'après les caractéristiques de leurs épis, en orges à six rangs et en orges à deux
rangs. Les orges à six rangs comportent des épillets fertiles regroupés par trois
sur chaque plan de l'axe vertical de l'épi. Les deux épillets latéraux des orges à
deux rangs sont stériles et ne produisent qu'un seul caryopse par groupes de
trois épillets (Figure 2a,b). Dans ce dernier cas, l'épi apparaît comme un épi
distique quand on l'observe sur le plan transversal. Autrement, les caractéristiques
végétatives et florales de l'orge sont similaires à celles du blé.
Origines et évolution :
Les études génétiques, incluant les analyses récentes en biologie moléculaire,
confirment que l'orge cultivée a évolué à partir de l'espèce Hordeum spontaneum
L.* (2n = 14), une orge spontanée possédant un épi à rachis cassant à
deux rangs, qui est bien représentée dans différentes régions intra montagneuses
ainsi que dans les plaines de l'est de l'Asie, du Croissant Fertile, des
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Figure 1. plante d’orge montrant
a) épis terminal, b) partie
supérieure du pédoncule floral,
c) feuille rattachée au noeud
(« flag leaf»), d) région internodale,
e) limbe de la feuille, f)
internode sous le pédoncule floral
(adapté de Leonard et Martin
1973)

Figure 2b.- Hordeum vulgare. Orge. Gauche: Épillet
d’orge à 6 rangées, droite: épillet d’orge à 2 rangées.
A.- Caryopse central; B.- Caryopses latéraux; C.- Pointe;
D.- Glumes; E.- Pointe de la glume.
Balkans et du nord-est de l'Afrique (Figure 3). Les
découvertes archéologiques démontrent que l'orge spontanée
avait fait l'objet de cueillettes intensives à partir de
20 000 A.P., non seulement dans cette région (Tell Abu
Hureyra, Tell Aswad et Mureybit (Syrie); Eynan (Israël),
mais aussi en Afrique, dans la vallée du Haut Nil (Tushka)
à partir de 22 000 A.P. et, en particulier, entre 14 500 et
10 500 ans A.P. pendant la période de la ''révolution
agrotechnique'' décrite par Kislev (1984). Les premières
formes cultivées à épis à deux rangs non explosifs font
leur apparition dans les niveaux d'occupation datés de 9
600 A. P. à Tell Abu Hureyra et de 9 300 A.P. à Tell Aswad
(Syrie). Dès 9 000 A. P. elle apparaît à Jarmo, en Iraq et
vers 8 500 à Ali Kosh dans les montagnes Zagros en Iraq
du Sud-Est. Les fouilles archéologiques démontrent que
les formes cultivées d'orge à épis à six rangs, issues
d'une mutation mendélienne simple, sont dérivées
d'orges domestiquées possédant un épi à deux rangs, car
d'une part, les formes possédant des épis à six rangs sont
retrouvées dans des niveaux d'occupation plus récents,
et d'autre part, Hordeum spontaneum n'est représentée
que par des formes à épis à deux rangs. La présence de l'orge domestiquée à six rangs est documentée à Tell Abu
Hureyra vers 8 500 A. P., vers 8 000 A. P. à Ali Kosh et entre 8 000 A.P. et 7 600 A. P. à Tell Aswad ainsi qu'à
Hacilar et à Çatal Hüyük (Anatolie Turque). On retrouve aussi dans ces sites des formes cultivées qui possèdent
des glumelles détachables ("nues").
Benghazi
Lybie
Grèce
Égypte
Turquie
Israël
Damas
Jordanie
Syrie
Baghdad
Iraq
Tabriz
Baku
Teheran
Borujered
Kashan
Kjarramabad
Iran
Persepolis
Kasrun
Russie
Ashkhabad
Andkhul
Herat
Toshkent
Maimana Kabul
Afghanistan
Faizabad
Khanabad
Baghlan
Pul-I-Kumri
Kandahar
Quetta
Pakistan
Figure 3.- Sites connus et présumés de distribution de l’orge sauvage. Les zones ombragées représentent
les emplacements prépondérants près des habitats primaires. D’autre part, l’orge sauvage a pu avoir une dis-
tribution abondante mais confinée dans les habitats très perturbés (modifié de Harlan, J.R. 1975)
____________________________________________________________________________________________________________
* Zohary et Hopf (l988) considèrent que les formes spontanées et cultivées appartiennent à une même espèce Hordeum
vulgare et ils leurs assignent le rang de sous-espèce: ssp. spontaneum pour les formes spontanées; ssp. distichum, pour
les formes cultivées possédant un épis à deux rangs et ssp. hexastyle pour les formes cultivées possédant un épi à six rangs
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Par contre, cette dernière caractéristique n'est pas présente avant l'Âge de Bronze (4 000 A. P.) dans les villages
du Néolithique situés dans les plaines du Croissant Fertile (Figure 4).
Écologie et méthodes de culture de l'orge
Considérant l'origine de l'orge et ses caractéristiques de croissance, les conditions écologiques propices à sa
culture devraient être relativement similaires à celles décrites pour le blé. Cependant, cette espèce possède un
potentiel d'adaptation supérieur à celui du blé, comme le démontrent les nombreuses variétés issues des programmes
de sélection et d'amélioration génétique plus récents.
La culture de l'orge se fait autant dans les régions froides délimitées aux latitudes 55- 65 o N que dans les
régions tropicales et sub-tropicales en altitude qui possèdent une saison sèche prolongée. L'orge est ainsi cultivée
dans des pays comme le Canada, la Finlande, la Russie et la Suède. L'orge est plus tolérante aux conditions
extrêmes de température que le blé. De nombreuses variétés hâtives d'orge (Diktat, Hudson) ont été sélectionnées
pour être cultivées dans les régions tempérées. Cet avantage prévaut en haute altitude dans les régions tropicales
et subtropicales où des variétés peuvent être cultivées avec succès jusqu'à près de 3 500 m d'altitude dans
les Andes, en Afrique de l'Est et dans les régions montagneuses de l'Asie du sud. Des variétés résistantes à la
sécheresse et aux températures élevées ont aussi été développées pour les régions semi-désertiques d'Afrique du
Nord et de l'Est, d'Asie centrale, de Chine, du Pakistan, d'Inde et d'Australie. Cette espèce est aussi tolérante à la
salinité. Certaines variétés, comme la variété ''Mariout'', sont cultivées dans le delta du Nil et dans les sols salins
de diverses régions du
monde où les concentra-
tions de sels dépassent les
3500 ppm (équivalents
Na + ). Par contre, et de
façon similaire aux autres
céréales originaires des
régions tempérées, la culture
de l'orge n'est pas
favorisée sous des conditions
de climats tropicaux
chauds et humides. La
production d'orge est
optimisée sur des sols
alcalins à légèrement
acides à texture moyenne
et bien drainés mais produit
peu sur des sols
sablonneux, pauvres et
fortement acidifiés (pH <
4.7).
Les méthodes de culture
sont semblables à
celles utilisées pour le blé
et l'évolution des techniques
de préparation des
sols, semences, irrigation,
moisson, etc., a été similaire
à celle développées
pour le blé au cours des
derniers 10 000 ans.
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Figure 4.- Évolution de l’orge (Hordeum vulgare)
Hypothèse classique
a) Régions montagneuses (Zagros) b) plaines (Mésopotamie,
Khuzistan)
Hordeum spontaneum (2n = 14)
Espèce sauvage
épis à deux rangs
rachis fragile (cassant)
glumes et glumelles
attachées au caryopse
A.C.
7.500-8.000
6.000-7.000 A.C.
?
Hordeum vulgare
var. hexasticum (2n = 14)
Espèce domestiquée,
épis à six rangs,
rachis ferme,
glumelles et glumes
Hordeum vulgare (2n = 14) attachées au caryopse
Espèce cultivée et domestiquée
épis à deux rangs, Glumelles et glumes
rachis ferme, détachées du caryopse
glumes et glumelles , (Graines “nues”)
attachées au caryopse

Utilisation et usages :
Jusqu'au commencement de notre ère, l'orge était la céréale la plus utilisée pour l'alimentation humaine parmi
les peuples du Croissant Fertile, des régions méditerranéennes et de l'Europe. Les transactions agricoles établies
par les Sumériens et les Hittites, tels que rapportées dans leurs tablettes "comptables", font état de l'importance
de la production d'orge, et non de blé, ainsi que l'utilisation de l'orge comme moyen de paiement pour les travaux
des employés agricoles. A cette époque, il est probable que les caryopses d'orge étaient broyés, mélangés avec de
l'eau ou du bouillon et, par la suite, la pâte était cuite dans des fours. Alternativement, les caryopses étaient rôtis
préalablement dans des fours et celles-ci étaient broyées et ajoutées à divers mets. Les tablettes sumériennes nous
informent aussi qu'une partie importante de la production d'orge était destinée au maltage et à la fabrication de
la bière.
Jusqu'au deuxième siècle av. J.C., l'orge était aussi la céréale principale utilisée pour l'alimentation en Égypte
et en Grèce. Telle était l'importance de cette céréale pour les civilisations pharaoniques. qu'il existait un hiéroglyphe
pour la décrire. Les Grecs ont diversifié son utilisation en produisant des sortes de galettes plates auxquelles
étaient ajoutés divers autres ingrédients comme des graines de lin, des olives, des figues, du lait de chèvre,
des fromages et diverses épices. Pendant cette période on rapporte les premiers essais de fermentation, qui se faisaient
en laissant reposer les mélanges de farine d'orge et d'eau pendant des périodes de temps plus longues. Ce
processus a permis la préparation de galettes plus légères et a été utilisé par la suite pour la préparation du pain
levain avec de la farine de blé hexaploïde, une source de farine plus adéquate pour ce type de pain. Le processus
de fermentation a aussi été le précurseur du maltage, étape essentielle pour la fabrication de la bière. Bien
que le blé ait déplacé l'orge comme céréale principale à partir du deuxième siècle av. J.C., ce n'est qu'à partir du
18 e siècle que s'établit une forte dominance dans l'utilisation du blé pour l'alimentation des peuples issus des
civilisations occidentales. De nos jours, et particulièrement dans les pays de l'Europe de l'Est, la farine d'orge
est généralement mélangée à celle du blé et d'autres céréales pour la fabrication de galettes et de pains. En
Amérique du Nord et en Europe de l'Ouest, seulement 20-25 % de la production est utilisée pour la préparation
de farines qui seront destinées à la confection de pains et d'autres mets pour l'alimentation humaine directe.
Environ 45-50 % de la production annuelle d'orge est utilisée à la ferme pour l'alimentation des animaux de
ferme et comme source de semences pour la production de l'année suivante. Près de 30 % de la production est
utilisée pour la production du malte nécessaire pour la fabrication de la bière, pour d'autres boissons
alcoolisées, comme le whisky écossais et imitations, ainsi que pour des sirops de malte qui sont ajoutés à différents
produits alimentaires.
Préparation de la bière :
Comme c'est le cas pour le vin, il n'est pas possible de préciser où et quand la bière a été produite pour la première
fois. Les tablettes sumériennes rédigées il y a 4 500-5 000 années rapportent que le maltage des caryopses
d'orge, étape préalable essentielle à la fabrication de la bière, était une activité importante des pratiques
agroalimentaires et du commerce de cette civilisation. Il y a un certain consensus pour appuyer la thèse que le
processus de maltage, associé au départ comme nous l'avons décrit ci-haut à la préparation de pâtes d'orge destinées
à la production de galettes et mets non alcoolisés, a été développé il y a environ 6 000 ans. D'autres considèrent
que certains types de bières, obtenus à partir de sources d'amidon provenant d'autres céréales ou de
fruits de plantes sauvages riches en amidon, pourraient avoir été produits de façon accidentelle bien plus tôt au
cours du paléolithique. Les processus de maltage naturel et de fermentation auraient pu, par la suite, être reproduits
et incorporées dans leurs pratiques par les groupes humains qui en auraient fait l'expérience. Cette
hypothèse est très probable car différents types de boissons alcoolisées, impliquant un processus de maltage, faisaient
partie de l'alimentation de peuples de cueilleurs-chasseurs qui ont été étudiés par les anthropologues au
cours des périodes historiques récentes.
Les premières bières produites sous des conditions artisanales étaient relativement faciles à produire, mais
étant donné que le mélange liquide soumis à la fermentation était exposé à l'air afin de le mettre en contact avec
la levure du milieu naturel, il y avait peu de contrôle sur la qualité du produit final. Plusieurs champignons et
bactéries, autres que les espèces de levure du genre Saccharomyces, pouvaient contaminer et se multiplier dans
le liquide soumis à la fermentation donnant des goûts et odeurs désagréables à la bière. Par la suite, un con-
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Étapes dans la Préparation de la Bière
A.- Préparation du malt: But: augmenter l’activité des diastases (maltose; dextroses) pour
faciliter le processus de fermentation
- Nettoyage et sélection: Caryopses (fruits) d’orge nettoyés et sélectionnés.
- Trempage: 36 - 48 heures; 22°C ( 12% eau. -----> 45 % eau dans le caryopse)
- Germination: (tambours perforés) : 5 - 8 jours (longueur de l’acrospyre = graine)
- Touraillage: (séchage): 16 - 36 heures: 70 °C
- Garde dans lieu sec ( jusqu’à 6 - 8 mois) et / ou envoi à la brasserie
B Préparation de la bière
- Concassage: écrasement des graines (cylindres rapprochés-canelures)
- Empatage: 7.5 - 20 gm/100 ml d’eau; infusion à 60-75 °C; pH 5.2-5.5; 24 heures (parfois
jusqu’à 48 heures) Ajoût d’activateurs (graines de riz, mais; blé, etc pour augmenter le pouvoir
des diastases (défendu en Bavière et dans certaines autres régions d’Europe).
- filtrage: séparation du moût (liquide ) de la drêche (solides).
- Chaudières à ébullition: 1h30 - 2h00: ajoût du Houblon 0.25 kg (USA) - 1 kg (Europe) par env.
500 litres. L’ébullition concentre et stérilise le moût; précipite les protéines, extrait le houblon et
arrête l’activité des diastases. (Houblon: Humulus lupulus (Fam. Moraceae : vigne vivace dioïque:
utilisation “strobile” femelle non pollinisée (ajoûts de produits secondaires: phenols, tannins).
Précipite protéines et autres produits et permet de rendre le moût clair et transparent.
- Filtrage: dépôt du houblon et produits précipités.
- Refroidissement du moût et décantation: réfrigération sur plateaux
16°C pour bières de fermentation haute (Ale)
8°C pour bières de fermentation basse (Lager)
- Fermentation: (Saccharomyces cerevisiae)
Ale: fermentation à 16 - 18° C pendant 3 - 4 jours
Lager: fermentation à 8 -10° C pendant 6 - 8 jours
- Fermentation secondaire: Fûts de garde à 2-4°C ( ou -4°C à -2°C pour les bières dite“Dry”)
pendant 6 - 12 semaines pour stabiliser et affiner le goût; éliminer dépôts (processus accentué
par la méthode “dry”).
- Filtrage ------------> bière en fût
- Pasteurisation ----------> mise en bouteille ou en “canettes” et ajoût de CO 2
Figure 5.

trôle plus serré des étapes de fermentation effectuée avec des levures ayant été prélevées de productions
antérieures de bonne qualité, a permis d'uniformiser le processus pour l'obtention d'une production continue
de bière de bonne qualité. Contrairement au vin, la fabrication de la bière a beaucoup changé au cours des
derniers 200 ans. De nos jours, la fabrication industrielle de la bière est devenue un processus complexe impliquant
de nombreux ingrédients et étapes qui n'étaient pas utilisées ou suivies dans les procédés des premiers
temps.
Les trois ingrédients de base utilisés pour la fabrication de la bière moderne (industrielle) sont le malte d'orge,
le houblon et l'eau. Dépendant des régions de production et des réglementations limitatives établies par certains
pays, d'autres produits provenant de plantes autres que l'orge peuvent aussi être ajoutés comme activateurs pour
aider à augmenter les taux d'alcool au cours de la fermentation. La fabrication de la bière proprement dite ne
peut débuter sans une étape pré-requise qui est la préparation du malte d'orge. Cette étape peut s'effectuer à la
brasserie mais, le plus souvent, le malte est préparé par des corporations spécialisées dans ce processus qui sont
indépendantes des brasseries.
Préparation du malt: Le malte est le produit issu d'un processus de germination interrompue de graines de
plantes riches en amidon, mais en pratique le terme est associé à la germination de graines d'orge. L'orge offre
des avantages pour la fabrication de la bière par rapport aux autres céréales. Les glumelles du caryopse d'orge,
contrairement à celles des autres céréales, restent attachées au cours de la germination interrompue. Ces
glumelles libéreront par la suite des substances qui améliorent le goût et l'arôme de la bière et serviront de
couche de filtrage du moût en se déposant au fond des cuves de concassage. L'avantage le plus important est le
fait que, parmi toutes les sources possibles de malte, le malte d'orge contient la plus grande quantité d'enzymes
(diastases) capables de convertir l'amidon en sucres fermentables.
La première étape du maltage est de procéder à la germination des caryopses d'orge préalablement nettoyés
provenant de variétés spécifiques, sélectionnées pour leur qualité de maltage. Les caryopses sont placés pendant
8 à 10 heures dans des tambours rotatifs constamment aspergés d'eau à 20 o C, ce qui permet aux graines d'être
imbibées d'eau et d'initier leur germination. Par la suite, les caryopses sont laissés au repos dans l'eau pendant
environ 40 heures. Suite au retrait de l'eau excédentaire, ils sont transférés dans des chambres de germination
(22-25 o C) où ils sont constamment retournés. Au commencement de la germination, les graines produisent des
enzymes hydrolytiques qui convertissent l'amidon en sucres fermentables. Les parois de l'albumen se désagrègent
et plusieurs constituants de l'albumen, autres que l'amidon, sont réduits à des produits de poids moléculaires
plus bas. Parmi ceux-ci, plusieurs protéines sont dégradées en polypeptides et en acides aminés. L'activité enzymatique
maximale est atteinte entre 40 et 60 heures après le début de la germination quand l'épicotyle de la
graine (acrospyre) s'est développé au-delà d'un tiers de la longueur du caryopse. Le processus de germination est
arrêté par un séchage forcé des caryopses à des températures entre 80 et 95 o C ce qui permet de tuer les microorganismes
qui pourraient être présents dans les caryopses. Le malte peut être conservé au sec pendant plusieurs
mois avant d'être utilisé dans les brasseries (Figure 5).
Préparation de la bière: La première étape est le concassage. Elle consiste à écraser les caryopses d'orge
entre des cylindres à cannelure rapprochés de façon à écraser, et non à triturer, les caryopses. De l'eau légèrement
acidifiée, à une température entre 68 o C et 73 o C, est ajoutée pendant le concassage à raison de 100 ml
pour 7,5 à 20 g de caryopses concassés. En Amérique du nord, des graines concassées non maltées d'orge, de
maïs, de blé, de sirop de mais et, moins souvent, des copeaux de pommes de terre, peuvent être ajoutés individuellement
ou en mélanges comme activateurs pendant le concassage jusqu'à une proportion maximale de 30
% du total des graines de malte. Ces produits sont moins chers que le malte d'orge et permettent d'augmenter le
contenu de sucres fermentables tout en réduisant les quantités de protéines qui provoquent de la turbidité dans
le moût. Étant donné que les bières américaines sont légères, la qualité du malte n'est pas aussi cruciale et l'ajout
d'activateurs influence peu le goût et l'arôme de ces bières. En Europe, où l'on favorise des bières ayant plus
de corps et où la qualité du malt devient importante pour y conférer une saveur plus corsée, l'ajout d'activateurs
et très réglementé et même strictement prohibé dans certaines régions du Royaume-Uni, de la Belgique, des
Pays-Bas et de l'Allemagne (particulièrement en Bavière).
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Pendant la phase de diffusion par trempage, le mélange est maintenu à 68-73 o C pendant 2 à 6 heures afin de
permettre la diffusion des enzymes qui convertiront l'amidon résiduel en sucres fermentables. Les protéines
seront aussi dégradées en fragments de polypeptides et en acides aminés. A la fin de cette étape le liquide (moût)
est séparé des résidus solides et des dépôts par filtration pour être dirigé vers les cuves (chaudières) d'ébullition
à grand volume qui sont généralement construites en cuivre ou en étain (Figures 5 & 6).
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Orge
Réduction en purée
Malt
Eau de rinçage
Retrait des grains
Retrait du houblon
Refroidissement
et filtrage
Eau chaude
Maïs Riz
Réservoir à fermentation
Eau chaude
ébullition
Levures
Houblon
Brassage Vers l'embouteillage
Figure 6 . Les étapes principales dans la préparation moderne de la bière en Amérique du Nord
La purée est obtenue à partir d'orge germé artificiellement (malt), d'autres sources d'amidon
(riz et maïs) et d'eau. Après un filtrage, le liquide est bouilli afin de détruire les microorganismes
potentiels. Le houblon est ajouté à cette étape et, après un nouveau filtrage et un refroidissement,
la levure est ajoutée et le brevage est fermenté. (Adapté de Simpson et Ogorzaly 1995).

La phase d'ébullition dure de 1 h à 1 h 30 est a pour but d'inactiver les enzymes, de stériliser et de concentrer
le moût. À cette étape on ajoute le houblon * (Figure 7) dans des proportions variant entre 250 g
(Amérique du Nord) et 2000 g (Europe) par 500 litres de moût. Le mélange est filtré, et parfois le filtrage est
aidé par une centrifugation, ce qui permet de retenir tous les résidus de houblon et les produits précipités lors
de l'ébullition. Le moût est refroidi aux températures requises pour l'étape suivante.
La prochaine étape est celle de la fermentation. La fermentation s'effectue dans des cuves cylindriques à grand
volume en présence d'espèces de levures Saccharomyces cerevisiae ou S. uuvarum (comprenant aussi S. carlsbergensis).
Le type de levure, la température de fermentation ainsi que la période de fermentation sont déterminés
par le type de bière désirée. Sacharomyces cerevisiae est utilisée pour produire une fermentation dite
"haute" d'une durée de 3 à 4 jours pendant laquelle la température est maintenue à 16-18 o C. Cette fermentation
produit les bières de type Ale, bitter et stouts. Saccharomyces uuvarum est utilisée pour établir une
fermentation dite "basse" d'une durée de 6-8 jours à des températures de 8 à 10 o C. Ces conditions permettent
de produire les bières de type Lager. La grande majorité des bières produites en Amérique du Nord sont
du type Lager. Des modifications des procédures de base permettent de produire d'autres types de bières qui ne
répondent pas aux critères des Ale et Lager. Ainsi la bière du type Pilsener, dérivée des bières Lager, est préparée
avec des quantités élevées de houblon, tandis que la bière du type Munich en contient très peu. Les bières du
type "Stout" et les "Maltas" sud-américaines sont préparées par fermentation haute avec des ajouts des graines
d'orge rôties ainsi que du caramel dans des concentrations supérieures à 6 %. Les bières dites "Légères", produites
au cours des derniers 20 ans, contiennent moins de carbohydrates en suspension. Ces bières peuvent être
préparées de deux façons. La première est d'ajouter moins de malte par volume d'eau à la phase du concassage
et du trempage, la deuxième est d'ajouter plus d'enzymes hydrolytiques pendant le trempage et la diffusion. De
cette façon une plus grande quantité d'amidon est transformée en sucres fermentables. La bière produite contient
un taux d'alcool plus élevé, mais proportionnellement moins de carbohydrates que les bières traditionnelles.
Cette bière est par la suite diluée avec de l'eau pour atteindre un taux d'alcool légèrement plus bas que celui des
bières normales.
La bière ainsi produite, et dépendant des types et marques, contient entre 4 et 12 % d'alcool. La bière est filtrée
et subit par la suite une fermentation secondaire à des températures de 2-4 o C (ou -2 o C à -4 o C pour les
bières dites "Dry") dans des fûts de garde pendant des périodes oscillant entre 2 à 5 semaines. Durant cette période
les protéines insolubles sont précipitées et certains produits secondaires indésirables, tels que les
polyphénols, sont dégradés. Cette fermentation secondaire permet de stabiliser et de raffiner le goût de la bière.
La plupart des brasseries en Amérique du Nord pasteurisent et, par la suite, filtrent ou centrifugent leur bière
afin d'éliminer les micro-organismes morts ou vivants, qui par règlement, ne sont pas tolérés au-delà de certaines
concentrations résiduelles. La pasteurisation a pour effet d'éliminer le dioxyde de carbone produit lors de la fermentation.
Par conséquent, celui ci doit être rajouté lors de la mise en bouteilles ou en canettes. Les bières qui
ne sont pas pasteurisées sont généralement filtrées au moyen de filtres millipores avant d'être commercialisées.
Amélioration génétique et augmentation de la productivité de la culture de l'orge:
Les objectifs suivis dans les programmes de sélection et d'amélioration génétique de l'orge sont semblables à
ceux du blé. Depuis l'Antiquité des variétés adaptées aux différentes conditions climatiques et aux différents
types de sols ont été produites par la sélection des populations locales ou à partir de celles introduites lors des
migrations des populations néolithiques. Le fait que les populations d'orge spontanée possèdent une plus grande
amplitude de variabilité génétique, en comparaison au blé, a permis d'établir une gamme plus étendue de variétés
cultivées adaptées à des conditions climatiques et édaphiques plus extrêmes. Les programmes d'hybridation
et de sélection développés à partir du 19 e siècle ont été favorisés par la présence d'un germoplasme diversifié.
Plus récemment, un effort considérable a été développé pour produire des cultivars résistants aux maladies
fongiques et virales. Bien que l'orge soit relativement moins affectée que le blé par les rouilles, il n'en est pas
moins que sous certaines conditions climatiques (régions tempérées humides) plusieurs variétés traditionnelles
sont susceptibles aux rouilles (champignons des genres Puccinia et Erisiphe ). Des variétés résistantes ont été
développées par le Département d'Agriculture américain à partir de 1935. Des variétés semi-naines, issues de
croisements entre des variétés traditionnelles de haute productivité et des variétés naines produites par muta-
- 9 -

genèse chimique, ont vu le jour à partir de 1960. Le but recherché de ces programmes a été de produire des
plantes plus résistantes à la verse, plus hâtives et aux épis plus productifs.
Statistiques de production pour l'orge (FAOSTAT 2001, révisé)
En 2001, la production mondiale d'orge était estimée à 141,2 MTM, répartie dans 99 pays sur une superficie
d'environ 54,3 millions d'hectares. Les neuf principaux pays producteurs étaient la Fédération Russe (19,5 MTM),
l'Allemagne (13,6 MTM), le Canada (11,3 MTM), l'Ukraine (10,2 MTM), la France (9,8 MTM), le Royaume-
Unis (6.7 MTM), la Turquie (6,6 MTM), l'Espagne (6,2 MTM) et les États-Unis (5,4 MTM). Le rendement moyen
par hectare était de 2,60 TM, certains pays comme la Hollande et l'Allemagne produisaient plus de 6 TM/Ha, la
Canada suivait avec une production de 2,85 TM/ha La Jordanie, l'Irak et la Bolivie produisent, par contre, moins
que 0,7 TM/ha.
* Le houblon
Le houblon (Humulus lupulus L.) est une vigne vivace, dioïque, de la famille des Moracées (certains taxonomistes placent
le houblon dans la famille Cannabinaceae). Les vignes peuvent atteindre plus de 9 m de long et sont attachées et maintenues
sur des treillis à 6 m de hauteur (Figure 7). Les fleurs femelles possèdent une bractée basale en forme de feuille et
sont étroitement regroupées en inflorescences qui ressemblent
superficiellement aux strobiles des prêles. Les bractées florales possèdent
un grand nombre de glandes qui contiennent des huiles et
des essences volatiles qui confèrent le goût et l'arôme particuliers
de la bière. Les inflorescences femelles non fécondées (les plants
mâles ne sont pas cultivés dans les plantations commerciales) sont
ramassées, séchées, comprimés et broyées en forme de ''pellets'' ou
de pastilles avant d'être vendues aux brasseries. Les plantations
sont plus productives dans les régions tempérées humides. En
Amérique du Nord la production est concentrée dans les états
nord-américains de Washington et de l'Oregon ainsi que dans la
province canadienne de la Colombie Britannique. En Europe,
l'Allemagne, le Royaume-Uni et la République Tchèque sont les
principaux pays producteurs alors qu'en Asie c'est la Chine qui est
le principal producteur.
Bien que l'on ait documenté la présence de la bière comme boisson
parmi les peuples des anciennes civilisations sumériennes et hittites,
l'utilisation du houblon pour la fabrication de la bière ne
remonterait qu'au Moyen Âge. Cette plante aurait été cultivée dans
les jardins des monastères européens et aurait été utilisée pour la
première fois par les moines hollandais et allemands vers l'an 746
de notre ère. Les Anglais n'auraient incorporé le houblon à leurs
bières que vers 1524. Auparavant d'autres plantes, telles que des
espèces de Myrtus des régions marécageuses (Fam. Myrtacées)
auraient été utilisées pour aromatiser les bières anglaises. Jusqu'en
1860, d'autres essences de plantes étaient encore ajoutées aux
bières européennes. L'ascendance du houblon dans les temps plus
récents est probablement dûe non seulement au goût plaisant et à l'arôme qu'il confère aux bières, mais aussi au fait qu'il
ajoute des enzymes qui aident à la coagulation et précipitation des protéines lors de l'étape d'ébullition. Son ajout permet
de produire des bières claires ou translucides à turbidité réduite qui sont appréciées par les consommateurs.
D'après les statistiques de la FAO (FAOSTAT 2001, révisé) la production mondiale de houblon était de 102,586 TM en
- 10 -
Figure 7. A- Branche avec fruit parthénocarpique. B-
L’inflorescence, en forme de cône, d’une plante
femelle de houblon a une structure similaire à celle
d’une plante de marijuana, une espèce de la même
famille. C- La fleur et la bractée du houblon femelle
ont des glandes qui produisent la saveur caractéristique
du houblon. (Adapté de Simpson & Ogorzaly
1995)

2001. Cette production se répartie dans 28 pays sur une superficie d'environ 67,596 hectares. Les principaux pays producteurs
étaient les États-Unis (30,300 TM), l'Allemagne (30,000 TM), la Chine (16,000 TM), la République Tchèque (6,621 TM)
et le Royaume-Uni (2,500 TM). Le Canada ( production principalement en Colombie Britannique) était placé en 22ème
position avec une production de 410 TM. Le rendement moyen par hectare était de 1,52 TM et la République de Corée
produisait le plus haut rendement (4,0 TM/ha).
L'avoine
Contrairement au blé et à l'orge, qui ont été domestiqués et cultivés consciemment par l'Homme, l'avoine
(Avena sativa L.) a commencé son association avec l'Homme comme ''mauvaise herbe'' accompagnatrice
dans les champs cultivés de blé et d'orge. Cette espèce, ainsi que le seigle, est considérée comme une culture
secondaire. Sa transformation en plante cultivée est bien plus récente que celles du blé et de l'orge qui la
précèdent de près de 6 000 ans. De toutes les céréales originaires de l'est du bassin méditerranéen, l'avoine est
probablement la dernière à avoir été domestiqué et son utilisation a été beaucoup plus importante en Europe
centrale et occidentale qu'au Moyen-Orient où elle n'a jamais été une culture majeure.
Description de la plante:
Avena sativa L. est une espèce hexaploïde (2n=42), annuelle, autofécondée (bien que certaines variétés ont
des taux de fécondation croisée élevée à cause de la présence de fleurs hermaphrodites protogynes) et possède
une photosynthèse en C3 . Suite à la germination des graines, chaque plant développera, dépendant des variétés
d'avoine, entre 3 et 10 tiges (chaumes) qui pousseront pendant la période de croissance végétative jusqu'à une
hauteur maximale d'environ 1m 60. La croissance de la plante est déterminée, car la floraison synchrone produit
une panicule branchée
à l'apex de chaque chaume
fertile après une période de
croissance végétative qui
peut être aussi courte que
40 jours pour les variétés
hâtives. La panicule est composée
d'un rachis primaire et
de rachis secondaires sur
lesquels sont insérés des
épillets dont les deux glumes
Pointe
enveloppent généralement
deux fleurs hermaphrodites
fertiles. Chaque fleur hermaphrodite
est protégée par
Paléa
Stigmates
Étamines
deux glumelles (palea et
lemma) et comprend un
Lemma
ovaire possédant un seul
ovule, un stigmate divisé
(bifide) plumeux et trois
Glume
anthères. A la suite de l'aut-
Ovaire
ofécondation (la plupart du
temps par cléistogamie) il y a
formation d'un caryopse
Avoine
Glumes
allongé (Figure 8).
Figure 8 . Plant, inflorescence et fleur d'avoine (modifié de Simpson & Ogorzaly 1995).
- 11 -

Évolution et origine de sa culture
Avena sativa L. est la seule espèce* , d'un genre comprenant environ 33 espèces distribuées autour du bassin
Méditerranéen, à être cultivée. Comme le genre Triticum, le genre Avena est représenté par des espèces diploïdes
(2n=14), tétraploïdes (2n=28) et hexaploïdes (2n=42). Le schéma évolutif et les mécanismes responsables de
l'évolution de la polyploïdie sont essentiellement les mêmes que ceux décrits pour le blé. Contrairement au blé,
le processus de domestication et de culture de l'avoine n'implique que les espèces hexaploïdes (Figure 9). Les
analyses de systématique expérimentale (impliquant des croisements, des analyses des caryotypes et d'ap-
________________________________________________________________________________________________________________________
* Deux autres espèces, A. byzantina ("avoine rouge") et A. nuda sont mentionnées dans la littérature comme ayant été
cultivées dans les premiers temps en Méditerranée orientale. Ces espèces possèdent des panicules peu denses et les caryopses
ont tendance à se détacher à leur maturité. Ces taxons sont maintenant considérés comme faisant partie de Avena
sativa étant donné qu'ils partagent le même génome (AABBDD). Leur grande similarité génétique avec A. sativa ne justifie
pas de leur donner un statut spécifique.
- 12 -
Espèces diploïdes (2n = 14)
(sauvages)
Avena hirtula (AsAs)
Avena longispina (A 1 A 1 )
Avena pilosa (C p C p )
Avena ventricosa (C u C u )
Avena canariensis (A c A c )
Avena ? ( DD )
Espèces hexaploïdes (2n = 42)
(sauvages)
Avena sterilis (AACCDD)
Avena fatua (AACCDD)
Figure 9. Évolution de l'Avoine
x
x
Espèces tétraploïdes (2n = 28)
(sauvages)
Avena magna (AACC)
Avena murphyi (AA..?)
Avena barbata (AABB)
Espèces hexaploïdes (2n = 42)
(cultivées)
Avena byzantina (AACCDD) -> A. nuda
Avena sativa (AACCDD)
Avena byzantina est cultivée en Méditerranée orientale.
Avena nuda est cultivée en Méditerranée orientale et en Asie Mineure.
Avena sativa est cultivée mondialement et comprend 99% de la production totale.

pariements chromosomiques d'hybrides à la méiose), ainsi que les analyses protéiniques et d'ADN plus récentes,
confirment, sans exception, qu’Avena sativa a évolué à partir de l'espèce spontanée Avena sterilis dont les populations
naturelles sont abondantes dans le pourtour du bassin méditerranéen, soit des côtes d'Espagne et du
Maroc aux régions occidentales du Moyen-Orient. Toutes les espèces hexaploïdes, incluant A. fatua, espèce de
mauvaise herbe communément nommée ''avoine folle'', possèdent le même génome (AABBDD) et sont dérivées
de A. sterilis. Les analyses cytogénétiques ont démontré que A. sterilis origine d'un croisement interspécifique,
suivi d'une duplication du complément chromosomique, entre l'espèce tétraploïde A. murphyi, découverte en
1957 en Espagne, et une espèce diploïde dont le génome n'a pas encore été caractérisé. Une deuxième espèce
tétraploïde A. magna serait probablement impliquée indirectement dans l'évolution du génome des espèces hexaploïdes
par le biais d'échanges génétiques fortuits parmi les espèces diploïdes et tétraploïdes. De ce fait, Avena
murphyi et A. magna sont toutes deux considérées des espèces pivots dans le schéma d'évolution des espèces
hexaploïdes.
Les recherches archéologiques au Moyen-Orient démontrent que l'avoine n'a pas été cultivée dans cette
région pendant les premières périodes du Néolithique ou pendant la période de l'Âge de Bronze. Des grandes
quantités de caryopses d'avoine sauvages, mélanges à ceux d'orge et de blé cultivés, ont été retrouvées dans des
niveaux d'occupation remontant à ces périodes. Ces caryopses, provenant non seulement d'Avena sterilis mais
aussi de plusieurs espèces d'avoines diploïdes, suggèrent que l'avoine spontanée qui contaminait les champs de
culture de blé et d'orge, était moissonnée consciemment par les agriculteurs de l'époque. Les premières preuves
de la domestication et culture de l'avoine apparaissent en Europe centrale il y a environ 4 000 ans et sa culture
devient plus importante dans cette région vers 3 000 années A.P. Ce n'est qu'à partir du commencement
de l'ère chrétienne que l'avoine devient bien établie comme céréale cultivée en Europe. Par contre elle n'a jamais
été une culture majeure au Moyen-Orient.
Écologie et méthode de culture:
L'avoine est adaptée aux climats tempérés frais. Sa production est favorisée dans les régions possédant des pluviométries
élevées et elle tolère un niveau d'ensoleillement plus bas que celui exigé pour la culture du blé et de
l'orge. Cette céréale est moins tolérante aux froid que les autres céréales et ne peut être cultivée en hiver dans
des régions où les températures minimales des mois d'hiver tombent au- dessous de -8 o C. L'avoine s'accommode
mieux que le blé et l'orge aux sols acides mais sa production est fortement augmentée quand elle est plantée
dans des sols fertiles, neutres et bien drainés. Cette espèce est facile à cultiver et est plus résistante aux maladies
fongiques, et aux virus que les autres céréales majeures. Généralement, sa culture est faite en rotation avec
d'autres céréales et légumineuses. Les variétés d'avoine sont regroupées en deux groupes dépendant de la date
des semences. Dans l'hémisphère Nord, les variétés de printemps sont semées généralement en avril ou mai, et
sont surtout utilisées dans les régions septentrionales où les conditions de températures en hiver sont trop limitantes.
Les variétés d'automne, possédant des cycles de croissance plus long, sont plantées dans l'hémisphère
Nord en octobre ou novembre et sont favorisées dans les régions climatiques méridionales plus chaudes.
Les méthodes de culture et de moisson sont très semblables à ceux du blé et de l'orge. La machinerie utilisée
pour la moisson doit être adaptée pour le battage des panicules qui présentent une densité moins élevée de caryopses
par volume de chaume. Sa production dans les meilleures conditions de culture, bien que plus basse que
celle du blé et de l'orge, peut atteindre les 5-6 TM de caryopses nettoyés mais, en moyenne, n'est qu'environ de
2,1 TM par hectare.
Utilisation et usages :
A partir du premier siècle de notre ère, l'avoine devint une culture majeure en Europe et dans certaines
régions méditerranéennes. Bien que cette céréale était utilisée comme aliment direct dans la forme de gruaux et
de farines, une partie importante de la hausse de sa production peut être associée à la proéminence du cheval
qui devint un animal de trait et de transport important en Europe dès son introduction dans cette région vers
200 av. J.C. À partir du 8 e siècle de notre ère, l'utilisation du cheval comme animal de labours fut fortement
favorisée par le développement des fers à cheval et de nouveaux harnais qui permettaient d'utiliser cet animal
pour les labours sur différents types de terrain à une vitesse accrue. Les caryopses d'avoine sont plus riches en
- 13 -

protéines (16-18 %) et en huiles, ainsi qu'en vitamines du complexe B, comparés à ceux des autres céréales
majeures. La qualité nutritive de cette céréale était aussi augmentée du fait que, contrairement au blé ou à l'orge,
la concentration de lysine et de tryptophane de l'avoine est significativement supérieure et adéquate pour une
diète nutritive balancée destinée à l'animal non-ruminant qu'est le cheval. Sans en connaître les raisons, ces
qualités nutritives ont été reconnues par les romains et par les autres peuples européens qui ont intégré la culture
d'avoine dans le développement agricole européen. Par la suite, cette pratique a été suivie dans toutes les
régions tempérées du monde qui ont été colonisées par les Européens.
En Amérique du Nord, et dans les autres régions ou le cheval faisait partie intégrale du système de transport et
des travaux de labours agricoles, la culture de l'avoine était très importante jusqu'à ce que les équipements
mécanisés implantés massivement entre les deux Guerres mondiales se substituent au cheval et aux autres animaux
de ferme utilisés à ces fins. Une preuve de cette situation nous vient de la comparaison des statistiques de
production aux États-Unis qui nous montrent que la production annuelle d'avoine de 1,45 millions de TM en
1985 était inférieure aux 1,97 millions de TM rapportées en 1920, bien que la population humaine ait presque
triplé pendant cette même période. Nonobstant cela, il y a un intérêt accru pour la consommation humaine
d'avoine au cours des deux dernières décennies et la production en 2001 a atteint les 27,3 millions de TM. L'on
reconnaît maintenant que, parmi les céréales, cette plante est de loin la plus nutritive par son apport accru de
protéines de bonne qualité et de vitamines du complexe B. Ceci était déjà reconnu depuis le début du 20e siècle
par les fabricants d'aliments pour nourrissons; l'avoine ayant toujours fait partie intégrante des mélanges de
farines utilisées pour cette fin. Les récents rapports médicaux favorables à la consommation de fibres issues de
farines entières d'avoine pour réduire les taux de cholestérol du sang et les
incidences de cancers des intestins et du colon sont certainement des facteurs
qui ont influencé le renouveau d'intérêt pour cette espèce et l'aug- H-C
C-H
mentation de sa production.
Le son et autres résidus des caryopses d'avoine offrent aussi un
débouché commercial intéressant par le biais de l'obtention du furfural.
Ce produit organique, un furan à structure cyclique (Figure 10) est distillé
en présence d'acides et est utilisé comme solvant dans l'industrie des H-C
C-CHO
plastiques et des laques et peintures ce qui rend plus flexible les résines
synthétiques, les plastiques, les peintures et les laques soumises à des températures
extrêmes. Il est aussi ajouté aux catalyseurs des moteurs à com-
O
bustion pour en augmenter leur efficacité. Dans l'industrie pharmaceutique,
le furfural est un élément précurseur de la synthèse d'antiseptiques
Figure 10. Structure du Furfural
à base de furacines utilisés pour combattre un bon nombre d'infections
bactériennes.
Amélioration génétique de l'avoine:
Un des buts principaux des programmes de sélection depuis la période romaine et des programmes d'amélioration
génétique récents a été d'augmenter la production de caryopses par plante. La sélection s'est orientée
principalement vers la production de variétés possédant des panicules plus denses avec un nombre accru de
fleurs fertiles. Ces variétés améliorées augmentent de 8 à 12 fois la production par hectare comparée à celle de
variétés traditionnelles locales. L'avoine est une espèce rustique et peu affectée par les maladies fongiques et
bactériennes qui causent des ravages beaucoup plus importants chez d'autres céréales comme le blé et l'orge.
Néanmoins, sous des conditions climatiques particulières certaines rouilles du genre Puccinia peuvent réduire
la production chez certaines variétés traditionnelles. Des gènes de résistance provenant de certaines populations
de l'espèce spontanée Avena sterilis ont été transférées par le biais de programmes de croisements avec des variétés
d'avoine de haute productivité suivis de rétro croisements récurrents des hybrides avec la variété d'avoine
concernée. Plus récemment certaines variétés hâtives ont été développées dans le but d'étendre la culture de
cette céréale aux régions situées dans des régions climatiques plus froides. Une nouvelle génération de variétés
à port réduit a aussi été produite pour répondre aux même objectifs que ceux poursuivis pour l'obtention des
variétés semi-naines de blé et de riz.
- 14 -

Statistiques de production pour 2001 (FAOSTAT, révisé)
La production mondiale d'avoine en 2001 était d’environ 27,3 MTM, répartie dans 72 pays. Les huit pays producteurs
les plus importants étaient: la Fédération Russe (8,0 MTM), le Canada (2,8 MTM), les États-Unis (1,7
MTM), la Pologne (1,3 MTM), l'Australie (1,3 MTM), la Finlande (1,3 MTM), L’Ukraine (1,1 MTM) et la Suède
(0,960 MTM). La superficie plantée en 2001 était de 12,8 millions d'hectares et le rendement moyen par hectare
de 2,12 TM. Des pays comme le Benelux, la France, le Royaume-Uni et la Nouvelle-Zélande produisaient plus de
4 TM par hectare; le Canada et les États-Unis entre 2 et 3 TM/Ha, tandis que des pays comme l'Iran, la Bolivie
et l'Algérie produisaient moins de 1 TM/ha
Le sorgho
Le sorgho (Sorghum bicolor L.) est une graminée d'origine africaine. Elle a une morphologie et une physiologie
très variable et il existe encore de nombreuses conjectures quant à son origine et son évolution.
Cette espèce est cultivée principalement pour ses graines, utilisée pour l'alimentation humaine directe. Par
contre, toutes les parties de la plante sont aussi utilisées pour l'alimentation du bétail. Le sorgho est une composante
importante de la diète alimentaire des habitants les plus démunis des régions semi-désertiques et des
steppes tropicales et subtropicales de l'Afrique et de l'Asie. Elle est aussi cultivée comme plante d'ensilage destinée
à l'alimentation du bétail aux États-Unis, le premier et plus important producteur mondiale, et dans certains
autres pays d'Amérique et d'Asie.
Description de la plante:
Les plantes de sorgho dans leurs stades de croissance végétative ressemblent aux plantes de maïs. Elles produisent
des chaumes robustes pouvant atteindre jusqu'à 4 mètres de hauteur et sont soutenues par un système
radiculaire profond et ramifié. La croissance est déterminée et les fleurs sont regroupées sur des panicules terminales
fortement ramifiées. Les épillets, un sessile et un pédicellé, regroupés par deux à chaque nœud des axes
des rachis secondaires et tertiaires produisent deux types de fleurs (Figure 11). L'épillet sessile produit une
fleur hermaphrodite possédant un ovaire uni-ovulé, un pistil bifide plumeux et trois étamines, la structure florale
caractéristique des céréales. L'épillet pédicellé produira, soit une fleur hermaphrodite avortée, soit une fleur mâle
(étaminée) fonctionnelle. Les fleurs hermaphrodites sont généralement auto fécondées, mais dépendant des variétés
et conditions environnementales, un taux réduit de fécondation croisée, pouvant atteindre jusqu'à 15 %
des fleurs, est normalement observée. Les caryopses produits sont de petites dimensions, globuleux à elliptiques,
dont les testa, dépendant des variétés, peuvent présenter des colorations très diverses allant du blanc, au brun
au rouge et au noir et toutes les nuances intermédiaires.
Évolution et origine de la culture:
Le genre Sorghum, placé dans la tribu d'origine tropicale Andropogoneae, comprend de 39 et 79 espèces
(dépendant des taxonomistes) regroupées dans 6 sections. La section Sorghum contient la totalité des les taxons
d'origine africaine impliqués dans le processus de domestication et de culture.
La morphologie des plantes de sorgho cultivés est si variable parmi les différents types, formes et variétés
reconnues que celles ci ont, par le passé, été assignées à jusqu'à 23 espèces différentes. A la suite des analyses
approfondies effectuées par les botanistes américains de l'Université d'Illinois-Urbana dirigés par Jack Harlan et
J. M. J. de Wet, tous ces types et formes qui sont cultivés pour leurs fruits et leurs parties végétatives ont été
regroupés sous deux espèces très rapprochées, Sorghum sudanense et Sorghum bicolor. Une espèce vivace de
pâturage, S. sudanense (2n= 20,40) de morphologie très variable, est originaire des régions tropicales humides
- 15 -

d'Afrique. Les plantes de
ce taxon sont prostrées,
se propagent végétativement
par rhizomes et produisent
des panicules
relâchées et peu denses.
Ce taxon, parfois nommé
sous le synonyme S.
halepense, est considéré
comme le taxon ancestral
du complexe à partir
duquel les sorghos à
graines ont évolué lors
du processus de domestication
humaine. Les variétés
de S. bicolor
(2n=20) sont regroupées
sous quatre races
biologiques qui sont
reconnues par Harlan et
collaborateurs comme
faisant partie d'un complexe
(Schéma de la
Figure 12). Ces races
ont évoluées et ont été
cultivées dans différentes
régions de l'Afrique centrale
et de l'Est impliquant
de vastes territoires.
À cause des croisements
naturels et provoqués
par l'homme, de
nombreuses variétés
intermédiaires entre ces
races ont été produites et
il est parfois difficile d'assigner
certaines variétés à
une race particulière.
Il y a peu de preuves
archéologiques fiables
qui permettent de préciser
une date et une
région géographique précise
en ce qui concerne
les premières étapes de la
domestication du sorgho.
La "preuve" la plus ancienne, qui n'a pas été confirmée par de nouvelles découvertes, provient de l'impression
d'une seule graine de sorgho dans l'argile d'une portion de poterie. Cette poterie provient du site d'Adrar Bous,
dans la région centrale du Sahara, et est datée d'environ 4 000 années av. J. C. Cette graine appartiendrait à une
plante de sorgho de la race "Sorghum verticilliflorum ", considérée comme la race la plus primitive de sorgho à
graines. À cette époque la région du Sahara d'où provient cette graine était soumise à un climat bien plus humide
- 16 -
B
C
A
G H
Figure 11. Sorghum bicolor (L.) Moench. : Sorgho. A. Jeune plante; B.- Feuille; C.-
Inflorescence; D.- Portion d’inflorescence; E.- Épillet mâle; F.- Épillet hermaphrodite; G.-
Caryopse; H.- Coupe longitudinale d’un caryopse.
D
E
F

Espèce ancestrale
(paturages)
Sorghos à grains
(Tous 2n=20)
Sorghum bicolor var. verticilliflorum
(milieux secs des savanes)
Sorghum bicolor var. technicum
(évolution récente)
Figure 12.-Evolution probable des différentes espèces et races de sorghos cultivés
qu'aujourd'hui et avait une végétation de
savane riche en espèces arbustives et
herbacées. Des preuves plus convaincantes
de la culture de sorgho pour
l'Afrique ne réapparaissent qu'à une période
beaucoup plus récente, entre 500 et
200 ans av. J.C. Pourtant, on retrouve des
preuves irréfutables de culture du sorgho
en Inde remontant à environ 3 800 ans
A.P., ce qui suppose que le sorgho était
cultivé en Afrique à une période bien
antérieure à cette date. Basé sur la distribution
actuelle et sur les analyses bio systématiques
des différentes races et variétés
de sorgho par rapport aux formes
spontanées, Harlan et collaborateurs ont
suggéré une évolution indépendante de
trois complexes de sorghos cultivés au
cours de trois épisodes différents de
domestication remontant à une période
comprise entre 6 000 et 4 200 années
A.P.
Il est maintenant établi que le
sorgho a été introduit en Inde vers 6 000 ans A.P. et a évolué sur le continent indien avant d'être réintroduit en
Afrique deux mille ans plus tard. Cette réintroduction a influencé fortement sur la variabilité de l'espèce qui était
probablement déjà cultivé dans les régions de savane sur une étendue de près de 5 000 Km de long à la largeur
du continent africain au nord de l'Équateur et sur près de toute sa longueur dans la région est du continent
(Figure 13). Le sorgho a été introduit dans les
régions de la vallée du Nil où il a été cultivé dès 1
500 ans av. J. C. En Syrie, sa culture a été documentée
depuis 700 ans avant notre ère et son introduction
dans les régions du sud de l'Europe, effectuée à
partir d'introductions de l'Inde, a débuté environ
100 ans après le début de notre ère. En Chine, son
introduction est plus tardive et les premières
preuves de sa culture ne sont évidentes qu'au cours
du 13 ème siècle de notre ère. Le sorgho, introduit
aux États-Unis par le biais des premiers convois
d'esclaves au 17 ème siècle, est devenu à partir de
1950, une culture importante dans ce pays. Les
États-Unis est maintenant le premier pays producteur
de sorgho au monde. La production, concentrée
dans les états du sud et du sud-ouest des États-
Unis, équivaut à près de 23 % de la production
mondiale. Contrairement aux régions africaines d'o-
rigine, ce sorgho est destiné presque exclusivement
à l'alimentation des animaux de ferme.
Écologie et utilisation du sorgho
Sorghum halepense (vivace, prostrée)
(2n= 40)
Sorghum bicolor ssp. sudanense (vivace --- annuelle)
(très variable morphologiquement) (prostrée ---- érigée)
(2n= 20,40)
Traditionnellement, le sorgho a été utilisé pour
ses graines dans les régions subtropicales chaudes
Sorghum bicolor var. arundinaceum
(milieux humides)
Sorghum bicolor var. virgatum
(milieux humides)
Sorghum bicolor var aethiopicum
(milieux secs des savanes)
Sorghum bicolor var. saccharatum
(évolution récente)
Figure 13- Origine présumée des diverses races et variétés de
sorgho cultivées dans un contexte spatial et temporel. Notez
que l'évolution des races cultivées a commencé en Afrique mais
que très tôt une migration vers l'Asie a permis une évolution de
certaines races dans ce continent et, par la suite, d'une réintroduction
de celles-ci au Moyen-Orient et en Afrique (adapté
de Harlan 1975).
- 17 -

où les conditions de pluviométrie sont limitantes (300 à 1100 mm par an) pour la culture d'autres céréales. Les
plantes de sorgho possèdent une photosynthèse en C4. Cette voie de photosynthèse permet une économie d'eau
substantielle sous les conditions de hautes températures et d'ensoleillement des régions de savanes subtropicales.
De plus, les feuilles de sorgho sont recouvertes de cires et ont tendance à s'enrouler sous des conditions
de sécheresse. Ces caractéristiques ont pour conséquence de réduire encore plus l'évapotranspiration sous des
conditions de stress hydrique. Le sorgho est aussi tolérant aux sols salins et son système radiculaire profond et
bien ramifié permet son utilisation sur des sols sujets à érosion. Le sorgho est résistant aux attaques des herbivores
et aux maladies fongiques et bactériennes. Cette résistance est due, en partie, à la présence d'un glycoside
cyanogénique, la dhurrine, qui est concentrée principalement dans les feuilles et les chaumes de la plante. Lors
du broyage des feuilles et des chaumes par la mastication d'un herbivore,
les enzymes de la glycolyse (localisées dans différents comparti- Dhurrine
ments cellulaires foliaires) sont libérées et agissent sur la dhurrine en
libérant les sucres et de l'acide cyanhydrique (HCN) volatile (Figure
14), un poison mortel à des concentrations très basses. De ce fait, les
CH2 CH CN*
feuilles de sorgho ne peuvent être consommées directement par les
animaux de ferme et doivent subir une fermentation préalable afin de
O
libérer le HCN produit lors du broyage. Cette fermentation est effectuée
par le biais de l'ensilage, un processus qui permet d'obtenir un
produit qui peut être consommé sans péril par les animaux de ferme.
Sucre
Les techniques et procédures utilisées pour la culture du sorgho à graines sont semblables à celles du maïs. Le
sorgho remplace cette autre céréale dans les régions à climats trop chauds ou trop secs pour la culture du maïs.
D'après leurs usages, les agronomes classifient les sorghos en quatre groupes. Le plus important du point de vue
de la production est le sorgho à graines, destinées dans les pays en développement de l'Afrique et de l'Asie à l'alimentation
humaine directe et en Amérique du Nord à l'alimentation des animaux de ferme. Une farine de
sorgho est préparée à partir des caryopses secs lesquels, de façon traditionnelle, sont pilés dans des mortiers de
pierre. La qualité nutritive des graines de sorgho est supérieure à celle des céréales traditionnelles comme le blé,
l'orge, le maïs ou le riz. La concentration de protéines peut atteindre 16-18 % et sa qualité est supérieure car elle
est plus riche en lysine et tryptophane. À cause de la petite dimension des caryopses et de leurs formes arrondies,
les caryopses de sorgho ne peuvent être broyés qu'entiers. La farine qui en résulte est colorée, mais possède tous
les éléments nutritifs contenus dans les couches du péricarpe et de l'aleurone ce qui rend cette farine plus riche
et complète que la farine blanche des autres céréales. Il en résulte une farine riche en vitamines A et en vitamines
du complexe B, ainsi qu'en minéraux. Par contre, le rapport gluténine: gliadine du gluten de la farine de
sorgho n'est pas balancé et cette farine n'a pas la qualité requise pour la fabrication de pain levain.
Dans les régions d'Afrique et d'Asie, la farine de sorgho est utilisée pour la préparation de galettes plates ou
sont ajoutées différents mets lors de leur cuisson. Dans bien des régions de l'Afrique de l'Est, les caryopses sont
aussi destinés à la fabrication de bières locales. En Amérique du Nord presque tout le sorgho planté est utilisé
comme source d'ensilage pour l'alimentation du bétail. Dans ce cas, les plantes de sorgho sont coupées dans les
premières étapes de la maturation des panicules lorsque l'albumen du caryopse immature est encore au stade
"laiteux". Les caryopses des variétés de sorgho sucrés, d'origine plus récente, servent, aussi à l'ensilage, et dans
certaines régions, à l'extraction de sirops destinés aux industries alimentaires, de jus et de boissons alcoolisées.
Dans ce dernier cas, les jeunes plantes à la phase de croissance végétative, et qui n'ont pas encore produit de
panicules, sont coupées et leurs chaumes broyées pour en extraire les jus sucrés qui sont par la suite concentrés
et purifiés. Les sorghos à balais, comme leur nom l'indique, servent à la fabrication de balais. Les panicules particulièrement
ramifiées, robustes et denses sont coupées et rassemblées pour être confectionnées à cet usage.
Finalement, le sorgho de pâturage (Sorghum sudanense ) est utilisé à l'alimentation du bétail, suite à un processus
d'ensilage pour éliminer les produits cyanogéniques accumulés dans les feuilles.
Amélioration génétique et sélection de variétés de sorgho:
La grande variabilité morphologique et physiologique et vaste distribution en Afrique des formes spontanées
de Sorghum bicolor et sorghum sudanense est reflétée dans le nombre et diversité des nombreuses variétés cul-
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tivées traditionnelles en Afrique et en Asie. Ces variétés sont adaptées à divers types de climats semi-désertiques
et diverses conditions de sols. Depuis l950, les chercheurs américains ont amélioré la production des variétés traditionnelles
par le biais d'améliorations génétiques contrôlées. La collection de cultivars traditionnels importée
aux États-Unis, à partir des régions de l'Afrique et de l'Asie, était principalement constituée de variétés de sorgho
destinées à la production de graines et de sorghos sucrés des races biologiques Kafir et Durra. Ces variétés ont
été croisées au cours des années 50 pour produire les premières variétés hybrides de sorgho à grains améliorés.
Les techniques utilisées étaient les mêmes que pour l'obtention des variétés hybrides et dihybrides du maïs. Très
rapidement des facteurs cytoplasmiques de stérilité mâle associés à des gènes de restauration de la fertilité ont
été découverts et incorporés pour faciliter la production de ces sorghos hybrides. A partir de 1960, des variétés
semi-naines ont été développées avec les mêmes objectifs que ceux suivis par les programmes d'amélioration
des blés semi-nains. Ces nouvelles variétés de sorgho, au nombre de plusieurs centaines, ont augmenté la production
de sorgho de façon significative. La production par hectare a presque triplé entre l950 et l995, et sous
des conditions favorables de culture, des rendements de 7 à 8 tonnes de caryopses par hectare sont atteints avec
ces nouvelles variétés semi-naines de sorgho.
Statistiques de production du sorgho en 2001 (FAOSTAT, révisé)
La production mondiale de sorgho était de 58 ,1 MTM en 2001. Cette production provenait de 100 pays. Les
principaux pays producteurs de sorgho, par ordre décroissant, étaient les États-Unis (13,1 MTM), le Nigeria (7,7
MTM), l'Inde (7,4 MTM), le Mexique (6,7 MTM), la Chine (2,9 MTM), l'Argentine (2,9 MTM) et le Soudan (2,5
MTM). La superficie plantée de sorgho était d'environ 42,6 millions d'hectares en 2001 et le rendement moyen
de production par hectare de 1,36 TM. Les pays comme les États-Unis, la Chine, Israël, la France et l'Italie produisaient
entre 4 et 7 TM/Ha tandis que le Mexique, le Panama et le Nicaragua avaient un rendement entre 1 et
2 TM/ha La plupart des pays en développement d'Afrique avaient des taux de production inférieurs à 1 TM/ha.
Les millets
Un certain nombre d'espèces appartenant à différentes tribus des Poacées reçoivent collectivement le nom de
millets. On retrouve ainsi environ 25 espèces de millets qui sont considérées par plusieurs comme les "céréales
des pauvres". Ces espèces, adaptées soit aux régions tropicales et sous-tropicales, soit aux régions tempérées,
produisent des caryopses de petites dimensions et sont cultivées dans diverses régions de l'Europe, de l'Afrique
et de l'Asie. Bien que la plupart des espèces soient utilisées comme plantes de pâturage et comme supplément
alimentaire des animaux de ferme, certains millets sont important pour soutenir l'alimentation humaine locale.
Ces espèces sont généralement mieux adaptées aux conditions climatiques et de sols qui sont marginales pour la
culture des céréales traditionnelles. Collectivement, la production annuelle de millets destinée à la production
de graines était estimée en 2001 à 29 MTM provenant de surfaces de culture d'environ 37,4 millions d'hectares.
La qualité nutritive des farines produites à partir des millets est élevée du fait de la dimension réduite des caryopses.
En effet les farines sont enrichies par l'apport de protéines riches en lysine et tryptophane, vitamines (A
et complexe B) ainsi que de minéraux issus du péricarpe, du germe et de la couche d'aleurone qui ne peuvent
être séparés de l'albumen lors du broyage. Par contre, cette farine doit être consommée rapidement car elle
devient rance quelques jours après sa préparation.
Six espèces de millets, Panicum miliaceum (Figure 15), Setaria italica, Eleusine coracana, Pennisetum americanum,
P. glaucum et Eragrostis tef, se démarquent dans leurs production et sont utilisées principalement ou
en partie, pour l'alimentation humaine directe. Les deux premières espèces sont cultivées dans les régions tempérées
tandis que les quatre dernières le sont dans les régions subtropicales et tropicales.
Panicum miliaceum et Setaria italica ont été parmi les premières espèces utilisées et cultivées, tôt dans la
période du Néolithique, en Asie et en Amérique centrale. Bien qu'une partie importante de la production de ces
- 19 -

espèces soit maintenant destinée à l'alimentation du bétail, les caryopses ont déjà sauvé et continuent à sauver
de la famine de populations humaines des régions agricoles soumises à des conditions climatiques défavorables.
En Russie et dans d'autres régions de l'Asie centrale, la farine de P. miliaceum , le proso, est utilisée pour la préparation
de pains aplatis et de gruaux (Kasha).
Eleusine coracana, Pennisetum americanum, P. glaucum et Eragrostis tef, sont originaires de l'Afrique et ont
été cultivés dans les régions de l'Est et du Centre de ce continent au cours des derniers 3 000 ans. Ces espèces
ont été exportées en Asie où elles sont cultivées dans les régions semi-désertiques qui ne sont pas favorables à
la culture du riz ou du blé. La farine préparée à partir des caryopses de Eleusine coracana (Figure 16), qui ont
l'avantage de pouvoir être emmagasinés pendant 10 ans ou plus sans souffrir de dommages, est utilisée pour la
préparation de galettes plates, de porridges et de bière. Pennisetum americanum et P. glaucum sont, parmi
les millets africains, ceux qui sont les plus résistants à la sécheresse et ils s'accommodent bien aux sols appauvris
par d'autres cultures intensives. Ces deux espèces, en particulier la première, sont l'aliment de base de millions
d'Africains qui habitent dans le Sahel et dans les régions limitrophes du sud et de l'est du désert du
Sahara.
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Figure 15. Gauche: Plant et racème détaché du millet japonais (Echinochloa frumentacea).
Droite: Plant du millet Proso (Panicum miliaceum) (figure adaptée de Léonard & Martin 1963).

A
Statistiques de production des millets (pris collectivement) (FAOSTAT 2001, révisé)
B
Figure 16. Eleusine coracana (L.) Gaertn. : Millet ragi. A.- Tige avec des fleurs; B.- Base de la plante;
C.- Épillet; D.- Coupe transversale de la lemma et la paléa; E.- Fruits.
La production mondiale de millets en 2001 était estimée à 29,2 MTM réparties dans 71 pays sur une superficie
totale d'environ 37,4 millions d'hectares. Ces statistiques sont probablement très sous-estimées, car les
experts opinent que la production est probablement le double de celle rapportée. La plupart des millets sont
plantés dans des jardins privés ou sur des lopins de terre non recensés et ne sont pas souvent rapportés aux
autorités locales. Les principaux pays producteurs de millets étaient en 2001: l'Inde (9,5 MTM), le Nigeria (6,1
MTM), le Niger (2,4 MTM), la Chine (2,4 MTM), la Fédération Russe (1,3 MTM) et le Mali (0.86 MTM). Le rendement
moyen par hectare est estimé à 780 Kg et varie d'après les pays entre 0,2 et 4.4 TM, les pays industrialisés
et européens rapportant les plus hauts rendements de production par hectare, avec une exception (suspecte),
les Maldives produisant 4.4 T/ha.
D
C
E
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