Le maïs est la deuxième espèce la plus cultivée en France derrière le blé. C’est dire l’importance de cette culture dans notre environnement au sens large.

Mais alors que l’équation blé = pain s’impose à tous, le flou le plus complet gagne les esprits dès que l’on parle de maïs. A quoi peuvent donc bien servir plus de 3 millions d’hectares de maïs ? C’est le point qu’il faut nécessairement éclaircir en premier lieu.

45% de ces surfaces sont destinées à la production de fourrage consommé sur l'exploitation par les troupeaux (vaches laitières, viandes).

Ce dossier est consacré aux 55% restant, c'est-à-dire au maïs grain et à ses différentes utilisations industrielles (alimentaires ou non alimentaires).

Trois procédés sont utilisés pour transformer les grains de maïs en des sous-produits de valeur.

• Le broyage complet utilisé par l'industrie de la distillerie,
• La mouture sèche mise en œuvre par l’industrie de la semoulerie (bière, céréales, apéritifs, alimentation du bétail et des animaux domestiques, industrie chimique),
• La mouture humide mise en œuvre par l’industrie de l’amidonnerie (alimentation humaine, papeterie, chimie, pharmacie, cosmétiques, alimentation animale).

 Le broyage complet

Il s’agit d’un simple broyage de l’ensemble du grain qui permet d’obtenir une farine grossière. Celle ci est ensuite mise en présence d’enzymes pour une série d’hydrolyses permettant la libération de sucres fermentescibles. Ces sucres servent alors de substrat aux levures qui produisent de l’éthanol.

 La mouture sèche

Les grains sont d’abord nettoyés, puis ils subissent un trempage destiné à les ramollir. Après un temps de repos et d’égouttage, les grains sont dégermés.

Différentes chaînes de broyage plus ou moins fin peuvent être utilisées selon la taille des particules que l’on souhaite obtenir. On distingue : les hominy (gros fragments d’amande de 4 à 6 mm) les grits (fragments moyens de 0,75 à 2,3 mm) et les farines (< 0,75 mm).

Ces semoules et farines sont utilisées en brasserie, pour la fabrication des céréales pour le petit déjeuner...
Pour plus d'information, consultez le dossier sur la semoulerie

 La mouture humide

C’est la voie de transformation de la plus grande partie du maïs dans les pays développés, puisqu’elle fournit l’amidon et des sous-produits de valeur tels que le gluten, les huiles et tourteaux, les drèches (corn gluten feed).

Les grains sont nettoyés et mis à macérer dans des conditions contrôlées.

Ce mélange est ensuite broyé grossièrement afin d’éliminer les germes. Le mélange restant est soumis à un broyage fin, une filtration et une centrifugation.

L’amidon peut être commercialisé en l’état. On distingue l’amidon standard de certains amidons hautement spécialisés (tel l’amidon waxy). L’amidon peut aussi être traité par hydrolyse acide ou par hydrolyse enzymatique (alpha amylase, gluco-amylase, bêta-amylase, pullunase...). Ces hydrolyses aboutissent à des composés variés : dextrose (D-glucose), sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS), sirop de maïs ordinaire, édulcorants...

Voici le témoignage d’un “ maïsophile anonyme" :

“ Bonjour je m’appelle Régis, j’ai 31 ans et je consomme du maïs depuis ma plus tendre enfance.
Ça a commencé dès le biberon puisque j’avais développé une allergie au lait de vache et au lait de soja.

Mon “ lait ” en poudre ne contenait pas une trace de lait, mais des polymères de glucose et de l’amidon de maïs modifié. Après six mois à ce régime, on a pu réintroduire le lait dans mon alimentation et depuis, tout va bien.

Depuis, je continue à consommer du maïs sous toutes ses formes. Voici le programme de ma journée :

• Au petit déjeuner, pas de surprise : des Corn Flakes.
  Puis une tasse de café soluble (les malto-dextrines permettent une bonne dispersion et une bonne solubilité de la poudre) et une tartine de pain brioché (amidon modifié) avec de la confiture (dextrose, sirop de maïs).

• Passant par la salle de bain, je cherche mon dentifrice (le sorbitol dérivé du dextrose peut représenter jusqu'à 50% du volume du dentifrice) qui est caché derrière ma crème après rasage (sorbitol, amidon...).

• Juste le temps de saluer mon voisin qui construit sa maison. Je lui apprends qu’il consomme du maïs car le sirop de maïs est un adjuvant dans le béton. L’amidon de maïs sert quant à lui à la fabrication des plaques de plâtre, l’huile de maïs ainsi que le furfural et le xylose (extrait des rafles de maïs) peuvent servir dans certaines peintures ou dans des vernis.

• Je récupère ma voiture qui était en révision : les pneus neufs ont été démoulés en usine grâce à un poudrage d’amidon, le lave glace fonctionne de nouveau (éthanol) et les bougies ont été changées (amidon de maïs dans la partie en porcelaine).

• De retour à la maison, je mange une pizza surgelée (dont la croûte contient de l’amidon modifié et dont la sauce contient du dextrose) et termine mon repas par un petit cake au fruit (amidon modifié).

• Je fais mes courses au supermarché : un quart des produits dans les rayons contient du maïs sous une forme ou sous une autre. Le papier sur lequel est inscrite la liste des commissions contient lui aussi une petite part d’amidon de maïs.

• Une petite visite à l’hôpital pour voir mon ami Jean-Paul. On lui change sa perfusion de dextrose (sirop de maïs) et on lui donne ses antibiotiques (culture des souches sur un sous-produit de meunerie qui stimule la production). Les cachets sont enrobés de Tylenol, là aussi un dérivé du maïs. Il m’offre un soda à la cafétéria de l’hôpital (le goût sucré provient d’un mélange à part égale de saccharose et de sirop de fructose de maïs qui est plus doux que le saccharose seul).

• Il est temps de préparer le repas de ce soir. Au menu, outre du maïs doux en salade (40 000 ha sont cultivés chaque année en France), j’hésite entre un poulet fermier des Landes (nourri avec du maïs) ou un rôti de bœuf (le maïs est un fourrage très apprécié par les éleveurs car il est énergétique, régulier en qualité et se conserve bien pendant tout l’hiver). En dessert, je servirai des sorbets et des glaces (sirop de fructose de maïs). Même le chien a droit à ses croquettes à base d’amidon de maïs. Voici les amis qui arrivent pour le dîner, juste le temps de sortir une bouteille de bourbon, quelques chips au maïs et une sauce pimentée et je suis à eux ”.

Le maïs est étroitement associé à l’agriculture productiviste de ces cinquante dernières années. Ce type d’agriculture est de plus en plus décrié et l’attention de ses détracteurs se focalise souvent sur le maïs qui est une plante très productive et qui a besoin d’intrants (eau, engrais,...) pour atteindre cette haute productivité.

Toute activité humaine a des impacts sur l’environnement. La production agricole n’échappe pas à ce principe ; c’est évidemment une source de contraintes et de nuisances qu’il ne s’agit pas de nier. Les activités domestiques ou de production industrielle sont, elles aussi, sources de beaucoup de désagréments. Une chose est sure cependant, ces dernières n’ont aucun impact positif pour l’environnement, contrairement aux productions végétales et à la production de maïs en particulier. Ce sont ces aspects positifs que nous allons souligner :

- absorption de gaz carbonique,
- production d’oxygène,
- production de biomasse, ...

Le maïs est une véritable usine à oxygène

En été, un hectare de maïs fixe en moyenne par jour 450 à 500 kg de CO2 (900 kg les plus beaux jours - 150 les plus mauvais) et libère 220 à 250 m3 d'oxygène, soit à peu près la consommation annuelle d’un adulte. Sur les 6 mois de culture, cela représente 18 à 20 000 m3 d’oxygène libéré 
et 35 à 40 t de gaz carbonique fixé.

En 20 jours d’été, les 3 millions d’hectares de maïs français produisent suffisamment d'oxygène pour alimenter les 60 millions de français pendant 1 an.

Un hectare de maïs produit deux fois plus d’oxygène en un an qu’un hectare de blé et quatre fois plus qu’un hectare de forêt.

Comment le maïs arrive t-il à produire autant d'oxygène?
Maïs et photosynthèse

A partir de l’eau et du dioxyde de carbone, la photosynthèse grâce à l’énergie lumineuse produit de l’oxygène et des sucres simples (ces glucides simples sont ensuite convertis en des milliers de composés secondaires : glucides complexes -amidon, cellulose-, protéines, lipides, lignine,...). On peut résumer cette longue chaîne de réaction biochimique par la formule :

6 CO₂ + 6 H₂0 -> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Mais en fait, toutes les espèces n’utilisent pas le même chemin pour arriver à ce même résultat. Il existe deux voies qui diffèrent dès les premiers instants. On distingue les plantes en “ C4 ” appelées ainsi car les tous premiers composés organiques intermédiaires formés possèdent 4 atomes de carbone et les plantes en “C3 ” qui produisent des composés intermédiaires à 3 atomes de carbone.

Le maïs est l’une des rares plantes en C4, tout comme le sorgho et la canne à sucre.
Les autres plantes (blé, tomate, pomme de terre, pommier, betterave, peuplier, œillet...) sont des plantes en C3. L’intérêt de distinguer ces deux systèmes métaboliques est de comparer leur efficacité respective en fonction des conditions du milieu.

Pour simplifier on peut dire que les plantes en C4 sont plus efficaces que les plantes en C3 :

• En condition de faible intensité lumineuse ou de faible concentration en dioxyde de carbone, le maïs et les plantes en C4 répondent à toute l’intensité disponible.

• Contrairement aux plantes en C3 qui plafonnent rapidement : plus l’intensité lumineuse est forte, plus l’activité photosynthétique est importante.

A ces deux systèmes métaboliques correspondent des caractères anatomiques différents qui offrent des atouts supplémentaires au maïs :

• La feuille de maïs se caractérise par deux sortes de tissus, le mésophylle et le parenchyme périvasculaire. Ils sont emboîtés comme des manchons autours des vaisseaux conducteurs de la sève. Cette disposition favorise la migration des produits de la photosynthèse vers les vaisseaux et économise l'eau (1).

• Les cellules de la gaine périvasculaire sont le lieu principal de la photorespiration. Cette série de réaction est tout le contraire de la photosynthèse puisqu’elle dégage du dioxyde de carbone en détruisant une partie des assimilats nouvellement formés (20 à 50% chez les plantes C3). Chez le maïs, le dioxyde de carbone est concentré dans la gaine périvasculaire ce qui inhibe les enzymes de la photorespiration : les pertes sont donc très limitées.

• En été, lorsque la chaleur est intense, les plantes subissent un stress hydrique. L'épiderme des feuilles est percé d'orifices qui permettent les échanges gazeux entre le mésophylle et l'air ambiant. Ces orifices sont les stomates. On en dénombre par exemple environ une centaine par mm² de feuille chez le maïs.
  
  Pour limiter la perte d'eau, les stomates des feuilles se ferment. Ceci diminue effectivement la perte de vapeur d'eau mais entrave également la pénétration du CO2 et la diffusion de l'oxygène. Chez les plantes en C3, la photosynthèse diminue puisque le CO2 devient limitant. Chez les plantes en C4, le CO2 étant concentré dans la gaine périvasculaire à une concentration 50 fois supérieure à l'air ambiant (2) il n'y a pas de facteur limitant et la production peut continuer. L'utilisation de l'énergie lumineuse disponible est optimisée.

Maïs : le CO2 n'est pas limitant, la photosynthèse fonctionne à plein régime.

BILAN :  Un hectare de maïs produit deux fois plus d’oxygène en un an qu’un hectare de blé et quatre fois plus qu’un hectare de forêt.