L'acide formique: un traitement bio

Le varroa est un facteur clé dans l'affaiblissement des colonies. Pour lutter contre ce parasite, il existe différents traitements au cahier des charges bio. Dans cet article nous nous concentrerons sur l'utilisation de l'acide formique. Nous aborderons les questions théoriques puis nous finirons par la pratique. 


 

Sommaire:

1.Aspects théoriques sur l'acide formique.
1.1. L'acide formique : un acide naturel
1.2. L'acide formique et le varroa
1.2.1. L'action sur le varroa
1.2.2. Efficacité de l'acide formique par rapport au taktic
1.2.3. Spécificité de l'acide formique contre le varroa
1.2.4. Importance de la température sur la sélectivité du traitement
1.2.5. Importance de la position du support lors du traitement à l'acide formique
1.2.6. L'importance d'une chambre d'évaporation
1.2.7. L'effet sur les varroas du couvain
1.3 Acide formique et autres parasites de la ruche
2. Aspects pratiques des traitements à l'acide formique
2.1. Etude du niveau d'infestation et traitements: lutte intégrée
2.2. Différentes méthodes de traitements
2.2.1. Le traitement flash
2.2.2. Le traitement à l'acide formique par diffuseur
2.2.3. Les traitements avec des gels d'acide formique
3. Acide formique et santé
3.1. Risques pour l'homme
3.2. Acide formique et résidus dans le miel
3.3. Impact sur les faux bourdons

 

1. Aspects théoriques sur l'acide formique.


1.1. L'acide formique : un acide naturel

mol233;cule d'acide formiqueL'acide formique est une molécule composée de carbone, oxygène et hygrogène. On parle de molécule organique. De formule CH2O2, nous pouvons voir sur la figure un groupement carboxyle (COOH). Il s'agit donc d'un acide carboxylique. La présence d'un seul carbone lui donne le nom d'acide méthanoïque en chimie.

Cet acide est produit naturellement par certains hyménoptères comme les fourmis. La vidéo suivante montre que les fourmis sont capables d'en produire des quantités significatives pour leur défense. 

 

 

 

La figure présente l'effet des acides sur les polymères de chitine. Il nous permet de comprendre que l'acide formique est particulièrement efficace contre les organismes ayant un exosquelette de chitine (ecdysozoaires). Il va dissoudre (découper en petits bouts) la chitine et donc faire des trous dans son adversaire. On retrouve aussi de l'acide formique dans le venin d'abeille.

En 1671, John Ray un naturaliste, réalise la première extraction d'acide formique par distillation de fourmis. La température d'ébullition de l'acide formique à 101°C et sa grande solubilité dans l'eau a du rendre sa purification difficile.
La figure ci-dessous vous indique un des procédés permettant la synthèse et la purification de l'acide formique de manière industrielle. Une hydrolyse de formiate de potassium grâce à de l'acide sulfurique permet l'obtention d'acide formique. Les points d'ébullition des deux produits sont très différents (101°C / 1689°C). L'acide formique est purifié par une distillation à faible température. De nombreux autres procédés existent en remplaçant le potassium par du sodium ou à partir de méthanol et d'ammoniac.

Exemple de synth232;se de l'acide formique

1.2.L'acide formique et le varroa


1.2.1. L'action sur le varroa

 

Le document suivant est un ensemble de courbes présentant la consommation d'oxygène par des varroas en présence d'acide formique. Nous pouvons voir que les droites 2 et 3 ont une pente plus faible que le témoin. L'acide formique inhibe donc la respiration des varroas.

Ce document présente des droites provenant de l'étude de Bolli et al. en 1992 sur la respiration et l'acide formique. On peut voir que la droite des larves de 2 jours traitées ou non ont la même pente. Celle des larves de 4-5 jours ont une pente similaire. On peut donc conclure que l'acide formique n'a pas d'action sur la respiration des larves de 1 jour et un très faible impact sur celles de 4-5 jours.

Le tableau ci-dessus  montre que le formamide (réaction de l'acide formique avec de l'ammoniac) inhibe l'activité du cytochrome c oxydase. Ce dernier se trouve dans la membrane interne des mitochondries. Les mitochondries sont des organites. Les organites sont des espaces cellulaires limités par une ou plusieurs membrane.

Le formate, l'anion dérivé de l'acide formique, a été étudié par Peter Nicholls en 1975. Il montre qu'il inhibe de façon dose dépendante l'activité du cytochome c oxydase.

Ce cytochrome est le complexe IV de la chaîne respiratoire. La vidéo suivant nous indique l'importance de ce complexe dans la synthèse d'ATP.

 

Pour bien comprendre, le passage des électrons des unités a à a3 conduit à la réduction du complexe IV.

Comme le montre la figure suivante, la réduction  se traduit par une augmentation du potentiel redox (E'0) qui correspond à une accumulation d'énergie chimique (kJ/mol).

Cette énergie est utilisée pour  le passage de deux protons vers l'espace inter membranaire et la formation d'eau qui consomme un proton. Ces deux phénomènes conduisent à la formation d'un déséquilibre en protons de part et d'autre de la membrane. Il y a plus de protons dans la partie inter membranaire.

Le retour des protons dans la matrice mitochondriale permet le fonctionnement d'une ATP synthase qui produit de l'ATP.

 

La réaction suivante montre que l' hydrolyse (coupure par l'eau) de cette molécule conduit à la production d'énergie. Cette énergie est utilisée par les cellules pour les réactions du métabolisme mais aussi pour les mouvements.

La figure  de Keyhani ci-dessous nous montre qu'en présence de formate et d'un réducteur, le cytochrome ne se modifie peu. Il y a une très faible réduction. La production d'énergie est réduite.

 

L'action de l'acide formique sur le varroa est donc une inhibition de la chaîne respiratoire. Son influence sur le varroa est-elle aussi importante que des molécules non bio comme l'amitraze?

1.2.2. Efficacité de l'acide formique par rapport au taktic (amitraze)

Sur la figure 3 de l'étude de Lupo et al. en 2000 nous pouvons voir que le taktic et l'acide formique ont permis un niveau d'infestation similaire. Le traitement d'acide formique utilisé est un flash avec 25 ml d'acide à 85%. L'amitraze est une des molécules les plus efficaces contre le varroa. L'acide formique semble donc être un moyen de lutte bio particulièrement intéressant. Il est à noter que dans cette étude 8 traitements ont été effectués tous les 3 jours avec un changement de reines au dernier.

Sur la figure suivante de l'étude précédente, nous pouvons voir les courbes du nombre de varroa en fonction du temps et de différents traitements. Le traitement à l'acide formique a une action plus forte au début de traitement mais plus courte dans le temps.

Il est important de comprendre si l'acide formique a une action spécifique contre les varroa et une faible action sur les abeilles.

1.2.3. Spécificité de l'acide formique contre le varroa

L'étude de Lindberg en 2000 présente la LD50 de l'acide formique sur les abeilles et le varroa. Cette étude a été réalisée dans des cages à température ambiante. La LD50 correspond à la dose de produit causant la mort de 50% des individus. On peut voir que les LD50 baissent en fonction du nombre d'individus. Celle des abeilles est aux alentours de 1,75 et celle des varroas vers 0,75. L'acide formique a deux fois plus d'effet sur le varroa que sur les abeilles. Malgré cet écart, il s'agit d'une spécificité faible comparé à celle d'autres produits. Par exemple, la sélectivité du tau-fuvalinate est de 1000.


1.2.4. Importance de la température sur la sélectivité du traitement

Sur les graphiques de l'étude de Robyn en 2003 on peut voir que les courbes à 35°C sont plus abruptes que celles à basse température. La température a donc une nette influence sur l'efficacité de l'acide formique. Elle est plus importante à 35°C.

Sur la figure 2 de l'étude précédente, on peut voir que pour les graphiques exprimant la survie des abeilles, les courbes des cages traitées sont plus basses que celles du témoin sauf à 5°C. L'acide formique a donc un effet négatif sur les abeilles. Si l'on s'intéresse à la courbe à 0,16 mg/l nous pouvons voir que la survie des abeilles est plus forte à 35°C.

Il est intéressant de noter qu'avec une dose de 0,16mg/l à 30°C, la sélectivité est de 2/1 comme dans l'étude précédente, mais que ce ratio monte à 5/1 à 35°C. La température est donc un paramètre important dans la spécificité de ce traitement.

La mesure des variations de la température de la ruche montre que malgré des fluctuations extérieures importantes, celle-ci reste à 35°C. Les conditions in vivo sont donc optimum pour l'efficacité de ce traitement. Dans la pratique, il faut limiter les traitements lorsqu'il fait plus de 25°C pour éviter l'embalement des reines.

1.2.5. Importance de la position du support lors du traitement à l'acide formique

Le document suivant est la table 2 de l'étude de M. Eguaras sur l'importance de la position d'un gel d'acide formique. On peut voir que deux blocs de gel placés sur et sous les cadres ont une efficacité de 94% alors que placés sur les cadres, elle se limite à 80,77%.

 

Sur la figure 5 de l'étude de Engelsgrop de 2008, avec un traitement posé entre la hausse et le corps, nous pouvons remarquer que la proportion varroas morts est plus forte dans la hausse et sur les cadres du centre. On peut donc penser qu'il est plus intéressant de traiter par le dessous.

Le document suivant présente les résultats des essais réalisés par Adara sur l'évaporation de l'acide formique en fonction du temps et du support. Nous pouvons voir qu'il n'y a pas de différence nette entre les différents supports.

 
1.2.6. L'importance d'une chambre d'évaporation 

 Le tableau suivant présente les résultats des travaux d'Adara sur le traitement à l'acide formique. On observe que les valeurs de l'efficacité du traitement à l'acide formique sont plus importantes en présence d'une chambre d'évaporation lors d'un traitement par le haut. Pour cela, il vous suffit de retourner votre nourrisseur.

 L'acide formique n'est pas seulement efficace contre le varroa. Il semble avoir un spectre plus large.

1.2.7. L'effet sur les varroas du couvain

Les documents ci dessus proviennent des études de Engelsdorp et Amarine. Le graphique montre que l'acide formique a une action sur les varroas dans le couvain operculé d'ouvrières. Le tableau nous indique qu'avec un traitement de 90ml d'acide formique à 50% et une huile essentiel (HBH=Honey-B-Healthy TM, qui évite la perte des reines) l'acide formique est aussi efficace sur les varroas du couvain de mâles.

1.3. Acide formique et autres parasites de la ruche

Le tableau suivant présente l'effet de l'application sur des larves de la LD50 d''acide formique et d'autres composants. Le reste des larves non mortes est étudié afin de comprendre les effets latents. Nous pouvons voir que l'acide formique est une molécule qui a le plus fort effet sur les larves, la longévité des individus et sur l'oviposition.

 

2. Aspects pratiques des traitements à l'acide formique

2.1. Etude du niveau d'infestation et traitements : lutte intégrée

Les traitements ne doivent pas être systématiques. Pour cela l'équipe de Chapleau qui développe les plateaux Apinovar a réalisé une très belle synthèse sur la lutte intégrée utilisant l'acide formique. 

Le tableau ci-dessus présente le calendrier de régie pour la lutte intégrée contre le varroa avec les plateaux apinovar. Vous pouvez cliquer sur les liens pour avoir des informations détaillées par saison.

Dépistage

(début)

Raison du dépistage Durée

Seuil

de mortalité naturelle

(MN)

Interventions et commentaires
1er mai  Savoir si le seuil printanier est dépassé et si oui planifier les interventions  3-4 jours

 1

/jour

Intervention à faire si le seuil est excédé. Voir: Intervention au printemps selon le niveau de la mortalité naturelle

Si le seuil n’est pas excédé et si un stock d’abeilles résistant est utilisé (indice jd≥20), les colonies atteindront la prochaine fenêtre de traitement sans dépasser le seuil de dommages et probablement même la période des traitements de fin de saison. L’application de mesures biotechniques (retrait du couvain de mâles, nucléi) ou d’un traitement léger en toute fin de printemps peut néanmoins contribuer à réduire la MN de fin de saison.

 25-30 juillet  Savoir si le seuil de mi-saison est atteint et si oui planifier un traitement d’urgence 1-2 jours

 10

/jour

 Intervention à faire si le seuil est excédé. Voir : Interventions à la mi-saison selon le niveau de la mortalité naturelle.

Si le seuil n’est pas atteint, la grande majorité des colonies pourront atteindre la période des traitements de fin de saison sans subir de dommage significatif. Il est possible d’appliquer quand même un traitement de mi-saison afin de réduire le besoin de traitement en fin de saison. Ce seuil n’est pas nécessairement sécuritaire si on n’utilise pas un stock résistant.

 5-10 septembre  Connaître le niveau d’infestation de fin de saison et planifier les traitements de fin de saison  1-2 jours  25 /jour

Les traitements sont toujours requis.

Le nombre de traitements varie selon le niveau de la MN.

Voir: Interventions en septembre selon le niveau de la mortalité naturelle.

Le dépassement de ce seuil affecte le succès de l’hivernage (taux de perte et force au printemps).

Il est important de commencer les traitements tôt et de suivre la séquence d’applications.

25 -30 octobre

(15 jours après le dernier flash)

 
Vérifier l’efficacité des traitements de fin de saison et vérifier si un oxalique est requis    3-4 jours  0,5-1/jour

Si le seuil est excédé: intervention souhaitable ou absolument nécessaire selon le niveau de la MN. Voir Interventions après traitement d’automne selon le niveau de la mortalité naturelle.

Nous avons des réserves face à la méthode par sublimation, quant à l’impact potentiel sur la force des colonies le printemps suivant. Nous préférons pour le moment nous en tenir à la méthode par dégouttement.

Si le seuil de septembre n’avait pas été dépassé et que les traitements ont été bien appliqués, très peu de colonies requierront un oxalique. Ce pourcentage est inférieur à 10% dans notre cas. Nous les traitons sur une base individuelle.

 Les comptages se font sur une lange graissée (saindoux...). Il ne faut pas compter les varroas transparents. Il faut prendre en compte à partir du troisième stade de pigmentation présenté sur la photo (Chapleau).

Diff233;rentes pigmentation de varroa

2.2. Différentes méthodes de traitements

Différentes méthodologies de traitement à l'acide formique existent : flash, long terme et gel. Elles conduisent à des concentrations d'acide formique variables dans les ruches. 

 Nous pouvons voir sur ce graphique d'au bout de 6 heures la majorité de l'acide formique s'est évaporée.

2.2.1. Le traitement flash 

 Synth232;se sur l'application de l'acide formique

Les données ci-dessus sont une synthèse des traitements en flash formique. Pour le dosage en warré, un produit en croix à partir de la ruche Langstroth nous permet de déterminer un dosage en 15 et 25 ml par corps. Personnellement, j'espace mes traitements de 3-5 jours suivant la météo. L'acide formique est déposé dans une petite assiette en plastique sur le dessus des cadres avec le nourrisseur retourné.  Pour limiter l'effet de la propolisation, le support doit être renouvelé à chaque traitement. 

Dans la pratique, Chapleau modifie le dosage du traitement avec la température.

 

Efficacit233; flash formique vs coumaphos

Les travaux de Chapleau et les documents présentés nous montrent que 4 flash formiques ont une efficacité d'environ 96.2%. 

Moyenne de varroa et flash formique

Engelsdrop et al. montrent a travers le diagramme suivant qu'un flash formique joue sur l'infestation en varroa. On comprend bien la nécessité d'appliquer plusieurs blocs de traitements en cas de fortes infestations.idéo

La vidéo suivante vous présente comment je pratique le traitement à l'acide formique. 

 

2.2.2. Le traitement à l'acide formique par diffuseur

Charrière et al. dans leur étude cherchent à comparer différents diffuseurs d'acide formique dans différentes conditions. Le document suivant présente ces dernières. Ce traitement se fait en deux blocs. Le premier de 7 jours et le deuxième de 14 jours avec un dosage d'acide formique entre 60 et 130 ml d'une solution à 70%.

 Conditions de test de diff233;rents diffuseurs d'acide formique

Efficacit233; des diffuseurs lents d'acide formique

Les résultats de leur étude nous montrent une efficacité supérieure au flash formique mais une perte de reines non négligeable. Le diffuseur Apidea est le plus intéressant car il a la plus forte efficacité sans conduire à la perte de reines.

Charrière et al. signalent que les traitements flash seuls ne sont pas suffisants au contrôle de la population de varroa. Ils doivent être combinés avec un traitement à l'acide oxalique et avec des mesures biotechniques (destruction de couvain de mâles...).

Le laboratoire Biovet présente en 2011 une légère modification du protocole.

 

Dosage d'acide formique à 85% pour le 1er et 2éme traitement et quantité d'acide évaporée par jours en ml (Biovet.ch)

Sorte de ruche

Quantité d'acide formique à 85%

 

Valeurs indicatrices de la quantité

d'acide évaporé par colonie et par jour

 

1er traitement

(août)

2éme traitement

(septembre)

Ruche à un corps 50 ml 100 ml 10 -15 ml
Ruche à 2 corps 100 ml 200ml 20-30 ml
Dadant 100 ml 200ml 15-20 ml
Ruche suisse (Bürki) 50 ml 100 ml 10-15ml

Il préconise un premier traitement de 4 jours en août avant le nourrissement, puis un traitement d'une semaine en septembre. Les dosages sont présentés dans le tableau ci-dessus.

 

2.2.3. Les traitements avec des gels d'acide formique

On retrouve dans la littérature différentes formulations de gel contenant de l'acide formique. L'étude de M. Eguaras présentée plus haut utilise un gel avec 8 g de carboxipolimetilen et 232 g d'acide formique à 70%. La méthode la plus efficace est de mettre 120 g de gel sur les cadres et 120 sous les cadres pendant 15 jours.

3. Acide formique et santé

3.1. Risques pour l'homme

 L'acide formique provoque des lésions cutanées et oculaires en cas de contact avec la peau ou les yeux. En cas de projection, rincer 15 minutes à vive eau et appeler le centre anti poison. Les traitements présentent-ils un risque pour le consommateur?

3.2. Acide formique et résidus dans le miel

 Traitement d'acide formique 224; l'automne

La table III de l'étude de Bogdanov et al. de 2002 présente la concentration d'acide formique dans le miel après 2 traitements à long terme à l’AF (130 ml 70% d'acide formique acide/colonie pendant 7 jours). Ils ont été fait entre août et septembre durant 3 années : moyenne 46, min. 0, max. 139 mg/kg. Cette augmentation n’est pas problématique car le goût du miel ne change qu’à partir de 300 mg d’AF par kg de miel. Il n’y a pas eu d’augmentation de la teneur en AF du miel au fur et à mesure des traitements.


Traitement d'acide formique et oxalique au printemps

La table VI présente l'impact sur l'acidité du miel (meq/kg) de 2 traitements à long terme entre août et septembre, suivit d'un à l’acide oxalique en période sans couvain. On peut voir que ces traitements n'ont pas d'impact sur l'acidité libre du miel récolté l’année suivante.

Table IV (Bogdanov 2002): Influence du traitement à l'acide formique sur la composition en acide formique (AF) du miel et en acides libres (AL).

Type de traitement

 Pas de traitement 

AF (AL)

Traitement

AF (AL)

Augmentation en acides

AF (AL)

Moyenne de 7 ruchers 61 (22) 254 (25) 193 (3)

La table IV présente les teneurs en acide formique dans différents miels d'été lorsque des traitements d’urgence ont été effectués à l’AF au printemps : moyenne 193, min. 38,max. 417 mg/kg . On peut observer une augmentation importante. Des résidus d’un tel niveau peuvent modifier le goût du miel, ce que les règlements internationaux sur le miel n’autorisent pas. Ce type de traitement est donc à proscrire.

3.3. Impact sur les faux bourdons

Les varroas ont un impact sur la qualité et la quantité de faux bourdons dans les ruches. Est-il intéressant de réduire ces varroas avec un traitement à l'acide formique?

Les tables suivantes proviennent de l'étude de Guzman de 1999 où 5 colonies ont été traitées avec de l'acide formique sous forme de gel (Feldhaufer 1997). Il s'agit de colonies qui ont été traitées contre les varroas où l'on a ajouté un morceau de 42.5 *15 cm de couvain de mâles.

 

Table1: Tableau de la production en mâles sur 3 périodes dans des colonies traitées

ou non à l'acide formique (L. I de Guzman 1999)

Type de traitement Date d'émergence (pourcentage du total produit)
 Jour1  Jour 7  Jour 12 Total de mâles
Acide formique 705 (46%) 670 (43%) 174 (11%) 1549
Control 3800 (100%) (0%) (0%) 3800

 

Nous pouvons voir sur la table 1 que la production de faux bourdons et réduite en cas de traitement à l'acide formique. On peut observer un retard d'émergence. Il est dû à la destruction des oeufs les premiers jours du traitement. De nouveaux oeufs ont ensuite été pondus. L'acide formique a un impact sur la quantité de mâles. Le traitement à l'acide formique a-t-il un impact sur la qualité des faux bourdons?

 Table 2: Tableau présentant la moyenne de survie des mâles après leur émergence dans des colonies traitées ou non (L. I de Guzman 1999)

Type de traitement Nombre moyenne de survivant (Pourcentage)
Jour de l'émergence  Jour 1  Jour 2
Acide formique 344 (46%) 333 (97%) non significatif 94 (24%) significatif
Control 760 (100%) 720 (94%) non significatif 358 (49%) significatif

 

 Table 3: Tableau présentant le poids moyen de la vésicule séminale, de la gland à mucus et nombre de spermatozoïdes dans une vésicule de des mâles matures provenant dans des colonies traitées ou non à l'acide formique. (L. I de Guzman 1999)

Type de traitement Caractéristiques
Poids de la vésicule séminale Poids de la glande à mucus nombre de spermatozoïde
Acide formique 0.0036 ± 0.003 NS 0.01418 ± 0.006 NS 4.670 x 10± 9.4 x 104 S
Control 0.0035 ± 0.00009 NS 0.01418 ± 0.0012 NS 3.264 x 10± 9.4 x 104 S

La table 2 présente la survie des faux bourdons après leur émergence. On peut voir qu'au bout de 10 jours la survie des mâles traités est plus faible que les non traités.  

La table 3 nous présente le pouvoir fécondant des mâles avec ou sans traitement. On peut voir que la vésicule séminale et les glandes à mucus ne sont pas affectés, mais que le nombre de spermatozoïdes est beaucoup plus faible. Le traitement à l'acide formique a donc un effet sur la qualité et la quantité des faux bourdons dans une ruche.

 

Conclusion :

L'acide formique est une molécule naturelle. Elle n'est pas pour autant neutre vis à vis des varroas et des humains. Ce traitement est aussi efficace que les traitements de synthèse. Il peut être fait sous forme de flash, diffuseur lent, ou de gel. Ce traitement ne s'accumule pas dans les cires ni dans le miel si les traitements sont fait en automne.

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