Cire d’abeille : propriétés et contaminations
Composition chimique et propriétés physiques
La cire d’abeille est un matériau hétérogène. Sa composition exacte peut légèrement varier selon les plantes nectarifères, l’âge des abeilles et l’environnement. On peut néanmoins en décrire un profil général.
Profil chimique
La cire vierge contient plus de 300 constituants ou fractions identifiés. Les proportions approximatives suivantes illustrent les principaux groupes ; elles varient selon l’échantillon et la méthode.
Esters d’acides gras (environ 70 %) : Ils représentent la fraction principale. Beaucoup associent des alcools primaires à longue chaîne (C₂₄–C₃₂) et des acides gras à longue chaîne (C₁₆–C₂₄). Le palmitate de myricyle, ou palmitate de triacontanyle (C₁₅H₃₁COOC₃₀H₆₁), est un ester important de la cire.
Acides gras libres (environ 9–14 %) : Exemples : acide cérotique (C₂₆H₅₂O₂) et acide mélissique (C₃₀H₆₀O₂).
Hydrocarbures (environ 13–16 %) : Principalement des alcanes linéaires (n-alcanes) à nombre impair d’atomes de carbone, dont des chaînes de C₂₁ à C₃₃. L’heptacosane (C₂₇H₅₆) et l’hentriacontane (C₃₁H₆₄) figurent parmi les plus abondants.
Constituants minoritaires : Alcools libres, souvent autour de 1 %, lactones, résines, pigments comme la chrysine et traces de propolis.
Propriétés physiques
Les caractéristiques physiques de la cire déterminent sa fonction de matériau de construction dans la ruche :
Intervalle de fusion : 62–65 °C.
Température de solidification : Environ 60,5–61 °C.
Masse volumique : Environ 0,95–0,96 g/cm³ à 15 °C.
Indice de saponification : Environ 85–105 mg KOH/g, selon la spécification.
Indice d’acide : 17–24 mg KOH/g.
Ces paramètres physico-chimiques permettent d’évaluer la pureté et de rechercher une éventuelle adultération.
Contamination par les acaricides et les pesticides et limites de résidus
Par sa nature lipophile, la cire retient les substances lipophiles présentes dans l’environnement ou utilisées par les apiculteurs pour lutter contre les maladies et les parasites, notamment l’acarien Varroa destructor.
Limites de résidus et réglementation
Il n’existe pas de limite maximale de résidus (LMR) harmonisée au niveau international pour l’ensemble de la cire d’abeille, contrairement au cadre des LMR de pesticides dans le miel établi par le règlement (CE) n° 396/2005 modifié. La cire gaufrée n’est généralement pas consommée comme aliment sensu stricto, bien que la cire d’abeille ait aussi des usages alimentaires. Les résidus peuvent passer dans d’autres produits de la ruche et affecter la santé des abeilles. Les limites dépendent de l’usage et des normes de production, dont celles du biologique. Parmi les composés fréquemment détectés :
Acaricides de synthèse : Coumaphos (organophosphoré), tau-fluvalinate (pyréthrinoïde) et amitraz (formamidine), souvent détecté par ses produits de dégradation. Des études de cire comme Mullin et al. (2010) ont trouvé certains résidus de l’ordre du mg/kg dans les rayons de couvain. Chauzat et al. (2006) ont étudié le pollen récolté.
Pesticides agricoles : Insecticides, dont les néonicotinoïdes et les organophosphorés, herbicides et fongicides. Les enquêtes détectent aussi des résidus de ces groupes.
Dans la production biologique de l’UE, l’origine et le remplacement de la cire répondent à des règles précises, dont le remplacement par de la cire biologique pendant la conversion selon le règlement (UE) 2018/848. L’exception limitée pour la cire d’opercules non biologique suppose notamment de prouver l’absence de substances non autorisées en bio. Il n’existe pas de tolérance générale pour les résidus anciens sous un seuil unique.
Effets sur la santé des abeilles : les castes reproductrices
Les substances accumulées dans les rayons peuvent exposer durablement toute la colonie à des doses sublétales. Les effets sur les reproducteurs sont particulièrement pertinents pour la survie de la colonie. Les cellules royales et de mâles étant en cire, leurs occupants peuvent être exposés pendant des phases sensibles du développement.
Effets sur les reines
L’exposition des larves royales à des résidus lipophiles dans la cire, dont des pesticides agricoles et des acaricides utilisés dans la ruche comme le coumaphos et le fluvalinate, peut affecter leur développement. Les effets dépendent de la substance, de la dose et de l’exposition :
Viabilité et survie réduites : Certains essais avec le coumaphos ou le tau-fluvalinate ont relevé une moindre émergence ou un poids inférieur à l’émergence. Les résultats dépendent de la dose et du protocole (Haarmann et al., 2002 ; Collins et al., 2004).
Anomalies reproductrices : Certaines expositions ont modifié le développement ovarien ou la ponte. Une reine peu performante peut affaiblir la colonie et favoriser son remplacement par les ouvrières. Des ovarioles plus petits, une ponte réduite et un remplacement rapide ne sont toutefois pas des conséquences universelles d’une cire contaminée (Pettis et al., 2004 ; Collins et al., 2004).
Longévité réduite : L’exposition pendant le développement peut affecter la survie de la reine adulte sans tuer immédiatement les larves. Les effets à long terme sur la stabilité de la colonie dépendent de l’exposition et des performances ultérieures de la reine.
Effets sur les faux-bourdons et la viabilité des spermatozoïdes
Les faux-bourdons, indispensables à l’accouplement des reines, sont aussi vulnérables. Leurs cellules généralement plus larges peuvent contenir de la cire contaminée. La taille des cellules ne démontre pas à elle seule une concentration supérieure de résidus.
Développement perturbé : L’exposition aux acaricides pendant le développement peut affecter les mâles. Retard d’émergence, taille réduite ou vie plus courte dépendent de la substance et de la dose. Fisher et Rangel (2018) ont précisément étudié la viabilité des spermatozoïdes après exposition pendant le développement dans de la cire contaminée.
Qualité du sperme et viabilité des spermatozoïdes : Des essais avec certains néonicotinoïdes et le fipronil ont modifié le nombre, la viabilité ou la mobilité des spermatozoïdes selon la substance, la dose et la voie (Straub et al., 2016 ; Kairo et al., 2017). Tous ces essais ne portent pas sur la cire et ne prouvent pas que chaque faible dose modifie tous les paramètres. Un sperme de moindre qualité peut compromettre la fertilité de la reine et les performances de la colonie, sans entraîner inévitablement sa perte précoce.
Risques d’adultération : paraffine et stéarine
Le coût élevé et la disponibilité limitée de cire pure favorisent les fraudes. Les adultérants courants comprennent des hydrocarbures dérivés du pétrole (paraffine) et des matières riches en acides gras d’origine animale ou végétale (stéarine ou acide stéarique ajouté).
Paraffine
La paraffine est un mélange d’hydrocarbures saturés solides (alcanes) dérivés du pétrole. Son ajout modifie le profil naturel des hydrocarbures de la cire.
Risques pour les abeilles :
Affaiblissement structurel et effondrement sous l’effet de la chaleur : La paraffine peut changer la fusion et les propriétés mécaniques de la cire. Les rayons affaiblis peuvent céder sous le poids du miel ou en été, causant la perte de couvain et de réserves. Le risque dépend du type, de la proportion et des conditions ; 10–15 % ne constituent pas un seuil universel d’effondrement.
Perturbation des signaux chimiques : La cire contribue à la communication chimique et à la reconnaissance des congénères. Les hydrocarbures étrangers peuvent interférer avec ces signaux, selon l’adultérant ; cet effet ne doit pas être supposé pour chaque mélange.
Impuretés potentiellement toxiques : Une paraffine de qualité insuffisante pour les usages alimentaires ou pharmaceutiques peut contenir des impuretés nocives, notamment des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).
Stéarine et acide stéarique
L’acide stéarique (C₁₈H₃₆O₂) est un acide gras saturé. La stéarine est un mélange commercial, et non de l’acide stéarique pur. Ces adultérants modifient la dureté et la facilité de travail et peuvent être associés à la paraffine pour masquer une fraude.
Risques pour les abeilles :
Forte toxicité pour le couvain (effet létal) : Dans un essai comparatif, la paraffine a surtout affaibli les rayons, tandis que la stéarine a directement diminué la survie du couvain. Des jeunes larves sont mortes, parfois avec des cellules non operculées et un couvain lacunaire malgré une ponte normale. Cet aspect peut ressembler à une maladie, sans permettre à lui seul le diagnostic (Chęć et al., 2021, DOI : 10.1007/s13592-020-00833-7).
Acceptation des rayons et perturbation de l’élevage : Les ouvrières peuvent moins bien bâtir certaines feuilles adultérées. La ponte ou le développement du couvain peuvent être perturbés dans ces zones. La réponse dépend du mélange. Dans l’essai à la stéarine, la ponte est restée normale ; le couvain lacunaire ne démontrait donc pas que la reine évitait ces zones.
Méthodes d’analyse des impuretés
La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC–MS) est une méthode majeure de profilage des lipides et de détection des adultérations. Le profil d’hydrocarbures peut révéler la paraffine et celui des acides gras libres indiquer la stéarine. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) est utile au dépistage rapide.
Après extraction, par exemple selon QuEChERS, les résidus de pesticides peuvent être mesurés par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC–MS/MS) ou par chromatographie en phase gazeuse avec spectrométrie de masse en tandem (GC–MS/MS).
Conclusions
La qualité de la cire est déterminante pour la structure de la ruche, la reproduction et le succès biologique d’Apis mellifera. Selon l’exposition, les pesticides et acaricides accumulés peuvent nuire au développement et à la viabilité des reines et à la fonction reproductrice des mâles, notamment à la viabilité de leurs spermatozoïdes. La stéarine peut provoquer une mortalité larvaire importante et menacer la colonie. La traçabilité de la cire, le renouvellement régulier des rayons et les contrôles analytiques contre la fraude contribuent à protéger l’apiculture et la biodiversité.
Bibliographie sélectionnée
Chauzat, M. P., Faucon, J. P., Martel, A. C., Lachaize, J., Cougoule, N., & Aubert, M. (2006). A survey of pesticide residues in pollen loads collected by honey bees in France. Journal of Economic Entomology, 99(2), 253-262.
Collins, A. M., Pettis, J. S., Wilbanks, R., & Feldlaufer, M. F. (2004). Performance of honey bee (Apis mellifera) queens reared in beeswax cells impregnated with coumaphos. Journal of Apicultural Research, 43(3), 128–134. DOI: 10.1080/00218839.2004.11101123.
Haarmann, T., Spivak, M., Weaver, D., Weaver, B., & Glenn, T. (2002). Effects of fluvalinate and coumaphos on queen honey bees (Hymenoptera: Apidae) in two commercial queen rearing operations. Journal of Economic Entomology, 95(1), 28-35.
Kairo, G., Biron, D. G., Ben Abdelkader, F., Bonnet, M., Tchamitchian, S., Cousin, M., ... & Brunet, J. L. (2017). Nosema ceranae, Fipronil and their combination compromise honey bee reproduction via changes in male physiology. Scientific Reports, 7, 8556. DOI: 10.1038/s41598-017-08380-5.
Mullin, C. A., Frazier, M., Frazier, J. L., Ashcraft, S., Simonds, R., vanEngelsdorp, D., & Pettis, J. S. (2010). High levels of miticides and agrochemicals in North American apiaries: implications for honey bee health. PLOS ONE, 5(3), e9754.
Pettis, J. S., Collins, A. M., Wilbanks, R., & Feldlaufer, M. F. (2004). Effects of coumaphos on queen rearing in the honey bee, Apis mellifera. Apidologie, 35(6), 605-610.
Fisher, A., & Rangel, J. (2018). Exposure to pesticides during development negatively affects honey bee (Apis mellifera) drone sperm viability. PLOS ONE, 13(12), e0208630. DOI: 10.1371/journal.pone.0208630.
Serra Bonvehí, J., & Orantes Bermejo, F. J. (2012). Detection of adulterated commercial Spanish beeswax. Food Chemistry, 132(1), 642–648. DOI: 10.1016/j.foodchem.2011.10.104.
Straub, L., Villamar-Bouza, L., Bruckner, S., Chantawannakul, P., Gauthier, L., Khongphinitbunjong, K., ... & Williams, G. R. (2016). Neonicotinoid insecticides can serve as inadvertent contraceptive for honey bees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 283(1835), 20160506.
Publié le 15 mai 2026 – Davide Simeone
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