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Fraction riche en Lignine-Hémicellulose. © Inra, A. Barakat

Un nouveau procédé Inra pour le bio-raffinage du végétal

Pour la première fois, des chercheurs de l’Inra ont développé un procédé de fractionnement par voie sèche de la biomasse végétale (paille de blé et de riz) pour contribuer à produire du bio-carburant, des bio-matériaux et des bio-molécules dans une perspective d’éco-conception (moins d’énergie, sans solvants ni réactifs chimiques et sans générer d’effluents à traiter). Ce procédé breveté ouvre la voie à une valorisation plus efficace de la biomasse végétale et des applications dans la chimie verte. Ces travaux font l’objet de publications qui viennent de paraître en ligne dans les revues Biotechnology for Biofuels et Green Chemistry.

Publié le 17/10/2014

Paille, fourrage, tiges, feuilles, copeaux de bois… la biomasse ligno-cellulosique1 est considérée comme le candidat principal pour produire non seulement des bio-matériaux et fibres mais également des bio-énergies notamment sous forme d’éthanol. Or, cette transformation passe nécessairement par plusieurs étapes : le prétraitement, l’hydrolyse enzymatique et la fermentation. Le prétraitement est une étape coûteuse et difficile à mettre en œuvre. Elle a pour objectif de fragiliser la matière et rendre la cellulose disponible aux enzymes et levures. L’hydrolyse enzymatique vise à produire des sucres fermentescibles et la fermentation transforme les sucres en bio-éthanol. Aujourd’hui, la plupart des procédés utilisés pour transformer la biomasse en bio-carburants sont basés sur des traitements chimiques coûteux en réactifs et en énergie, en investissement, consommant beaucoup d’eau et générant beaucoup d’effluents toxiques à traiter.

Pour pallier ces différents inconvénients, les chercheurs de l’Inra ont développé un procédé de fractionnement par voie sèche de la biomasse ligno-cellulosique (paille de blé et de riz) dans une perspective d’éco-conception : moins d’eau et d’énergie, sans solvants ni réactifs chimiques et sans effluents toxiques à traiter. Ce procédé, qui fait l’objet d’un dépôt de brevet, passe par une étape de broyage ultrafin suivie d’un tri -ou séparation- électrostatique2. Cette technologie a permis de fractionner la paille en différentes fractions enrichies d’une part en cellulose très accessible aux enzymes et d’autre part en lignine-hémicelluloses et minéraux. Ces différentes fractions issues de la biomasse ligno-cellulosique peuvent servir de base à la production de bio-carburant, d’agents de charges pour les matériaux composites biosourcés ou servir de substrats pour l’extraction ou la synthèse de bio-molécules pour la chimie. Ce procédé, applicable également à d’autres ressources comme le bois, les sous-produits agricoles, les cultures ligno-cellulosiques dédiées…, pourra s’inscrire dans les futurs schémas de bio-raffineries permettant d’améliorer l’offre verte pour l’énergie, les matériaux et la chimie.

Procédé de bio-raffinage végétal par voie sèche sans traitement chimique ni effluent. © Inra, A. Barakat
Procédé de bio-raffinage végétal par voie sèche sans traitement chimique ni effluent © Inra, A. Barakat

1 La matière lignocellulosique est constituée de trois éléments majeurs qui sont la cellulose, les hémicelluloses et la lignine. Le principal atout que présente la biomasse lignocellulosique tient au fait qu’elle est très abondante et renouvelable.

2 Le tri électrostatique permet une séparation selon l’état de surface des particules à trier.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Abdellatif Barakat (04 99 61 25 81) Unité Mixte de Recherches 1208 Ingénierie des Agropolymères et Technologies Emergentes (Inra/SupAgro/Cirad/Université Montpellier2)
Contact(s) presse :
Inra Service de presse (01 42 75 91 86)
Département(s) associé(s) :
Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Montpellier

Références

New Dry Technology of Environmentally-Friendly Biomass Refinery: Glucose Yield and Energy Efficiency - Biotechnology for Biofuels, Abdellatif Barakat and Xavier Rouau – 24 septembre 2014. doi:10.1186/s13068-014-0138-2
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/7/1/138

Innovative combined dry fractionation technologies for rice straw valorisation to biofuels- Green Chemistry, S Chuetor, R Luque, A Solhy, X Rouau, A Barakat – en ligne le 16 octobre 2014. DOI: 10.1039/C4GC01718H
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/gc/c4gc01718h#!divAbstract

Brevet d’invention : « Procédé de fractionnement par voie sèche de biomasse lignocellulosique », Inra (n°13 63543, déposé le 24 décembre 2013)