Vendredi 20 septembre 2019

Protéus transforme la paille en carburant

Biomasse | 3 réactions

par Sylvie Camacho | 27.10.11

Paille

Du pétrole à partir de la paille ? Facile ! Ou presque, puisqu’il a quand même fallu des années de recherche pour parvenir à ce résultat. Le programme français qui a permis cette découverte a en effet débuté en 2005. Il a réuni un grand nombre de partenaires : Protéus (entreprise de biotechnologie située à Nîmes), l’IFP Energies Nouvelles et cinq laboratoires publics de l’INRA et du CNRS. Présentation.

Et donc on peut transformer de la paille en carburant ?

Oui, cela s’appelle un biocarburant de seconde génération. Ce type de carburant est fabriqué à partir de végétaux. On peut obtenir plusieurs types de biocarburants selon le procédé de fabrication retenu. Si on utilise un procédé biochimique, le carburant obtenu sera alors soit du biogaz (par méthanisation), soit du bioéthanol (par fermentation). Si on procède plutôt par réaction chimique, on obtiendra du biodiesel, un gazole végétal également appelé diesel-FT. En pratique, la fabrication de ces biocarburants est loin d’être simple. Tous ces procédés reposent en effet sur la transformation de biomasse végétale en composés plus simples à fort potentiel énergétique. Mais la biomasse végétale est composée de molécules particulièrement complexes qu’il faut décomposer. Parmi ces molécules complexes, la lignine et la cellulose sont les plus importantes. La cellulose est un polymère de sucres. La lignine également un polymère, mais de composés azotés.

La structure de la cellulose

La structure de la cellulose

Ces deux polymères s’assemblent entre eux en filaments de plus en plus complexes et qui forment un maillage étroit. Dans la nature, seules quelques bactéries, vivant dans le système digestif des ruminants et des termites, et quelques champignons parviennent à décomposer la cellulose suffisamment pour en faire une source de nourriture. Dans le cas de production de biocarburants par fermentation, l’objectif est dans un premier temps de séparer la lignine de la cellulose, car c’est la décomposition de la cellulose qui permet la synthèse de biocarburant.

Si c’est si difficile, comment y sont-ils arrivés ?

Pour séparer la lignine et la cellulose, la biomasse subit un prétraitement. Il peut s’agir d’un prétraitement physique (comme un broyage ou un chauffage), d’un prétraitement physico-chimique (comme par exemple une thermohydrolyse) ou encore d’un prétraitement chimique (une hydrolyse acide par exemple). Suite à ce prétraitement, la cellulose est beaucoup plus accessible. Elle est donc exposée à un cocktail d’enzymes qui va la convertir en sucres simples. Dans cette seconde phase, on utilise des micro-organismes et notamment un champignon : Trichoderma reesei. Ce champignon est très étudié et utilisé dans la synthèse de biocarburant car il possède naturellement de très nombreuses enzymes efficaces qu’il libère en grande quantité.

Procédé de production des biocarburants de 2nd génération (schéma IFPEN)

Procédé de production des biocarburants de 2nd génération (schéma IFPEN)

Dans ce cocktail, les enzymes ont des actions différentes. Certaines coupent les fibres de cellulose en gros morceaux, d’autres enzymes passent ensuite pour les décomposer en plus petits morceaux. Enfin d’autres encore, des glucosidases finissent le travail et produisent les sucres simples nécessaires à la fermentation. Protéus est spécialisée dans les biotechnologies. Elle étudie et optimise des réactions biochimiques notamment. C’est donc sur cette dernière étape de l’hydrolyse enzymatique que Protéus et ses partenaires ont travaillé. Ils ont créé une souche de champignon qui produit encore plus de ces enzymes, les glucosidases.

Qu’est-ce que ça change ?

Cette nouvelle souche de champignon peut changer beaucoup de choses pour toute la filière. En effet, le point clé de ce mode de production, c’est la quantité de sucres simples obtenus car c’est elle qui conditionne la quantité de biocarburant obtenue ensuite par fermentation. Donc plus la phase d’hydrolyse enzymatique sera efficace plus le rendement globale sera important. Et plus la production sera économiquement viable.

La nouvelle souche de Trichoderma reesei produit un cocktail enzymatique qui diminue par quatre la quantité d’enzyme nécessaire à l’hydrolyse complète de la paille de blé prétraitée. Le consortium de recherche ne compte désormais pas se limiter à cette découverte et continue le travail sur d’autres enzymes de T. reesei.

Sur quel écosystème repose Protéus ?

Protéus a travaillé avec un ensemble de partenaires :

  • l’IFP Energies Nouvelles qui était notamment le coordinateur du projet
  • l’INRA, qui a mobilisé 3 laboratoires à Grignon, Marseille, et Clermont-Ferrand
  • le CNRS avec 2 laboratoires à Grenoble et Marseille
  • l’ANR a financé le programme de recherche qui a conduit à cette innovation (programme PNRB, projet Hypab)
  • Les travaux se poursuivent toujours sur les autres activités enzymatiques toujours avec un financement de l’ANR (projet ACTILIFE)
  • Ce projet est soutenu par le pôle de compétitivité Derbi

Bio express de l’auteur
Consultante en innovation depuis 2008, Sylvie Camacho a créé le blog Ecosystème Recherche afin de faire connaître le fonctionnement des écosystèmes d’innovation.

Article sourceEcosystème Recherche

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Vos réactions

ecolomy | 27.10.11 à 16.50

Même si ce procédé est industrialisable, va se poser la question de la ressource en paille.
Actuellement, c’est principalement la filière élevage qui utilise directement ou après transformation la paille exportable des cultures céréalières.

Elec'store | 30.10.11 à 13.30

Excellente nouvelle pour le monde de l’automobile et les grands constructeurs. Par contre je ne suis pas certain que ce soit du goût des pétroliers…

Ecorecherche | 30.10.11 à 17.05

Bonjour,

Pour vous répondre Ecolomy : en effet, cependant la paille est souvent utilisée comme modèle d’étude en biologie et agronomie. Les résultats pourront être transposés je pense aux déchets verts.
@Elec’store : Les pétroliers s’intéressent aussi à ces technologies de produits. Certains investissent dans des projets de recherche. Ils préparent l’après-pétrole. ;)

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