Développement d’un procédé innovant de prétraitement des matières lignocellulosiques

La biomasse lignocellulosique représente une belle alternative pour la production de produits chimiques biosourcés et de biocarburants, comme le butanol. La biomasse lignocellulosique possède une composition complexe, contenant principalement de la cellulose (environ 40%), de l’hémicellulose (de 15 à 35%) et de lignine (de 15 à 35%). La cellulose est un homopolymère non branché de D glucose, liés par des liaisons β- (1,4). Les hémicelluloses sont des polysaccharides hétérogènes, contenant des pentoses (β-D-xylose, α-L-arabinose) et des hexoses (β-Dmannose, β-D-glucose et α-D-galactose). Les sucres simples issus de l’hydrolyse de la cellulose et de l’hémicellulose peuvent ensuite être convertis en différents produits chimiques d’intérêt ou en biocarburants. Le prétraitement constitue une étape clé dans le procédé, permettant par la suite une hydrolyse efficace de la cellulose et des hémicelluloses en monosaccharides. Un rendement en sucres simple de plus de 90% est obtenu en prétraitant, comparativement à 20% en son absence. Différentes technologies de prétraitement ont été étudiées, comme l’utilisation d’acides ou de bases, mais leur utilisation rendait la réaction difficile à contrôler, des composés secondaires inhibiteurs étaient alors observés, diminuant de façon significative les rendements en monosaccharides. Le procédé de prétraitement peut représenter de 25 à 30% du coût de production d’où les recherches intensives pour développer une technologie viable économiquement. L’idée innovante et maitresse de ce projet est qu’un mélange eau/CO2 supercritique, en association avec un agent gonflant jouant le rôle de disjoncteur moléculaire, devrait permettre l’obtention de hauts rendements en monosaccharides (pentoses et hexoses) et une lignine de bonne qualité tout en limitant la production de composés inhibiteurs. L’objectif de ce présent projet est de développer un procédé innovant de prétraitement des biomasses lignocellulosiques. Plus particulièrement, l’utilisation d’un mélange eau et CO2 supercritique avec ajout d’un agent gonflant sera optimisé. Cette optimisation vise à identifier les conditions permettant d’obtenir le plus haut rendement en monosaccharides tout en limitant la formation de composés inhibiteurs. Ce traitement permettrait de fragiliser la structure de la matière lignocellulosique, facilitant ainsi et optimisant les étapes subséquentes d’hydrolyse et de fermentation.