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Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement

Aurélie Bichot soutiendra sa thèse de doctorat le jeudi 5 décembre 2019

Lieu et heure :

IUT GCGP de Narbonne, 9h30

Titre des travaux :

Liens entre la composition de la biomasse et l'efficacité des prétraitements appliqués en vue d'une valorisation en bioraffinerie

Ecole doctorale :

École doctorale GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau, Portée par l’Université de Montpellier

Composition du jury
  • Mr. Nicolas BROSSE, Professeur des Universités, LERMAB, Rapporteur
  • Mr. Gabriel PAES, Directeur de recherche, INRA FARE UMR0614, Rapporteur
  • Mr. Jean-Philippe DELGENES, Directeur de recherche, INRA LBE UR0050, Directeur de thèse
  • Mme. Diana GARCIA-BERNET, Ingénieur de recherche, INRA LBE UR0050, Examinatrice
  • Mr. Eric DUBREUCQ, Professeur des Universités, INRA IATE UMR1208, Examinateur
  • Mme. Ivet FERRER, Professeur associé, Universitat Politècnica de Catalunya, Examinatrice
  • Mme. Valérie MECHIN, Directeur de recherche, INRA IJPB UMR1318, Examinatrice
  • Mme. Mariléna RADOIU, Ingénieur, Microwave Technologies Consulting, Invitée
Résumé des travaux

La biomasse lignocellulosique est reconnue comme étant la ressource renouvelable la plus abondante de notre planète et dans ce sens elle est de plus en plus sollicitée pour faire face aux demandes de la bio-économie. Ses trois principaux composants, la cellulose, les hémicelluloses et la lignine sont à la base des parois primaire et secondaire des végétaux. Ces parois forment une structure tridimensionnelle complexe et très résistante. La rigidité naturelle des plantes et leur résistance à la biodégradation rendant difficile leur utilisation en bioraffinerie est appelée récalcitrance. Des prétraitements de déstructuration sont donc nécessaires afin de rendre plus accessibles les composants de la biomasse aux conversions et ainsi faciliter les procédés de bioraffinage. Parmi les nombreux prétraitements existants, cette thèse s’intéresse au prétraitement par microondes en raison des avantages qu’il présente, notamment la possibilité de réduire la consommation énergétique, l’utilisation de réactifs chimiques et les temps de réaction.
Deux biomasses d’intérêt indutriel, un résidu de l’industrie agro-alimentaire, les tiges de maïs et une culture dédiée aux usages non alimentaires, le miscanthus, ont été choisies pour l’étude d’un procédé de bioraffinerie à l’échelle laboratoire pour une valorisation optimale de tous les composants de la biomasse lignocellulosique.
Premièrement, un prétraitement par microondes a été appliqué dans l’optique de libérer les acides phénoliques (molécules antioxydantes et précurseurs d’autres molécules d’intérêt) présents dans ces biomasses et de faciliter les bioconversions. Suite au prétraitement, une hydrolyse enzymatique a été mise en oeuvre avec l’objectif d’optimiser la libération des deux acides phénoliques ciblés. Enfin, le potentiel de valorisation énergétique de la biomasse traitée par méthanisation a été évalué.
Le prétraitement par microondes a été étudié du point de vue de l’énergie incidente et absorbée afin de comprendre les mécanismes des microondes et leurs effets sur la biomasse, notamment sur sa composition et sa biodégradabilité. Pour cela, un prototype de pilote permettant de découpler l’effet thermique de celui des microondes a été développé.
Les résultats de la thèse mettent en évidence l’intérêt de développer un prétraitement par microondes sous pression modérée afin de maximiser la libération directe d’acides phénoliques, sans pour autant altérer leurs caractéristiques, et de favoriser l’hydrolyse enzymatique des matières prétraitées en augmentant leur biodégradabilité. La biomasse brute a une forte influence sur les rendements en acides phénoliques du procédé, ce qui justifie l’étude approfondie de la matière première durant la phase de développement du procédé.