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Biocarburants : de la cellulose au bioéthanol plus efficacement

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Percival Zhang, professeur à Virginia Tech, a présenté, lors du 231ème meeting annuel de l'American Chemical Society, fin mars à Atlanta, un nouveau procédé qu'il a mis au point pour extraire les sucres de la cellulose.

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L'utilisation de produits cellulosiques constitue la nouvelle frontière pour les biocarburants. En effet, les Etats-Unis produisent 4 milliards de gallons de bioéthanol à base de grains de maïs. Ce volume ne peut être considérablement augmenté sous peine d'entrer en conflit avec les usages alimentaires du maïs.

Les objectifs de doublement de la production de bioéthanol en 2012 et de substitution de 75% du pétrole importé du Moyen-Orient à l'horizon 2025 (soit une multiplication de la production de bioéthanol par 15) ne pourront donc être satisfaits qu'avec des sources de matière organique abondantes et non affectées à d'autres usages.

Or, les déchets de maïs forment le résidu agricole le plus abondant aux Etats-Unis. Mais pour les valoriser, il convient de casser les chaînes lignocellulosiques qui forment les enveloppes des cellules végétales. Des procédés existent mais ils ne sont pas encore rentables.

Le procédé du Dr. Zhang comprend trois étapes : prétraitement de la cellulose, saccharification acide et extraction par organosolvant. Contrairement aux procédés existants, il opère à température modérée (50°C) et à pression atmosphérique. Selon de Dr. Zhang, les quatre produits résultant du fractionnement : lignine, sucres hemicellulosiques, cellulose amorphe et acide acétique sont valorisables, ce qui augmente la rentabilité des bioraffineries.

Par ailleurs, la cellulose amorphe peut être transformée en sucres par hydrolyse en présence d'enzymes spéciales ce qui conduirait à une digestion de 97% de la cellulose disponible.

Le Dr. Zhang et ses collègues du Dartmouth College (New Hampshire) travaillent également sur des procédés consolidés pour la fabrication de bioéthanol à partir de la cellulose, c'est-à-dire utilisant un seul microorganisme anaérobie pour les trois étapes de l'extraction, de l'hydrolyse et de la fermentation.