Produits biosourcés : l’industrialisation se rapproche

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Le pôle de compétitivité IAR a organisé le 9 juin dernier, dans les locaux parisiens d’AgroParis Tech, une journée Génie des procédés dans la transformation de la biomasse pour les besoins de la chimie du végétal et de l’industrie agroalimentaire. Cela fait dix ans que le pôle de compétitivité œuvre dans le montage de projets qui, pour certains, se rapprochent de l’industrialisation. Il est donc naturel que des préoccupations autour du génie des procédés arrivent sur le devant de la scène. Et la performance du procédé est d’autant plus cruciale que l’on compte sur elle pour permettre aux produits issus du végétal d’être compétitifs vis-à-vis des produits d’origine fossile qu’ils entendent remplacer. « Il est nécessaire d’optimiser les outils et les méthodes d’analyses pour que les procédés non-alimentaires deviennent rentables » a expliqué en préambule Jacky Vandeputte, coordinateur des projets au niveau du pôle IAR. Spécialisé dans le montage de projets collaboratifs, il observe que beaucoup de projets sont déposés sans que cette dimension de l’optimisation des procédés ne soit prise en compte. Pourtant, pour plus d’efficacité, mieux vaut y songer dès la conception, puis à toutes les étapes de développement.

Boccard partenaire

Cette journée était sponsorisée par la société lyonnaise Boccard. Bertrand Lagarde, business developer Green Chemistry/Biotechnologies/Biochemistry, est venu expliquer qu’à travers sa Business Unit Boccard Process Solutions son entreprise est spécialisée dans l’ingénierie de procédé et qu’elle accompagne ses clients dans ce passage difficile de l’échelle du laboratoire à la production industrielle, notamment à travers la fournitures de skids complets, entièrement automatisés, à plusieurs échelles. Le cœur de compétence de Boccard se situe néanmoins dans la fermentation, la culture cellulaire, la préparation de milieux de cultures… technologies pour lesquelles la société est aussi constructeur. En amont, dans le traitement de la biomasse, Boccard intègre des technologies clés comme le convoyage, la séparation/extraction, les opérations de concentration/distillation/cristallisation, l’atomisation ou encore la méthanisation. La flash détente est également une technologie en plein essor. Déjà utilisée en œnologie, elle consiste à placer brutalement sous vide une biomasse pour faire éclater les cellules qui la constitue et en extraire plus facilement ses molécules d’intérêt.

Plus en aval, Boccard intègre les compétences de constructeurs spécialistes, en particulier en décontamination, centrifugation, filtration, chromatographie, électrodialyse, séchage…

Pour toutes les missions qui lui sont confiées, Bertrand Lagarde conseille ses clients vers des projets réalistes. Il pose d’ailleurs toujours la même question : « quelle est la valeur ajoutée de votre molécule d’intérêt ? ». C’est en effet sur la base de ce paramètre que sera défini le degré de finition des équipements. « Cela peut impacter de 20 à 30% le coût de l’installation » estime-t-il.

Ne pas confondre scale up et transposition

Bertrand Lagarde en a profité pour faire une petite parenthèse sémantique pour ne plus confondre les termes de scale up (mise à l’échelle) et de transposition. « Du laboratoire au pilote, il ne s’agit pas d’un scale up mais d’une transposition car à ce stade on effectue encore beaucoup de modifications au niveau des équipements. En revanche, lorsque l’on passe du pilote au démonstrateur, il s’agit bien d’un scale up car on procède uniquement à une multiplication des échelles ».

Du coup, l’étape de transposition de la R&D au pilote est souvent délicate, parfois impossible, car il faut reconnaître qu’à l’échelle du laboratoire il y a des équipements qui n’existent pas. Bertrand Lagarde cite par exemple des petits décanteurs ou échangeurs. Dans le même temps, il y a des équipements, comme les pompes péristaltiques ou les microondes, très populaires en laboratoire, qui sont difficiles à mettre en œuvre au niveau industriel. « Il faut intégrer des ensembliers très rapidement dans les réflexions projets » conseille alors Jacky Vandeputte.

La journée s’est poursuivie par la présentation de quelques technologies clés capables de s’adapter à des problématiques procédés en traitement de la biomasse et chimie du végétal. Laurent Pascaud, spécialiste de spectrométrie de masse, a présenté des outils mis au point par Agilent pour la biologie de synthèse. Cette discipline permet de modifier des génomes de microorganismes ou d’enzymes qui sont ensuite utilisés en biotechnologie blanche. L’idée étant de pouvoir créer, à moindre coût et en des temps record, des espèces qui permettent d’accroître les sélectivités et les rendements des opérations.

Angel Collado, directeur du développement industriel chez Moret Industries, a ensuite expliqué que l’utilisation de régulateurs de vitesse sur des pompes (plutôt que le vannage) permettait de réaliser des économies d’énergie jusqu’à 30%. La solution n’est peut-être pas très high-tech, mais elle est efficace.

Les promesses du champ électrique pulsé

Eugène Vorobiev, professeur à l’UTC, est venu parler du potentiel du champ électrique pulsé. Peu consommatrice d’énergie, cette technologie permet la création de pores dans des membranes cellulaires d’une matière première agricole, pour envisager des extractions sélectives de substances. Le professeur a cité l’exemple de la betterave où un procédé de dénaturation thermique du végétal entraîne la libération de saccharose associée à de nombreuses autres impuretés qu’il faut ensuite purifier. « L’idée serait de remplacer la dénaturation par le champ électrique pulsé » a expliqué le professeur, fort des résultats positifs de son pilote installé à l’UTC.

La fin de la journée a été consacrée à des procédés appliqués plus spécifiquement à l’agroalimentaire avec l’intervention de Nicolas Attenot de Biolie (extraction enzymatique d’ingrédients naturels), d’Andreia Teixeira de la Chaire ABI (intensification des procédés), Jean-Pierre Gadonna de LaSalle Beauvais (zéodratation) et Pablo Alvalez de Novolyze (sécurité sanitaire).

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