11 Mar Le bois et la chimie
La renaissance de la xylochimie !
Le CLUB / 2016
Au delà de ses utilisations originelles que sont la construction et l’énergie, le bois n’a pas fini de nous surprendre par ses potentiels d’innovation. Apprenons donc à regarder un « morceau de bois » avec l’œil du chimiste !
La xylo-chimie peut en effet répondre à un grand nombre d’enjeux environnementaux et industriels, au même titre que la chimie du végétal d’origine agricole.
Mais qu’y-a-t-il donc de si intéressant dans le bois ?
● De la cellulose (50% du matériau bois) , qui est un polymère de glucose hydrolysable.
● Des hémi-celluloses (25% du bois) qui sont des chaînes ramifiées de sucres propres à chaque plante.
● De la lignine (25% du bois) qui est une macromolécule aromatique de la famille des phénols ;
● Des substances extractibles de haute valeur, ainsi que des inorganiques formant, après combustion, les cendres de bois minérales.
Les premiers industriels qui se sont penchés sur l’utilisation des composés chimiques du bois ne furent singulièrement pas des chimistes mais des papetiers (à l’exception des producteurs de caoutchouc).
Mais ce furent aussi les producteurs industriels de charbon de bois qui ont cherché à distiller les gaz et les « jus pyroligneux » condensés qui étaient co-produits dans les « meules de carbonisation », ceci pour en extraire des solvants, des colles et des arômes.
Aujourd’hui, dès lors que l’on maîtrise les procédés de la thermo-chimie du bois, on peut donner naissance à un grand nombre de produits dérivés, variés et innovants (alimentation animale et humaine, médecine et pharmacie, cosmétique, textiles, précurseurs chimiques, biocarburants de seconde génération…).
Cette xylo-chimie, par les importants volumes de bois auxquels elle peut accéder et par la diversité de ses produits, participe à une bioéconomie originale :
-La cellulose, outre son principal débouché dans la fabrication des papiers, des cartons et des non-tissés de toutes sortes, devient une source de glucose après avoir été hydrolysée. Dès lors, des fermentations spécifiques ou la conversion chimique de ce glucose permettent d’obtenir de multiples molécules comme l’acide lactique, le PLA des bioplastiques, le 1-3 propanediol, l’acide succinique, le farnésène, le furfural, l’acide lévulonique, le sorbitol ou l’éthanol…
–La lignine, autre composant majeur du bois, a été et reste encore à la base une source d’énergie. Sous produit de la cuisson du bois, elle est traditionnellement brulée par les papetiers dans leurs chaudières, dites « à liqueur noire », à des fins énergétiques. Mais la lignine peut aussi générer, par oxydation, par hydrogénation, par carbonisation ou par pyrolyse, de nombreuses substances aux débouchés variés comme la vanilline, des phénols, des charbons actifs, des résines ou des gaïacols…
-Les hémi-celluloses enfin, qui permettent, avec des traitements chimiques et bio-chimiques adaptés, d’obtenir des molécules intermédiaires dans les domaines déjà cités.
Mais le bois contient bien d’autres substances naturelles que les celluloses et la lignine, des molécules extractibles de haute valeur par exemple. Le caoutchouc et l’essence de térébenthine (issue du gemmage des pins maritimes) en sont historiquement les plus connues, et les plus massives, tout en offrant toujours des perspectives d’innovation et de développement. Les essences organiques extractibles du bois et des aiguilles de résineux sont nombreuses, mais en faible quantité, avec en particulier des débouchés dans l’industrie pharmaceutique, la cosmétique et la chimie.
Les possibilités d’inventions et d’adaptations xylochimiques sont donc quasi infinies pour le bois et la fibre, comme d’ailleurs pour les dérivés du végétal d’origine agricole, et ce dans presque tous les domaines (transport, textile, agroalimentaire, environnement, communication, bâtiment, divertissement, santé, industrie).
C’est un challenge, mais c’est aussi un moteur puissant pour les filières de la biomasse et du « carbone vert ».