L’énergie ultrasonique haute fréquence à 20 kHz est obtenue à partir <strong>de</strong> l’énergie électrique par un convertisseur. Les vibrations mécaniques sont amplifiées par la son<strong>de</strong> <strong>et</strong> provoquent à une extrémité la formation <strong>de</strong> microbulles <strong>de</strong> vi<strong>de</strong> qui libèrent une énergie considérable lorsqu’elles explosent. I.3.1. Conditions opératoires Des essais préliminaires ont été réalisés dans le DMSO sur l’holocellulose en faisant varier les conditions opératoires du traitement ultrasons tant en puissance qu’en durée. Tableau 5 : Essais préliminaires <strong>de</strong>s prétraitements ultrasons Essais 1 2 3 4 5 6 7 8 Temps 2,5 min 2,5 min 5 min 5min 10min 10 min 20 min 20 min Puissance 50 W 150 W 100 W 200 W 50 W 200 W 100 W 150 W Ainsi 4 modalités <strong>de</strong> durée (2,5, 5, 10 <strong>et</strong> 20 minutes) <strong>et</strong> 4 modalités <strong>de</strong> puissance (50, 100, 150 <strong>et</strong> 200 Watts) ont été testés (Tableau 5). I.3.2. Analyses qualitative <strong>et</strong> quantitative <strong>de</strong>s extraits I.3.2.a. Analyse quantitative <strong>de</strong>s extraits Les fractions recueillies présentent <strong>de</strong>s compositions centésimales homogènes avec en moyenne 13% molaire en aci<strong>de</strong>s uroniques (Tableau 6). Les ren<strong>de</strong>ments d’extraction compris entre 1 <strong>et</strong> 3% ainsi que les DP sont cependant très faibles suggérant que dans notre cas, les ultrasons employés seuls ne sont pas à même <strong>de</strong> perm<strong>et</strong>tre l’extraction <strong>de</strong>s xylanes dans le DMSO. Les conditions opératoires <strong>de</strong> référence r<strong>et</strong>enues pour la suite sont 20 minutes pour 150 Watts <strong>de</strong> puissance <strong>de</strong> sonication puisqu’elles conduisent au meilleur ren<strong>de</strong>ment d’extraction (3%). Tableau 6 : Résultats <strong>de</strong>s essais <strong>de</strong> traitements par sonication dans le DMSO Essai (a) Aci<strong>de</strong>s uroniques (% molaire) 82 DP Ren<strong>de</strong>ment massique (%) 1 13,2 21 1,0 2 12,3 30 1,0 3 12,9 18 1,6 4 12,9 14 1,1 5 13,3 33 1,4 6 10,8 39 1,3 7 17,8 28 2,4 8 13,0 32 3,0 (a) voir Tableau 5
Essai (a) Les données <strong>de</strong> la littérature indiquent que l’efficacité <strong>de</strong> l’extraction est dépendante <strong>de</strong>s agents <strong>et</strong> <strong>de</strong>s conditions d’extraction. 116 Les alcalis comme la sou<strong>de</strong> <strong>et</strong> la potasse sont dans la plupart <strong>de</strong>s cas utilisés pour l’extraction d’hémicelluloses. Ils perm<strong>et</strong>tent à <strong>de</strong> faibles concentrations (1-5%) d’abaisser le temps d’extraction (<strong>de</strong> 60 à 5 minutes), 116 la température <strong>et</strong> parfois d’obtenir <strong>de</strong> meilleurs ren<strong>de</strong>ments 219 qu’avec la métho<strong>de</strong> classique mais ne conservent pas l’acétylation native <strong>de</strong>s molécules extraites comme c’est le cas avec le DMSO. De plus, <strong>de</strong>s conditions trop drastiques conduisent à la dépolymérisation <strong>de</strong>s polysacchari<strong>de</strong>s. 220 I.3.2.b. Composition saccharidique molaire <strong>de</strong>s extraits L’analyse par CPG <strong>de</strong>s extraits est réalisée après hydrolyse <strong>et</strong> dérivation par silylation (Tableau 7). Nous nous sommes particulièrement intéressés aux pourcentages molaires en xylose <strong>et</strong> en aci<strong>de</strong> 4-O-méthylglucuronique, marqueurs <strong>de</strong>s xylanes. Les résultats indiquent que le DMSO est un solvant adapté à l’extraction <strong>de</strong>s xylanes puisque le xylose <strong>et</strong> l’aci<strong>de</strong> 4- O-méthylglucuronique, représentent un peu plus <strong>de</strong> 80% <strong>de</strong> la composition molaire. La présence d’autres oses (rhamnose, fucose…) peut être considérée comme contaminante. Tableau 7 : Compositions monosaccharidiques molaires <strong>de</strong>s extraits après prétraitements aux ultrasons Rha Fuc Ara Xyl Man Glc Gal GalA GlcA 4-O-Me GlcA 1 1,6 0,2 2,3 79,5 2,8 3,2 3,5 3,2 0,4 3,3 2 1,5 0,2 2,2 81,7 3,4 3,2 2,9 2,1 0,5 2,2 3 1,6 0,3 2,3 75,9 5,0 4,6 3,9 3,0 0,3 3,1 4 1,6 0,2 2,1 82,5 2,4 3,0 3,0 2,2 0,7 2,3 5 1,5 0,3 2,0 79,7 5,7 3,1 2,6 3,8 0,1 1,2 6 1,4 0,0 2,1 78,3 5,2 3,7 2,8 2,9 1,3 2,4 7 1,9 0,0 2,4 77,8 3,2 2,2 3,3 5,7 0,3 3,1 8 1,9 0,0 2,5 75,2 4,4 2,6 3,7 6,0 0,2 3,4 (a) voir Tableau 5 Par ailleurs, la modification <strong>de</strong>s paramètres au cours <strong>de</strong>s différents essais n’a pas d’influence significative sur la composition monosaccharidique <strong>de</strong>s extraits recueillis, globalement homogènes. I.4. <strong>Extraction</strong> par micro-on<strong>de</strong>s Le rayonnement micro-on<strong>de</strong>s est une métho<strong>de</strong> d'activation <strong>de</strong>s réactions <strong>chimique</strong>s que le faible niveau <strong>de</strong> consommation d'énergie rend très attractif par rapport au chauffage 83
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