Extraction, caractérisation chimique et valorisation biologique de ...

La biomasse est une source abondante et renouvelable de biopolymères qui intéressent
fortement les acteurs du développement durable et de la Chimie verte. Les matériaux
lignocellulosiques, parmi lesquels la cellulose, les hémicelluloses ou encore les lignines,
comptent pour environ 80% de cette biomasse. Les hémicelluloses sont, après la cellulose, le
second polymère naturel la plus abondant sur Terre. En raison de leurs propriétés chimiques
remarquables mais aussi de leurs activités biologiques diversifiées, les hémicelluloses sont
aujourd’hui considérées, au même titre que la cellulose et l’amidon, comme des
polysaccharides d’intérêt industriel. Encore nettement moins utilisées que leurs homologues,
elles sont considérées comme des polymères en devenir si l’on en juge par les valorisations
récentes dans le domaine des biocarburants. Elles sont principalement présentes dans les
céréales ; le bois en contient également des quantités significatives.
Avec une superficie de 155 000 km 2 , la forêt française représente 28% du territoire ce
qui place la France au quatrième rang européen. Elle est aussi essentiellement boisée par des
essences feuillues (63%), le chêne étant l’espèce majoritaire. Si l’on en revient à une échelle
régionale, un tiers de la superficie du Limousin - soit 5 850 km 2 - est boisée dont 5 750 km 2 de
forêts de production. 1 C’est dire l’importance de l’industrie du bois dans cette région où le
châtaignier y est reconnu comme une essence emblématique. Entre autres caractéristiques,
l’activité forestière génère des quantités considérables de déchets et produits connexes tels
que les branchages, les souches, les écorces ou encore les sciures. Malgré des législations
récentes et contraignantes, moins de 10% de ces produits connexes sont aujourd’hui valorisés,
principalement dans le secteur énergétique (plaquettes) et la production de matériaux bois
(panneaux de particules, agglomérés...).
C’est dans ce contexte que depuis plusieurs années, le Laboratoire de Chimie des
Substances Naturelles s’intéresse à de nouvelles pistes de valorisation de la biomasse
forestière. Si la fraction cellulosique trouve déjà un grand nombre d'applications
technologiques, les hémicelluloses sont, quant à elles, peu exploitées malgré leur grande
richesse structurale. Une étude récente 2 du Laboratoire consacrée à l’analyse de la structure
du 4-O-méthyl-glucuronoxylane caractéristique du bois de châtaignier, a permis d’en préciser
des propriétés biologiques remarquables dans le domaine de l’oncologie cellulaire et
moléculaire. Localisée dans la paroi secondaire des cellules de bois, les hémicelluloses y sont
intimement associées à la cellulose et aux lignines. Cette organisation chimique originale
explique des propriétés mécaniques remarquables du bois ; elle s’oppose également - et
malheureusement - à l’extractabilité de cette catégorie de molécule pariétale et constitue donc
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