Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...

ANNEXES
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chimiques (thermolyse, explosion à la vapeur, procédé AFEX) qui utilisent des conditions de
pression et de température élevées pour mener à la création de molécule hydrolysable, et les
prétraitements chimiques en condition acide ou alcaline.
X - 2 - 1 - 2 - Hydrolyse
L’étape faisant suite au prétraitement consiste à convertir les molécules de cellulose
en glucose, c’est l’hydrolyse.
Si l’hémicellulose est facilement hydrolysable, parfois dès le prétraitement,
l’hydrolyse de la cellulose en glucose est une opération difficile, du fait de sa structure, de sa
cristallinité et de son association avec la lignine et les hémicelluloses encore présentes malgré
le prétraitement. L’hydrolyse doit donc être catalysée soit par un acide (dilué ou concentré),
soit par des enzymes spécifiques appelées cellulases.
X - 2 - 1 - 3 - Fermentation éthanolique
Si la fermentation du glucose en éthanol (C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2) est une
réaction bien connue et exploitée depuis des siècles, l’utilisation de matériaux ligno-
cellulosiques comme substrat initial implique des difficultés spécifiques qui justifient des
efforts de recherche conséquents. D’une part, des composés toxiques et inhibiteurs de
fermentation (furfural surtout) peuvent être formés durant l’hydrolyse, voire le prétraitement,
diminuant significativement les rendements de conversion. Le glycérol est également un
sous-produit majoritaire obtenu au cours de la fermentation dont on doit minimiser la
production. D’autre part, la conversion des pentoses tels que le xylose en éthanol (3C5H10O5
→ 5C2H5OH + 5CO2) ne peut pas être effectuée par les organismes classiquement utilisés en
fermentation. Si certaines levures permettent de convertir les pentoses, elles sont très
sensibles aux inhibiteurs et peu performantes. On leur préfère les bactéries, dont certaines
souches créées par les biotechnologies génétiques sont capables de convertir à la fois le
glucose et les pentoses avec de bons rendements, et de résister aux inhibiteurs ; les souches
de Zymomonas mobilis et d’Escherichia coli en sont un bon exemple. Ces développements
récents n’en sont toutefois qu’au stade de R&D.
De nombreux développements sont encore attendus afin d’améliorer les rendements
de conversion en éthanol et de réduire les coûts. Il est notamment envisagé :
– d’effectuer l’hydrolyse enzymatique et la fermentation en une seule étape, au sein du
même réacteur. C’est le principe du procédé SSF (Simultaneous Saccharification and
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