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RÉSUMÉ
Les biotechnologies sont un outil prometteur dans la chaîne de transformation du bois en pâte à papier. Des micro-organismes, et notamment des champignons, sécrètent des produits dégradant le bois. Certains effectuent même une dégradation très sélective éliminant la lignine et les composés indésirables du bois tout en conservant la cellulose. Leur étude a conduit au développement de techniques de contrôle de la dégradation sélective des composants du bois lors de la préparation des pâtes à papier. Deux approches sont possibles, basée soit sur l'utilisation des micro-organismes, soit sur l'application directe d'enzymes.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sandra TAPIN-LINGUA : Ingénieur de recherche à l'Institut technologique FCBA
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Valérie MEYER : Ingénieur au Centre technique du papier
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Michel PETIT-CONIL : Directeur de recherche à l'Institut technologique FCBA
INTRODUCTION
Les technologies du vivant, ou biotechnologies, sont considérées à l'heure actuelle comme un outil prometteur dans la chaîne de transformation du bois en pâte à papier écrue ou blanchie.
Il existe dans la nature un nombre important de micro-organismes et plus particulièrement de champignons qui, grâce à leurs produits de sécrétion (contenant des enzymes), dégradent le bois. De plus, certains présentent la spécificité d'effectuer une dégradation très sélective permettant d'éliminer la lignine et les composés « indésirables » du bois tout en conservant la cellulose. Leur étude a logiquement conduit à la recherche et au développement de techniques permettant de contrôler cette dégradation sélective de certains composants du bois lors de la préparation des pâtes à papier.
Deux approches sont possibles, l'une basée sur l'utilisation des micro-organismes (principalement des champignons de la pourriture blanche), l'autre sur l'application directe d'enzymes qui catalysent la dégradation de certains composants du bois.
Au début des années 1980, les principaux sujets d'étude sur l'utilisation des biotechnologies concernaient les traitements d'effluents, la mise en pâte mécanique à l'aide de traitements biologiques et l'hydrolyse de la cellulose. Pendant les années 1990, des progrès considérables ont été faits sur l'utilisation d'enzymes spécialisées dans la dégradation du bois pour améliorer le blanchiment des pâtes à papier. Aujourd'hui, les biotechnologies sont étudiées pour des sujets touchant toute la chaîne de transformation du bois en papier (y compris le recyclage).
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4. Conclusion
L’utilisation des biotechnologies dans l’industrie papetière semble être une approche très prometteuse comme alternative (ou comme complément) aux procédés papetiers classiques.
Le biopulping et les traitements enzymatiques des copeaux peuvent être utilisés pour favoriser la mise en pâte chimique ou mécanique. A l’heure actuelle, l’application de traitements enzymatiques pour la production de pâtes chimiques à l’échelle industrielle est limitée à l’utilisation des xylanases et dans une moindre mesure des lipases. Les traitements par les xylanases sont dédiés au prétraitement de la pâte écrue pour améliorer l’aptitude au blanchiment des pâtes. Les enzymes oxydantes de type manganèse peroxydase ou laccase présentent un potentiel intéressant mais sont encore produites en faible quantité et à des coûts insuffisamment attractifs pour justifier une application industrielle. De plus, l’utilisation de ce type d’enzyme nécessite un contrôle pointu du procédé et l’utilisation d’un médiateur chimique onéreux et toxique dans le cas des laccases.
La production industrielle d’enzymes est en évolution et des enzymes plus stables sont produites à des coûts de plus en plus réduits. Des enzymes adaptées aux conditions des procédés de mise en pâte et de blanchiment pourraient permettre de développer l’application industrielle de stades enzymatiques. Le développement d’un médiateur sans impact sur l’environnement permettrait d’introduire les laccases dans les procédés de fabrication des pâtes à papier avec des avantages certains. Des laboratoires de recherche se consacrent à cette thématique.
L’utilisation d’enzymes pourrait également se développer pour permettre l’extraction et la valorisation de certains composés du bois (composés aromatiques, antioxydants). Ces composés peuvent ensuite être valorisés dans des domaines très différents tels que l’industrie pharmaceutique ou l’industrie agroalimentaire.
Les avantages et les inconvénients de l’utilisation des biotechnologies dans l’industrie papetière sont donnés dans le tableau .
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ANNEXES
1.1 Fournisseurs d'enzymes (liste non exhaustive)
Iogen
Novozymes
AB enzymes
HAUT DE PAGE1.2 Centres de recherche (liste non exhaustive)
InTechFibres
Centre Technique du papier
Institut technologique FCBA
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