Présentation

Article

1 - LES MOLÉCULES ET LEURS ASSEMBLAGES

2 - PLANTES D’INTÉRÊT : EXPLORATION DE LA DIVERSITÉ DES SOLUTIONS VÉGÉTALES

3 - INSERTION DES PLANTES D’INTÉRÊT DANS DES SYSTÈMES DE CULTURES DURABLES

4 - CONCLUSION

5 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : CHV600 v1

Insertion des plantes d’intérêt dans des systèmes de cultures durables
Produits biosourcés issus des ressources végétales

Auteur(s) : Paul COLONNA

Relu et validé le 22 janv. 2020

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

L’objet de cet article est d’expliciter les solutions végétales pour approvisionner la chimie verte à partir de la biodiversité des plantes. La clé d’entrée est les trois familles de molécules mobilisables : (a) les sucres, l’amidon, les lipides et les protéines, (b) la lignocellulose dans les organes de soutien et (c) les métabolites secondaires. En découle la description des principales plantes concernées des zones tempérées et tropicales : céréales, oléagineux, palmiers à huile, légumineuses, hévéa, plantes lignocellulosiques, et tubercules/racines. Jatropha, jojoba et cuphea sont en développement. Enfin les principes des systèmes de cultures pour l’implantation durable de chaque espèce sont explicités.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Biobased Products from Plant Resources

The aim of this article is to explain the plant solutions to supply Green Chemistry from the biodiversity. The key to entry is the three families of suited molecules: (a) sugars, starch, lipids and proteins, (b) lignocellulose in stems and (c) secondary metabolites. Then main plants concerned in the temperate and tropical zones are described:  cereals, oilseeds, oil palm, legumes, rubber trees, lignocellulosic plants and tubers / roots. Jatropha, Jojoba and Cuphea are in development. Finally, the principles of cropping systems for the sustainable establishment of each species are given.

Auteur(s)

  • Paul COLONNA : Directeur de recherche - Institut national de la recherche agronomique (INRA), Paris, France

INTRODUCTION

Le végétal fournit des applications d’usage en chimie, soit directement, soit après transformation biotechnologique et/ou chimique (hémisynthèse) des matières agricoles et forestières. Les procédés traditionnels pour les colorants, les fibres, les matériaux s’appuyaient sur des savoir-faire dont les connaissances scientifiques sous-jacentes n’ont été élucidées qu’avec l’émergence de la chimie.

La stratégie pour l’identification d’un couple plante-usage(s) est de partir de la propriété d’usage visée pour remonter l’ensemble de l’itinéraire technologique, jusqu’au choix de la plante productrice des structures d’intérêt. Deux principales approches sont mises en œuvre pour identifier les structures (fibres) et biomolécules d’intérêt dans les plantes. La première, l’approche fonctionnelle, innovante consiste à explorer les molécules existantes dans le domaine végétal et leurs dérivés pour y trouver des fonctions semblables à celles recherchées, même si ces fonctions sont portées par des molécules de structures différentes de celles actuellement utilisées. Cette approche peut nécessiter une fonctionnalisation, qui est la modification d’assemblages de macromolécules ou l’introduction de groupements chimiques (dans des molécules ou macromolécules) pour conférer des propriétés à valeur d’usage. La seconde, l’approche structurale, consiste à identifier des biomolécules identiques ou ressemblant à celles utilisées dans la chimie du carbone fossile, et à adapter le procédé de transformation de la biomasse pour opérer la substitution.

Les deux approches peuvent coexister pour une même propriété. Ainsi le matériau caoutchouc peut être produit soit à partir du polymère constitutif du latex de l’hévéa, soit polymérisé chimiquement à partir de butadiène obtenu par fermentation des oses.

L’objectif de cet article est de dépasser la simple curiosité des usages chimiques des plantes pour définir les clés de raisonnement permettant de sélectionner une plante et son système de culture dans la perspective d’élaborer une ressource biosourcée pour satisfaire une fonction d’usage. Des ressources alternatives comme les algues, microalgues et cyanobactéries sont possibles, souvent pour des marchés de niche. Le lecteur intéressé pourra se référer aux articles dédiés des Techniques de l’Ingénieur [IN 201] [CHV 4 030] [CHV 7 005].

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

biodiversity   |   cropping system   |   plant components   |   green chemistry

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-chv600


Cet article fait partie de l’offre

Chimie verte

(156 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

3. Insertion des plantes d’intérêt dans des systèmes de cultures durables

Depuis quelques années, la productivité n’est plus le seul objectif, bien qu’il soit celui le mieux documenté (Eurostat, 2016). Les exigences environnementales maintiennent des rendements élevés pour les trois usages alimentaires, chimiques et énergétiques, en respectant des règles d’impacts environnementaux sur les sols, les eaux, les émissions de gaz à effets de serre, en améliorant les bilans énergétiques, et en réduisant l’utilisation de produits chimiques de protection des plantes. La complémentarité-concurrence avec des sources de carbone fossile impose une grande vigilance sur ces critères qui seront in fine à la base des choix des consommateurs.

Deux leviers d’innovation sont à combiner : la génétique abordée dans les précédentes parties et les systèmes de culture. L’objectif est d’insérer les plantes ciblées précédemment dans des systèmes de culture durables préexistants ou d’en créer de nouveaux pour les plantes émergentes.

Aucune différence majeure n’existe pour les plantes polyvalentes selon la balance des valorisations entre les sorties alimentaires, énergétiques et chimiques. Seules les plantes strictement non alimentaires (miscanthus, panic érigé, lin, chanvre, ricin, hévéa…) induisent des systèmes nouveaux en particulier quand les produits doivent être strictement exclus des voies alimentaires (toxicité du ricin, crambe par exemple).

3.1 Systèmes de cultures

La conception et l’évaluation des systèmes durables de production végétale dédiés à des usages énergétiques ou chimiques de la biomasse constituent un enjeu considérable. De nombreuses dimensions sont en effet en jeu dans ces approches qui sont par essence systémiques (figure 4).

La clé d’entrée, le système de culture, est l’ensemble des modalités techniques mises en œuvre sur des parcelles cultivées de manière identique . Chaque système se définit par :

    ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Chimie verte

(156 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Insertion des plantes d’intérêt dans des systèmes de cultures durables
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - COLONNA (P.) -   Editor La Chimie Verte.  -  Ed. Lavoisier, 560 p, 18 chapitres, 56 contributeurs (2006).

  • (2) - ANASTAS (P.T.), WARNER (J.C.) -   Green Chemistry : Theory and Practice,  -  Oxford University Press, New York (1998).

  • (3) - COLONNA (P.) -   La chimie du végétal et les nouveaux synthons accessibles par les biotechnologies.  -  L’actualité Chimique, 375-376 : 56-64 (2013).

  • (4) - COLONNA (P.), BULEON (A.) -   Thermal transitions of starches.  -  Pp 59-102. In Starches, characterization, properties and applications. Ed. A.C. Bertolini. Pub. CRC Press, Boca Raton, London, New York. (2010).

  • (5) - RICROCH (A.), FELLOUS (M.), DATTÉE (Y.) -   Biotechnologies végétales – Environnement, alimentation, santé.  -  Édition Vuibert, Paris (2011).

  • ...

1 Sites Internet

Modèle BIOMA (Biophysical Modeles Applications)

http://bioma.jrc.ec.europa.eu

HAUT DE PAGE

2 Événements

Plant Based Summit (PBS)

https://www.iar-pole.com/evenements/

World Bio Markets

https://www.worldbiomarkets.com/pages/overview/

HAUT DE PAGE

3 Normes et standards

Analyse du cycle de vie

ISO 14040 (2006), Management environnemental – Analyse du cycle de vie – principe et cadre, International Organization for Standardization

ISO 14044 (2006), Management environnemental – Analyse du cycle de vie – exigences et lignes directrices, International Organization for Standardization

Produit du biosourcé

European standard EN 16785-1:...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Chimie verte

(156 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS