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RÉSUMÉ
L'origine des tanins, leur évolution historique, leur chimie, leurs réactions et leurs applications sont décrites dans cet article. Des applications anciennes et établies sont décrites, ainsi que les applications les plus récentes qui promettent d’avoir un impact industriel dans le futur. Les points essentiels de chaque application, les verrous et leur chance d’application industrielle sont discutées brièvement. L’article présente des applications historiques de tanins, cuir, ou médecine traditionnelle, des applications plus récentes mais déjà industrialisées et d'autres en voie de développement ainsi que la modernisation de quelques applications plus anciennes.
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Antonio PIZZI : Professeur - Laboratoire d’étude et de recherche sur le matériau bas (LERMAB) - Université de Lorraine, Épinal, France
INTRODUCTION
Les tanins sont des produits naturels que l’on retrouve dans la plupart des plantes supérieures. Le nom « tanin » provient de l’utilisation de cette classe de composés utilisés dans le processus de tannage du cuir. Les tanins se présentent généralement sous diverses formes, allant de poudres amorphes blanches aux poudres amorphes blanc cassé, de substances pâteuses brillantes, presque incolores, aux poudres brun rougeâtre lorsqu’elles sont produites par séchage et par pulvérisation. Ils sont connus pour leur goût astringent.
Les tanins sont produits dans presque toutes les parties de la plante, à savoir les graines, les racines, l’écorce, le bois et les feuilles, en raison de leur rôle fondamental dans la défense contre les insectes, les infections alimentaires, les champignons ou les bactéries. Le mécanisme de défense repose sur la capacité des tanins à complexer les protéines de façon irréversible. Ils sont également considérés comme l’un des composants permettant de réduire efficacement les maladies cardiovasculaires, voire de soulager certaines formes de cancer dans le cadre de régimes alimentaires riches en fruits et légumes. En plus de leurs effets sur la santé humaine, les tanins sont aussi importants pour le bien-être des ruminants : les fourrages riches en protéines comme la luzerne peuvent déclencher la production de méthane piégé sous forme de mousse protéique pouvant entraîner la mort de l’animal. Les tanins empêchent la météorisation en interagissant avec les protéines alimentaires, la salive et les cellules microbiennes du ruminant, ce qui altère leur processus digestif et empêche les protéines solubles de la plante d’interagir au même degré dans le rumen.
Ayant atteint une certaine maturité technologique pour de nouvelles applications industrielles, et plus seulement pour les applications traditionnelles pour lesquelles ils sont utilisés depuis des siècles, les tanins, produits très réactifs, présentent une très grande flexibilité pour un grand nombre d’applications très variées dans des domaines très différents, depuis les résines aux plastiques en passant par les produits pharmaceutiques. Le problème de leur utilisation ne provient pas de leur applicabilité mais de leur approvisionnement. Bien que des millions de tonnes puissent potentiellement être extraites de l’écorce d’arbres relativement communs et d’autres sources telles que les déchets de raisins après le pressurage du vin, le nombre d’usines existantes demeure relativement limité et la production mondiale actuelle avoisine les 220 000 tonnes/an. Ainsi, le goulot d’étranglement est la construction de nouvelles usines d’extraction pour que les tanins soient exploités de manière extensive dans les nombreuses applications industrielles existantes ou en développement. Cela suscite toutefois un intérêt, car ces dernières années, un petit nombre de nouvelles usines d’extraction ont été construites, comme à Sumatra, ou sont en construction, comme au Chili. Après un rappel de l’origine et des propriétés des tanins, ainsi que de ses différentes techniques d’extraction, l’article s’attache à les mettre en lien avec de potentielles applications, en tenant compte de leur valeur ajoutée. Un aperçu est alors donné du matériau candidat.
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3. Technologies actuelles et passées de valorisation industrielle des tanins
3.1 Fabrication du cuir
La fabrication du cuir est encore la plus grande utilisation des tanins d’origine végétale. Le cuir était traditionnellement fabriqué dans des fosses au sol dans lesquelles des couches alternées de peaux d’animaux et de copeaux de bois (de chêne par exemple) contenant des tanins étaient placées et laissées à tremper pendant des périodes de temps considérables. Les peaux étaient stockées à travers un certain nombre de fosses consécutives, en général 28, de manière à être lentement enrichies et durcies par le tanin en solution. Les tanins exfiltrés des copeaux de bois imprégnaient de plus en plus les peaux. Un tel système de fabrication produisait du cuir de grande qualité mais il fallait souvent une année entière pour que le cuir soit prêt. Cette technique fut pratiquée pendant de nombreux siècles. Le premier changement survint lorsque l’industrie de l’extraction du tanin, qui avait eu un essor considérable dans les années 1850 pour fournir du colorant noir de tannate de fer pour colorer la soie, se trouva dans une situation désespérée en raison du changement de la mode. Certaines usines d’extraction de tanins ont pu démontrer qu’en ajoutant directement l’extrait de tanin dans les tanneries traditionnelles, la même qualité de cuir pouvait être obtenue en seulement 28 jours (soit 28 fosses, une par jour). Le cuir tanné de cette manière a commencé à s’imposer et ce boom a duré principalement jusqu’à la fin de la Seconde Guerre mondiale. À ce moment là, trois événements ont contribué de façon marquée à la diminution constante du cuir tanné végétal. Premièrement, l’introduction de matériaux synthétiques dérivés du pétrole, pour le marché des semelles de chaussures, a commencé à concurrencer fortement le cuir pour l’une de ses applications les plus traditionnelles. Deuxièmement, la démobilisation des armées qui a entraîné une forte diminution du besoin en chaussures en cuir, et le troisième évènement fut la forte pénétration du marché par le tannage aux sels de chrome pour la fabrication de cuirs souples, en particulier ceux destinés à la partie supérieure des chaussures. Dans tous ces changements, alors que le cuir végétal avait commencé à acquérir une réputation de produit de luxe, quelques niches importantes subsistèrent....
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CALLER (L.) - Le Fabbriche Italiane de Estratto di Castagno. - Silva, S. Michele Mondovi (CN), Italy (1989).
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(3) - GIOVANDO (S.), PIZZI (A.), PASCH (H.), PRETORIUS (N.) - * - ProLigno, 9(1), p. 22 (2013).
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(4) - RADEBE (N.), RODE (K.), PIZZI (A.), GIOVANDO (S.), PASCH (H.) - * - J. Appl. Polym. Sci., 128, p. 97 (2013).
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(5) - PIZZI (A.), PASCH (H.), RODE (K.), GIOVANDO (S.) - * - J. Appl. Polym. Sci., 113, p. 3847 (2009).
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(6) - PASCH (H.), PIZZI (A.) - * - J. Appl. Polym. Sci. 85, p. 429 (2002).
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