Littérature scientifique sur le sujet « Valorisation agricoles »

L’objectif de cette étude est de proposer, par approche intégrée, une voie de gestion des déchets agro-industriels : halieutique, avicole, agrumicole. La valorisation énergétique du point de vue de la production de biogaz et aussi la valorisation du digestat qui en découle sont étudiées. Dix mixtures sont établies dans le cadre d’un plan simplexe-centroïde, leur digestion anaérobie dure environ 5000 min, suffisante pour atteindre la stabilité. L’évolution de plusieurs paramètres physico-chimiques tels que le pH, la conductivité, la matière sèche est déterminée. La conversion du carbone organique total (COT), le phosphore (P) et l’azote (NT) sont étudiés et modélisés par les surfaces d’isoréponses. Les contrôles microbiologiques pour vérifier l’hygiénisation des digestats sont menés. Le volume de biogaz produit pour les différents mélanges est mesuré en fonction du temps en utilisant la méthode du liquide déplacé. Finalement, le digestat est valorisé dans la fertilisation des sols agricoles, pour cela des tests de fertilisation sont ainsi conduits sur des cultures de poivrons (Capsicum annum). Les résultats montrent qu’il est possible de générer, après processus de digestion anaérobie optimale, un digestat, intéressant pour une application dans la fertilisation des sols agricoles, hygiénique par l’absence des micro-organismes d’altération, riche en azote, phosphore, potassium, caractérisé par un pH idéal pour la culture de poivrons.

Le secteur agricole constitue une activité importante au Maroc, représentant 14 % du produit national brut et employant 40 % de la population active. Avec l’émergence de la pandémie de la Covid-19, il a été ébranlé par des incertitudes économiques et par la distanciation physique qui a accentué les contraintes du travail. Toutefois, l’agriculture s’est imposée comme une activité cruciale, puisqu’elle a continué à assurer l’approvisionnement alimentaire à des prix abordables. La pandémie, qui s’est déclarée en une année très sèche, a offert une opportunité pour réviser les principales contraintes auxquelles fait face le secteur agricole : manque d’eau et faible rémunération du travail. Elle a aussi attiré l’attention de l’opinion publique sur les quantités importantes de denrées vivrières importées. La balance des paiements des produits alimentaires demeure négative, malgré des exportations de produits agricoles mises en relief par le discours officiel. En outre, des études récentes ont montré que ces dernières dépendent avant tout d’usages accrus et souvent déraisonnables d’eau souterraine, malgré les subventions à la conversion des systèmes d’irrigation gravitaire vers le goutte-à-goutte. Des suivis d’exploitations ont démontré que ces subventions ont généré une expansion de la surface irriguée avec des cultures à besoins hydriques élevés. Cette situation doit être considérée comme l’opposé de l’objectif recherché : une amélioration de la valorisation de l’eau. Il faut donc reconnaître que l’agriculture de l’ère post Covid-19 devra être différente. Un changement de paradigme doit s’opérer où la valorisation de l’eau pluviale figurera dans les priorités, de concert avec la souveraineté alimentaire. Il doit englober différentes dimensions, comme la préservation de l’environnement, le développement du monde rural et de systèmes alimentaires durables, mais aussi garantir l’inclusion sociale et de meilleures rémunérations du travail agricole, afin d’assurer son attractivité et réduire l’exode rural.

Dans le Moyen-Ouest de la région de Vakinankaratra à Madagascar, les exploitations agricoles ont des besoins croissants en fertilisants et en fourrages, et dans le même temps de sérieuses difficultés économiques d’accès aux engrais minéraux et aux aliments de bétail. Cette étude a montré comment l’intégration agriculture-élevage (IAE) a permis de pallier en partie la difficulté d’accès aux intrants agricoles industriels et de contribuer à l’intensification agricole. Des enquêtes auprès de 20 exploitations agricoles ont été menées. A l’aide d’analyses en composantes principales et d’une classification sur la base de treize variables, trois structurelles (superficie cultivée, nombre de bovins, nombre de mains-d’oeuvre familiales) et dix fonctionnelles (production de fumure organique, achat de fumure organique, achat de fertilisants minéraux, épandage de fumure organique, rendement en riz pluvial, rendement en maïs, disponibilité de résidus de cultures, valorisation de résidus de cultures, complémentation de l’alimentation des bovins, durée de pâturage), cinq types d’exploitations ont été caractérisés : un type de petites exploitations avec un niveau d’IAE fort, deux types d’exploitations de taille moyenne avec un niveau d’IAE moyen et faible, et deux types de grandes exploitations avec un niveau d’IAE moyen et faible. La complémentation de l’alimentation des bovins, le nombre de bovins et la durée de pâturage ont le mieux discriminé les exploitations. Les besoins alimentaires énergétiques et protéiques des bovins étaient couverts à l’échelle de l’année pour toutes les exploitations. Les exportations d’azote par les cultures étaient compensées par les apports dans les exploitations au plus fort niveau d’IAE. En conclusion, dans ce contexte d’accès très limité aux intrants industriels, les producteurs se sont tournés vers des stratégies d’IAE, d’une part, pour allouer la fumure organique produite sur les cultures exigeantes (riz et maïs) et, d’autre part, pour couvrir les besoins alimentaires des animaux.

Cette étude met en lumière l’impact de l’innovation sur l’orientation-marché et les performances d’une coopérative de valorisation des coproduits du figuier de barbarie en Algérie. Alors que la question des performances de l’entreprenariat collectif a été largement débattue, elle l’a été beaucoup moins pour des coopératives innovantes. Dans ce travail, nous mettons l’accent sur les performances de ce modèle d’entreprenariat fondé sur la réappropriation d’innovations techniques. Dans ce sens, notre analyse cherche à étendre la recherche empirique antérieure sur les performances des coopératives agricoles en introduisant l’orientation vers le marché et une évaluation plus globale des performances socioéconomiques des coopératives innovantes comme Nopaltec. Nos résultats portant sur les « autres » performances – rôle dans l’appropriation collective et la diffusion de l’innovation, structuration de la filière, fonctions socio-politique et territoriale de la coopérative – plaident pour une lecture élargie des performances des structures coopératives agricoles.

Améliorer la valorisation de l’azote à toutes les étapes de son utilisation est une priorité, notamment en élevage où elle demeure relativement faible. Les indicateurs d’efficience azotée sont nombreux et basés sur des méthodes de calculs diverses selon le contexte et les échelles considérées. La littérature illustre un certain nombre de pratiques vertueuses, le plus souvent applicables à l’échelle de l’animal ou du troupeau, qui en améliorent la valorisation. Mais peu d’études présentent une vision intégrative de ces gains aux niveaux d’organisation supérieurs comme l’exploitation ou le territoire. Cet article rappelle tout d’abord les principales stratégies qui permettent d’augmenter l’efficience d’utilisation de l’azote à l’échelle de l’animal, de l’exploitation et du territoire. L’analyse de ces gains à différentes échelles met en évidence qu’une amélioration de l’efficience à un niveau donné n’induit pas systématiquement un gain d’efficience à l’étage supérieur ou pour l’ensemble du système. Par ailleurs, la recherche d’une efficience élevée ne garantit pas systématiquement une réduction des pertes azotées vers l’environnement : certains systèmes d’élevage les plus efficients sont aussi ceux qui génèrent le plus d’impacts du fait des quantités importantes d’azote utilisées. Les indicateurs d’efficience s’avèrent des outils utiles pour améliorer l’utilisation de l’azote dans les systèmes agricoles, mais ces ratios ne disent rien des quantités mises en jeu tant au numérateur qu’au dénominateur. Ils devraient donc être systématiquement associés à des indicateurs de pertes azotées pour une meilleure prise en compte des conséquences des systèmes agricoles sur les milieux naturels.

L’attachement du quota laitier au foncier, la gratuité des droits à produire et la redistribution des références laitières aux agriculteurs jugés prioritaires ont, en France, favorisé le maintien d’un nombre relativement important d’exploitations laitières en zone de montagne. A ces choix de politique publique s’ajoute le dynamisme des acteurs locaux et des filières de transformation (développement des fromages sous signes de qualité) qui a joué un rôle déterminant au cours des deux dernières décennies. En partant des données du réseau d’information comptable agricole (RICA) de l’exercice 2000, la situation structurelle, économique et financière des exploitations laitières françaises de montagne est comparée à celles des zones défavorisées simples et des zones de plaine, puis de façon déclinée pour différents massifs montagneux (Alpes du Nord, Jura, Massif Central et Vosges). Les 27 200 exploitations laitières ’professionnelles’ françaises de montagne (lesquelles représentent 35 % des exploitations agricoles et 40 % de la production agricole de ces zones) disposent, en moyenne, d’un quota de 150 800 kg de lait, de 61 hectares et de 22 400 euros de résultat courant avant impôt (contre respectivement 222 700 kg, 72 hectares et 31 500 euros en plaine). Une analyse centrée sur les dynamiques internes de la filière laitière des Alpes du Nord est ensuite présentée moyennant la valorisation de différents outils statistiques.

La Pampa argentine et l’Amazonie brésilienne se caractérisent par la coexistence d’agricultures familiales et de firmes agroindustrielles qui juxtaposent ou associent des modèles différents de développement dans le territoire. Comment penser les processus de valorisation des ressources territoriales et de coordination entre acteurs privés et acteurs publics dans ces régions ? Cet article analyse dans quelle mesure l’approche SYAL peut être considérée comme clé de lecture pour ces dynamiques spatiales de grande échelle.

Une approche holistique des questions environnementales met en lumière les limites atteintes par l’utilisation des égouts pour éloigner les excrétats humains des espaces habités. Les mégapoles, en particulier, sont aujourd’hui exposées à des enjeux aigus et encore méconnus. Dans un contexte de changements globaux majeurs auxquels l’assainissement doit faire face, une si grande concentration de population met le modèle classique de l’assainissement sous tension. À la saturation récurrente des systèmes d’assainissement centralisés, s’ajoute une empreinte élevée en matière de dépense énergétique, d’émissions de gaz à effet de serre et souvent de pollution des milieux aquatiques. Pourtant, ces excrétats, gérés séparément, pourraient être utilisés comme matières fertilisantes : leur utilisation agricole permet de sortir d’une logique de dépollution des excrétats et de créer un mutualisme entre territoires urbains et agricoles, ces derniers bénéficiant alors de matières fertilisantes pérennes, locales et non fossiles. À partir du cas de l’agglomération parisienne, nous proposons une analyse transversale des opportunités actuelles de mise en oeuvre de filières de séparation à la source en contexte de grande concentration urbaine. Plus spécifiquement, nous nous intéressons aux freins et leviers techniques, organisationnels, économiques, en vue de la production de fertilisants à partir des excrétats humains et en particulier des urines, dans de bonnes conditions sanitaires et agronomiques. Nous montrons l’accumulation d’éléments de démonstration quant aux limites du système d’assainissement actuel et la nécessité d’un changement de paradigme. Persiste, nonobstant, une difficulté à mettre en place des projets pilotes (freins politiques, socioculturels, économiques, réglementaires et techniques, exacerbés dans le contexte d’une mégapole). Toutefois, une dynamique récente s’observe, avec des projets qui émergent en marge de la fabrique urbaine. Un facteur clé de leur réussite tient à leur adaptation aux différentes configurations territoriales. Portés par des individus et collectifs aux trajectoires spécifiques, ceux-ci laissent entrevoir une capacité à inventer de nouveaux dispositifs sociotechniques de gestion des excrétats humains.

The sector of protected crops under heated greenhouses in southern Tunisia has continued to develop with the availability of geothermal resources. The poor management of these resources leads to their degradation in terms of quantity and quality. This situation is worsening with the demand for water in the agricultural sector. Therefore, the development of these geothermal potentials is necessary to ensure their sustainability. The present work aims at characterizing the return water and assessing its impact on greenhouse crops and oasis systems. The study was based on physico-chemical analyses of return water collected from nine geothermal poles spread over the three governorates (Gabes, Kebili and Tozeur), field visits and surveys conducted with farmers. These physico-chemical analyses indicate a poor to average water quality with a very high saline risk and a medium alkaline risk. Indeed, the salinity of the water varies from 2.6 to 11.9 g/l and the SAR from 5.1 to 8.8. In addition, the salinity management techniques adopted by farmers are still limited due to their low financial capacity.

L'augmentation régulière des volumes produits, pose aujourd'hui de manière cruciale le problème du devenir de nos déchets au sein de notre société de consommation. L'analyse factorielle met en évidence une prise de conscience des populations en faveur du jeter utile et propre. Cependant la politique de valorisation liée au recyclage et à la gestion rationnelle des rebuts atteint aujourd'hui ses limites, dans la mesure ou les matières triées en aval des systèmes de collecte ne trouvent pas facilement leur voie. D'autre part, le recyclage ne garantit pas toujours un écobilan positif car l'évacuation des résidus est une source importante de pollution. Deux approches nous apparaissent fondamentales: la valorisation agricole et la valorisation énergétique. Après avoir rappelé les principes de la valorisation agricole, nous avons étudié le devenir du compostage des déchets urbains de l'usine d'Auquemesnil (Seine-Maritime), et la valeur agronomique des boues de la Compagnie Générale des Eaux (CGE Eure). La valorisation énergétique provient surtout de la technique de transformation par incinération. L'étude a porté sur un exemple concret de valorisation énergétique de granulats solides d'ordures ménagères. Mais les débouchés sont inexistants du fait de l'acidité des fumées en contradiction avec les nouvelles directives européennes. Le piégeage du chlore par thermolyse nous apparaît comme une voie possible de recherche. Le processus industriel final devrait permettre a terme, de produire un combustible liquide, stockable, et débarassé de ses éléments polluants

La Côte d’Ivoire connait de très grands succès sur le marché de l’exportation agricole et génère aussi d’importants sous-produits. Dans cette étude, 17 de ses sous-produits agricoles ont fait l’objet d’une valorisation consacrée à l’obtention d’acide citrique avec une caractérisation de la bagasse de pomme de cajou pour la conception d’agromatériaux à partir de cette bagasse. Au niveau des fruits, les pulpes de la papaye (Carica papaya) et de mangue de variété Adams (Mangifera indica) ont donné les meilleures teneurs en acide citrique respectivement de 287,70 g/kg et 137,54 g/kg. Au niveau des amylacés, les épluchures de la patate douce (Ipomoea batatas) ont donné la meilleure teneur (88 g/kg). La pomme de cajou (Anacardium occidentale) a une production moyenne d'acide citrique (90,02 g/kg). Les caractéristiques physico-chimiques (polysaccharides, lipides, protéines et pectines) de la bagasse de pomme de cajou ont permis de montrer que, quelle que soit la variété de la pomme (rouge ou jaune) ou la partie de la bagasse étudiée (peau ou pulpe), la composition lignocellulosique était dominée par les hémicelluloses. Les teneurs dans ces derniers ont de 41,12% ± 0,24% pour la pulpe de la pomme de cajou (P), de 51,65% ± 0,11% pour la pomme de cajou à peau rouge (R) et de 51,1% ± 0,18% pour la pomme de cajou à peau jaune (J). Les résultats de la fraction lipidique ont révélé la prédominance des acides gras insaturés. On note aussi la présence de divers types de phytostérols dans cette avec une teneur doublement importante dans la pulpe que dans la peau de pomme de cajou. Enfin, la conception d’agromatériaux à base de bagasse de pomme de cajou par thermopressage fut réalisée. Des tests d’immersion et de flexion ont permis de trouver le couple température/pression adéquat (170°C/116 bars) pour la conception d’agromatériaux.

Le travail porte sur la valorisation de dechets lignocellulosiques, a travers l'obtention de materiaux thermodurcissables. Apres avoir rappele la nature des principaux constituants et les caracteristiques de la matiere vegetale, une etude bibliographique sur les principales voies de valorisation de dechets lignocellulosiques est proposee dans la premiere partie. La deuxieme partie est consacree a la fonctionnalisation de sciures de bois (pin, chene). Nous avons mis en evidence l'amelioration qu'apporte un pretraitement du bois a l'ozone sur sa reactivite. En effet, lors des reactions d'esterification et d'etherification, on constate de meilleurs resultats (gain de poids, taux d'esters, d'epoxydes) si le bois a ete au prealable ozone. Dans le cas de l'esterification, l'ozonation a permis egalement de minimiser la quantite d'agent d'esterification. Dans la troisieme partie sont presentees les conditions d'obtention ainsi que les caracteristiques des materiaux composites: bois fonctionnalise-resine epoxyde d'une part et bois fonctionnalise-resine polyester insature d'autre part. Certaines de ces proprietes (contrainte a la rupture en flexion, durete de rockwell) sont ameliorees lorsque le bois a ete ozone au prealable. L'etude de l'influence d'un additif a ete abordee dans le cas des composites bois-resine polyester insature. Enfin, une generalisation de cette technique a d'autres dechets lignocellulosiques (paille de ble, moelle de sorgho, tiges de kenaf, noyaux d'olives) est proposee

A l’instar d’autres pays européens, la France se mobilise actuellement pour la valorisation énergétique de ses déchets agricoles par méthanisation. Néanmoins, la production d’une partie de ces ressources n’est pas constante toute au long de l’année. En conséquence, afin de permettre l'approvisionnement continu des installations de biogaz, elles doivent être conservées parfois pendant de longues périodes (plusieurs mois). Cette thèse porte sur l’optimisation des pratiques de gestion des ressources agricoles avant méthanisation. Différentes conditions de stockage ont été étudiées, en particulier le stockage aérobie ainsi que l’ensilage, dans l’optique de l’amélioration de la conservation du potentiel bio-méthanogène et de l’optimisation de la conversion de la matière organique lors de la méthanisation. Grâce à une méthode expérimentale originale, la caractérisation multiphasique des déchets à différents stades de leur gestion a été mise en œuvre, à la fois sur les compartiments biochimiques et sur la biodisponibilité du carbone pour la méthanisation. Dans une première partie, la préparation et le stockage de cultures intermédiaires à vocation énergétique ont été étudiés au laboratoire. Les résultats obtenus ont permis de démontrer l’avantage majeur de l’ensilage plutôt que le stockage à l’air libre pour la conservation du pouvoir méthanogène. Deuxièmement, des essais de stockage de longue durée ont été réalisés pour des fumiers de bovin. Ces expériences ont permis de mettre en évidence la mauvaise conservation des fumiers et l’intérêt de l’utilisation de co-substrats pour améliorer la performance du stockage en conditions d’ensilage. Afin d’expliquer les mécanismes majeurs qui se produisent au cours de l’ensilage, une approche de modélisation a été utilisée pour synthétiser et interpréter les résultats. Ces travaux de recherche ont permis d’identifier les bonnes pratiques de gestion pour les intrants de méthanisation agricole afin d’optimiser au mieux la conservation des ressources
Like other European countries, France is currently mobilizing for the energy recovery of its agricultural wastes by anaerobic digestion. Nevertheless, the production of these resources undergoes several fluctuations throughout the year. Consequently, in order to allow the continuous supply of biogas plants, these raw materials must be often stored for long periods (several months). This thesis focuses on the optimization of agricultural wastes management practices before anaerobic digestion. Different storage conditions were studied, notably the open-air storage and ensiling, with the aim of improving the conservation of the biochemical methane potential and optimizing the conversion of organic matter during anaerobic digestion. An original experimental methodology was developed and implemented for the multiphasic characterization of biomass at different stages of its management and storage, including analysis on the different biochemical fractions and bioavailability of carbon for anaerobic digestion. First, this methodology was applied to the preparation and long-term storage of catch crops. This evidenced a major advantage of using ensiling rather than open-air storage for the preservation of biomass and methane potential. Second, long-term storage trials were conducted for cattle manure. These experiments highlighted the poor conservation of manure and the benefits of co-substrates in the improvement of storage performances under ensiling conditions. To explain the major mechanisms that occur during the ensiling process, a modelling approach was used to synthesize and interpret the results. Finally, this research work led to the identification of good conservation practices for the major feedstocks of agricultural biogas plants

"Filles de la misère", les coopératives agricoles ont accompagné les agriculteurs à travers les changements économiques, politiques et sociétaux depuis le début du XXème siècle. Outil économiques au service du développement de leurs adhérents et de leurs territoires, elles n'ont cessé de prouver leurs capacités d'adaptation face aux transformations de l'agriculture, à la création de l'Union européenne ou à la mondialisation des échanges. Cependant, leur modèle associant les membres au processus décisionnel de l'entreprise a pu souffrir de ces évolutions impliquant une diversification de l'activité, la création de filiales,l'ouverture à des partenaires non-coopérateurs. La place des adhérents est donc à nouveau à considérer, leur loyauté étant un atout indéniable pour les coopératives agricoles.Cette étude se fonde sur l'analyse des procès-verbaux des assemblées générales de cinq coopératives agricoles. Elle propose de faire de l'histoire une force dans la gestion des adhérents : construisant des connaissances, elle peut alimenter une communication éclairée à destination des membres. Enfin, il est proposé de réaliser ce travail de recherche et de valorisation de manière coopérative, afin de mutualiser les moyens nécessaires.

"Filles de la misère", les coopératives agricoles ont accompagné les agriculteurs à travers les changements économiques, politiques et sociétaux depuis le début du XXème siècle. Outil économiques au service du développement de leurs adhérents et de leurs territoires, elles n'ont cessé de prouver leurs capacités d'adaptation face aux transformations de l'agriculture, à la création de l'Union européenne ou à la mondialisation des échanges. Cependant, leur modèle associant les membres au processus décisionnel de l'entreprise a pu souffrir de ces évolutions impliquant une diversification de l'activité, la création de filiales,l'ouverture à des partenaires non-coopérateurs. La place des adhérents est donc à nouveau à considérer, leur loyauté étant un atout indéniable pour les coopératives agricoles.Cette étude se fonde sur l'analyse des procès-verbaux des assemblées générales de cinq coopératives agricoles. Elle propose de faire de l'histoire une force dans la gestion des adhérents : construisant des connaissances, elle peut alimenter une communication éclairée à destination des membres. Enfin, il est proposé de réaliser ce travail de recherche et de valorisation de manière coopérative, afin de mutualiser les moyens nécessaires
Born out of misery, agricultural co-operatives have been walking hand in hand with farrners through economie, political and societal changes since the beginning of the 20th century.. Economie tool designed tofulfill the development of their members and their territories, they never stopped proving their capacities to adapt. However, their political model involving members to the decision-making process had suffered from changes such as diversification, the establishment of subsidiaries, the opening to non-co-operative partners.The place of members has to be reassessed, their loyalty being an undeniable asset for the co-op.This study is based upon the analysis of the minutes of the general assemblies of five agricultural coops.It aims at making history an asset in the management of the members: by building knowledge, history can feed communication towards members. Finally, it is proposed to carry out this research in a co-operative way so as to pool resources

Le présent travail concerne la valorisation de sous-produits industriels (cendres volantes de centrales thermiques) ou agricoles (cendres de balles de riz) dans l'industrie cimentière. L'objectif principal est de trouver le pourcentage maximal de cendre en substitution au ciment portland afin d'obtenir un liant à la fois économique et durable. L'activité pouzzolanique de ces produits a été suivie en mettant en œuvre des méthodes physico-chimiques (conductimétrie, thermo-analyse, diffraction des rayon X, spectrométrie infra-rouge, microscopie électronique à balayage, porosimétrie au mercure) et mécaniques. La consommation de chaux est maximale avec les cendres de balles de riz alors que les meilleurs résistances sont obtenues avec les cendres différentes : activité initiale très importante des cendres de balles de riz et plus progressive avec les cendres volantes. L'étude de durabilité de mortiers élaborées avec ces sous-produits dans différents milieux agressif montre qu'on peut facilement substituer 30 à 50% de ciment par des cendres volantes lorsque le milieu est moyennement agressif et 50% de ciment par des balles de riz dans un environnement très chloré
The aim of this study was the valorization of industrial by products (fly ash) or agricol wastes (rice husk ash) in the cement industry. The principal objective was to determine a durable and economical binder containing the highest amount of by-product. The pozzolanique activity of these blend was studied using physicochemical methods-conductimetry, thermal analysis, x-ray diffraction, I-R spectrometry, scanning electron microscopy, mercury porosimetry and mechanical test. The use of rice husk ash led to the maximum consumption of lime whereas the best strength were obtained with fly ash blended cements. The kinetics of reactivity are different : a good activity at early ages for the rice husk ash and more progressive action of fly ash. Mortars cast with these blended cement were placed in aggressive solutions. The results showed that 30 to 50% fly ash blend can be used when the solution is meanly aggressive. In high chloride solution a 50% rice husk ash blend gave good results

L’extrusion biocatalytique, ou bioextrusion, est une technique d’extrusion réactive utilisant des enzymes comme catalyseurs. Cette technique est considérée en temps qu’étape intermédiaire, subséquente au prétraitement physico-chimique et précédente à l’hydrolyse enzymatique enréacteur fermé. L’utilisation de l’extrusion permet un procédé continu, facilement modulable et adaptable à des conditions de hautes consistances, de nombreuses biomasses et facilement transférable à l’échelle industrielle. Néanmoins, les données bibliographiques font ressortir la complexité des entrants et leurs interactions lors de la bioextrusion de biomasses lignocellulosiques. Les conclusions des bioextrusions de biomasses amidonnées soulignent l’importance de l’étude de l’influence de la concentration en substrat et en enzymes. Les résultats obtenus à partir de la bioextrusion des biomasses lignocellulosiques valident l’existence d’une activité enzymatique en extrudeuse malgré la contrainte thermomécanique et le temps de séjour limité. Lors de cette étape, l’hydrolyse de la fraction cellulosique est favorisée pour des milieux concentrés en substrat et en enzymes. Des modifications significatives des fractions cellulosiques cristallines et amorphes en surface, des réductions des tailles de particules, une dégradation visuelle des structures de la biomasse et l’augmentation de la sensibilité à la décomposition thermique, sont aussi observées sur la fraction solide. L’hydrolyse enzymatique des bioextrudats est prolongée en réacteur fermé. La bioextrusion permet des améliorations significatives des taux et vitesses de conversion des sucres sur le long terme, jusqu’à 48 h. Les gains observés sont relativement constants pour la paille de blé et augmentent avec le temps pour les écorces de bouleau et les résidus de maïs. Post-extrusion, la concentration en substrat influence négativement la conversion des sucres. Cependant, les plus-values de conversion du glucose lié à la bioextrusion de paille de blé sont principalement observables pour des concentrations en substrat et en enzymes élevées. À partir de 4 h, des baisses significatives de la conversion du xylose sont observées après bioextrusion. Les déstructurations de la fraction solide, déjà observées au cours la bioextrusion, se poursuivent en réacteur fermé. Les meilleurs résultats hydrolytiques aux niveaux des hautes charges en enzymes et en substrat sont associables aux bonnes conditions de mélanges caractéristiques des éléments bilobes. L’ensemble enzymatique est probablement réparti de façon plus homogène (mélange distributif) pour cibler plus de sites disponibles. De plus, le mélangé dispersif limite la proximité entre enzymes de même type et les gênes associées. Le procédé d’extrusion permet une agitation efficace, un bon transfert de masse et probablement un meilleur contact entre enzymes et substrat. Les moins bons résultats de conversion du xylose sont probablement à relier à des phénomènes d’adsorption non-spécifique, ou encore de désactivation des hémicellulases, provoqués par l’intensité des contraintes thermomécaniques et les résidus ligneux. Les bons résultats de déstructuration après bioextrusionsont associables à une action synergétique des contraintes mécanique et biochimique. Les analyses d’autofluorescence montrent l’évolution de la fraction ligneuse dans le processus de déconstruction de la fraction solide. Une production progressive de particules très fines,visiblement associée à la fraction ligneuse, est observée. Des complexes lignine-carbohydratessont aussi détectés dans la fraction liquide. Etant peu, voire pas hydrolysable par voie enzymatique, ces fractions hétéropolymériques sont un frein à la déconstruction. Si la déstructuration des lignines est probablement majoritairement liée au prétraitement alcalin, le procédé de bioextrusion provoque une diminution de la teneur en hétéropolymères de plus hautes masses moléculaires
Biocatalytic extrusion, also named bioextrusion, is a reactive extrusion technique using enzymes as catalysts. Bioextrusion is considered as a link between the previous physico-chemical pretreatment (like alkaline extrusion) and the subsequent enzymatic hydrolysis in batch conditions. The extrusion allows a continuous, flexible and versatile process for high consistency media, easily transferable to the industrial level. However, complexity of both lignocellulosic biomass and lignocellulolytic enzymes and their interactions during the extrusion process are underlined by the literature. Numerous response surface methodology experiments with starchy biomass indicate that bioextrusion efficiency is mainly influenced by substrate and enzymes loading. Enzymatic activity during the bioextrusion process of lignocellulosic biomass is confirmed by the experiments despite the mechanical constraints and the limited residence time. During bioextrusion, best holocellulosic fraction hydrolysis results were obtained with high substrate and enzymes loadings. Significant modifications of the solid fraction like particule size reduction, visual deconstruction of the biomass structure, increased sensibility to thermal decomposition and the evolution of the surface exposure of crystalline and amorphous cellulose were observed. Enzymatic hydrolysis of the bioextrdates is prolonged in batch conditions. Clear improvements of speeds and rates of sugars conversion up to 48 h indicate a long term influence of the bioextrusion. Gain observed are steady for the pretreated wheat straw whereas it increases with time for corn residues and birch barks. Post-extrusion, a negative influence of the substrate loading is measured. However, best enhancements for the glucose conversion of pretreated wheat straw are detected for high substrate and enzymes loadings. From 4 to 48 h, significant losses in xylose conversion are measured with previous bioextrusion. Indicators of the solid fraction deconstruction, observed during the bioextrusion step, indicate a stronger biomass degradation after 48 h. Improvements of glucose conversion rates can be associated with good mixing conditions of the extruder, especially due to the use of kneading elements. Enzymes are probably more homogeneously distributed (distributive mixing) and can access more catalytic sites available. Moreover, dispersive mixing limits the enzyme jamming due to the biocatalysts concentration. Extrusion process permits an better agitation efficiency, good mass transfer conditions and probably a higher contact between substrate and enzymes. Lower xylose conversion results may be attributed to non-specific adsorptions or inactivation phenomena due to mechanical constraints and lignin residues. Good deconstruction results on the solid fraction may be associable with a synergetic action between mechanical and biochemical constraints. Autofluorescent signal analysis of the lignin fraction show its evolution during the deconstruction of the solid residue. During the hydrolysis, a progressive production of very small particles, appearing to be associated with the lignin fraction is observed. Lignin-carbohydrate complexes are also detected in the liquid fraction. These heteropolymeric complexes, difficult or even impossible for the enzymes to hydrolyze, are an obstacle to the biomass valorization. If lignin deconstruction is mainly due to the alkaline pretreatment, bioextrusion process seems to reduce the proportion of these heteropylymers with high molecular weights

Le développement industriel et économique de ces dernières décennies a entraîné une forte production de déchets de l'agriculture. Une des valorisations possibles de ces co-produits est leur conversion en matériaux thermoplastiques par la modification chimique des fonctions hydroxyles de la matière lignocellulosique. Une méthode d’estérification du bois par des chlorures d’acides gras en l’absence de solvant organique est proposée. Un courant d’azote a permis d’entraîner le chlorure d’hydrogène formé au cours de la synthèse et de déplacer l’équilibre de la réaction. L’optimisation des conditions expérimentales (débit d’azote, température et durée de la réaction, quantité de chlorure d’acide) a permis d’obtenir avec le chlorure d’octanoyle un gain de poids expérimental de l’échantillon estérifié de 87% et un taux d’ester de 60%. Une fraction de bois estérifié (52%) s’est solubilisée dans le milieu réactionnel lors de l’estérification. Deux pré traitements de la matière lignocellulosique ont été testés : l’ozonisation et l’hydrolyse acide douce. Ce dernier est le plus intéressant car il conduit à un gain de poids expérimental plus élevé (102%). La généralisation de la réaction d’estérification du bois à d’autres chlorures d’acides gras (décanoïque à octadécanoïque) et à d’autres déchets lignocellulosiques (bagasse d'agave, jacinthe d’eau, paille de blé, moelle de sorgho) a mis en évidence une différence de réactivité liée à la composition chimique du substrat et à la longueur de la chaîne carbonée du réactif. L’estérification du bois par les chlorures d’acides gras lui a conféré de nouvelles propriétés telles que la thermoplasticité due à la diminution de la cristallinité de la cellulose du bois durant la modification chimique, l’hydrophobicité et une meilleure stabilité thermique.