Brevet FR3053055A1 — publié le 20171229

La présente invention se rapporte à un nouveau mode de marquage de la nanocellulose fibrillée semi-cristalline en vue de permettre, via ce marquage, la détection de cette nanocellulose, notamment lorsqu'elle est à détecter dans un environnement cellulosique. Depuis plusieurs années, les scientifiques comme les industriels développent des matériaux issus de la biomasse végétale, voire bio-inspirés, à titre d'alternatives aux produits pétroliers. A ce titre, la nanocellulose s'avère être un matériau de grand intérêt étant donné qu'elle est issue de ressources naturelles renouvelables, qu'elle est biodégradable, recyclable et neutre en carbone. Issue de la cellulose, la nanocellulose existe sous deux formes : les MicroFibrilles de Cellulose (MFC) semi-cristallines et/ou NanoFibrilles de Cellulose (NFC) d'une part, et les NanoCristaux de Cellulose ou (NCC ou CNC) cristallins d'autre part. Les MIC et/ou NFC, encore nommées NMFC, sont obtenues par traitement mécanique, tandis que c'est un procédé chimique qui conduit à la formation des NCC. La figure 1 illustre ces deux types de nanocellulose. Elles se distinguent en particulier de par leur microstructure, ainsi que rapporté dans l'article Xuezhu et al. [1]. De manière avantageuse, la nanocellulose, notamment semi-cristalline, permet d'apporter une propriété d'imperméabilité, en particulier à l'eau, de par sa partie cristalline, et une propriété barrière à l'oxygène de par sa partie amorphe. Ces propriétés barrières sont d'autant plus intéressantes lorsque la partie amorphe possède peu de fraction de volume libre et une densité cohésive importante. Ces propriétés de la nanocellulose sont notamment exploitées dans le domaine alimentaire. Ainsi, certains papiers et/ou films, notamment films à base de cellulose, dédiés au domaine de l'alimentation, peuvent être recouverts d'une fine couche de nanocellulose pour assurer un effet barrière contre la diffusion de l'oxygène par exemple. Néanmoins, se pose le problème de la persistance de cette fine couche sur le substrat sur lequel elle est classiquement déposée. Or, lorsque le substrat est de nature cellulosique, du fait que cette fine couche de nanocellulose est composée des mêmes éléments chimiques (carbone et oxygène) que le substrat de base en cellulose, la nanocellulose n'est pas distinguable par rapport à la cellulose, tant sur le plan chimique qu'au niveau de la taille des fibres. De plus, le fait que la nanocellulose n'ait parfois qu'une dimension nanométrique par rapport à la cellulose ne la rend pas non plus 3053055 2 distinguable par observation microscopique, notamment par microscopie électronique à balayage (MEB) ou microscopie électronique en transition (TEM). Dès lors, il existe un besoin de disposer de moyens permettant d'évaluer la persistance de la nanocellulose lorsqu'elle est mise en oeuvre dans un environnement 5 cellulosique, à l'image notamment d'une fine couche de nanocellulose déposée en surface d'un substrat cellulosique de base. En particulier, il existe un besoin de disposer d'un procédé de marquage de nanocellulo se micro et ou nano-fibrillée semi-cristalline. Il existe enfin un besoin qu'un tel marquage soit stable dans le temps. 10 La présente invention vise précisément à répondre à ces besoins. Plus particulièrement, elle concerne, selon un premier de ses aspects, un procédé de marquage de la cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline à l'aide d'au moins une molécule organique chromophore, comprenant au moins les étapes 15 consistant à : (i) disposer d'une dispersion aqueuse de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline, supplémentée avec au moins une molécule organique chromophore ; et (ii) soumettre ladite dispersion (i) à une irradiation aux micro-ondes dans des conditions propices à la fixation de ladite molécule organique chromophore sur la 20 cellulose nano et/ou micro-fibrillée. Les inventeurs ont ainsi constaté qu'il est possible, via le procédé de l'invention mettant en oeuvre une irradiation aux micro-ondes, d'immobiliser de manière stable et homogène des molécules organiques chromophores sur les microfibrilles et/ou nanofibrilles de cellulose. 25 Selon une variante de réalisation, les molécules organiques chromophores considérées selon l'invention sont des composés fluorescents. La détection du matériau cellulosique marqué selon le procédé de l'invention peut ainsi être opérée par mesure de fluorescence (microscopie ou spectroscopie) ou par révélation fluorescente (lampe UV). 30 Certes, il a déjà été proposé de fonctionnaliser la nanocellulose à l'aide de pigments ou composés fluorescents. Toutefois, ces fonctionnalisations ont été réalisées avec des composés, tels que des quantum dots, distincts des molécules chromophores 3053055 3 organiques considérées selon l'invention et/ou font appel à des techniques de greffage très différentes de celle considérée selon l'invention basée sur un traitement de la nanocellulose aux micro-ondes. Par exemple, Xue et al. [2] proposent de préparer un papier en nanocellulose 5 transparent et photoluminescent chargé en quantum dot ZnSe. Du polyéthylèneimine (PEI) est ajouté pour permettre, en formant des ponts hydrogène, la rétention des quantum dots à la nanocellulose. Quant au document Chauhan et al. [3], il rapporte la préparation de nanocristaux de cellulose (NCC) sur lesquels est greffé, via l'établissement de liaisons 10 covalentes, un colorant azoïque sensible au pH. Enfin, Dimic-Misic et al. [4], dans une problématique totalement différente de celle visée selon l'invention, comparent les propriétés rhéologiques de différentes formulations, mises en oeuvre comme sauces de couchage et comprenant de la nanocellulose nano et/ou microfibrillée en substitution à la carboxyméthylcellulose 15 (CMC), des pigments (carbonate de calcium et argile kaolin) et un liant de type latex. Le procédé de l'invention s'avère particulièrement avantageux à plusieurs titres. Tout d'abord, il est très efficace, rapide, peu coûteux, sans contrainte ou 20 conditions extrêmes. Il n'induit aucune transformation chimique et/ou structurelle de la nanocellulose après marquage. De manière avantageuse, le procédé de l'invention permet d'immobiliser des molécules de chromophores organiques au niveau desdites microfibrilles ou nanofibrilles de cellulose via des liaisons dites faibles (Van der Waals, ponts hydrogène ou 25 électrostatiques) et de les y fixer de manière pérenne. En outre, le marquage de la nanocellulose par les molécules chromophores est stable dans le temps. La mise en oeuvre d'un traitement aux micro-ondes selon le procédé de l'invention permet avantageusement d'augmenter les énergies de liaison (« binding 30 energy »). Sans vouloir être lié par la théorie, il apparaît que la molécule de cellulose, possédant des groupements OH en périphérie de la structure d'ose, permet la rétention des 3053055 4 molécules organiques en établissant des liaisons faibles (Van der Waals, ponts hydrogène ou électrostatiques). Une fois l'immobilisation stabilisée en milieu aqueux, l'étape d'irradiation aux micro-ondes permet une accroche permanente de la molécule chromophore à la 5 nanocellulose. Un réseau nanocellulosique 3D est ainsi formé qui emprisonne les molécules chromophores. De cette façon, le matériau bio-inspiré se retrouve marqué en surface et en profondeur. Comme illustré dans les exemples qui suivent, les inventeurs ont montré que l'étape d'irradiation aux micro-ondes s'avère essentielle pour assurer une accroche 10 permanente des molécules chromophores sur les fibres de NMFC. Les molécules chromophores demeurent ainsi indissociables de la nanocellulose. Une telle fixation des molécules chromophores à la nanocellulose n'est, en revanche, pas atteint via un traitement thermique, par exemple par chauffage de la suspension cellulosique enrichie en molécules chromophores, comme illustré en exemple 4. 15 Enfin, le procédé de marquage selon l'invention n'altère pas les propriétés du chromophore, et en particulier en termes de fluorescence lorsqu'il s'agit d'un fluorochrome. La cellulose nano et/ou micro-fibrillée marquée selon le procédé de l'invention peut être aisément détectée, visuellement ou optiquement par mesure de fluorescence ou 20 révélation fluorescente. Selon une variante de réalisation particulièrement préférée, le procédé selon l'invention comprend, en outre, consécutivement à l'étape d'irradiation (ii) aux micro-ondes, une étape d'élimination (iii), par exemple par dialyse contre l'eau, l'éthanol ou le 25 tétrahydrofurane (THF), des molécules organiques chromophores résiduelles, non fixées à la nanocellulose. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention concerne une cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée par au moins une molécule 30 organique chromophore, obtenue selon le procédé de l'invention défini précédemment. Elle concerne encore, selon un autre de ses aspects, l'utilisation de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée, obtenue selon le procédé de 3053055 5 l'invention, pour le revêtement de substrats tels que des films, notamment de nature cellulosique. D'autres caractéristiques, variantes et avantages du procédé, de la 5 nanocellulose ainsi marquée et de son utilisation selon l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description, des exemples et des figures qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes 10 sont incluses, sauf mention contraire. Sauf indication contraire, l'expression « comportant/comprenant un(e) » doit être comprise comme « comportant/comprenant au moins un(e) ». PROCEDE DE MARQUAGE 15 Comme indiqué précédemment, le procédé de l'invention vise à marquer la cellulose nano et/ou microfibrillée semi-cristalline (NMFC). Par « cellulose nano et/ou microfibrillée semi-cristalline », on entend désigner la cellulose sous forme de nanofibrilles et/ou de microfibrilles de cellulose semicristalline. 20 On désignera plus simplement, dans la suite du texte, la cellulose semi- cristalline nano et/ou microfibrillée, par les appelations « nanocellulose » ou « NMFC ». Dans le cadre de la présente invention, lorsque le terme « cellulose » est employé, il s'agit de tout type de cellulose provenant de toute source connue de l'homme 25 de l'art. Autrement dit, toute source de matière brute de cellulose peut être utilisée dans le cadre de la présente invention, que ce soit pour la préparation des nanofibres de cellulose ou encore des films de cellulose pouvant être utilisés à titre de substrat à revêtir par une couche mince de nanocellulose, comme exposé ci-après. La matière première peut provenir de tout matériel végétal qui contient de la cellulose. Le matériel végétal peut être 30 du bois. Le bois peut provenir d'arbres résineux comme l'épinette, le pin, le sapin, le mélèze, douglas ou la pruche, ou d'arbre de bois dur comme le bouleau, le tremble, le peuplier, l'aulne, d'eucalyptus ou de l'acacia, ou d'un mélange de résineux et de feuillus. Le 3053055 6 matériel végétal peut également provenir de résidus agricoles, de graminées ou d'autres substances végétales telles que la paille, des feuilles, de l'écorce, des graines, des coques, des fleurs, des légumes ou des fruits de coton, le maïs, le blé, l'avoine, le seigle, l'orge, le riz, le lin, le chanvre, le chanvre de Manille, le sisal, le jute, ramie, kenaf, la bagasse, le 5 bambou ou de roseau. Le terme « pâte de cellulose » se réfère à des fibres de cellulose qui sont isolées de toute matière première cellulosique par des procédés connus de l'homme de l'art. Typiquement, le diamètre des fibres avant tout traitement dans le cadre de la préparation de nanocellulose varie entre 10 à 30 !am et la longueur des fibres dépasse 10 500 !am. Les microfibrilles de cellulose semi-cristallines et/ou les nanofibrilles de cellulose semi-cristallines (NMFC) considérées dans le cadre de la présente invention sont classiquement obtenues par transformation mécanique des films de cellulose, par contraste avec les nanocristaux de cellulose ou nanocellulose cristalline (NCC), non considérés dans 15 le cadre de la présente invention, qui sont obtenus par transformation chimique des fibres de cellulose. Les microfibrilles de cellulose semi-cristallines et/ou nanofibrilles de cellulose semi-cristallines (NMFC) considérées dans le cadre de la présente invention peuvent être obtenues selon tout procédé connu de l'homme de l'art. 20 Les NMFC présentent en général des longueurs de fibres pouvant être comprises entre 0,5 et 100 i.tm, en particulier entre 1 et 50 i.tm, par exemple entre 5 et 10 i.tm. Elles présentent par ailleurs en général un diamètre compris entre 1 et 100 nm en particulier entre 5 et 50 nm, par exemple entre 10 et 30 nm. Ces dimensions sont variables et peuvent notamment être fonction de la pâte 25 de cellulose employée ou encore de la méthode de désintégration utilisée. MOLE CULE ORGANIQUE CHROMOPHORE Comme indiqué précédemment, selon le procédé de l'invention, la dispersion aqueuse de nanocellulose est supplémentée avec au moins une molécule organique 30 chromophore. Par « molécule organique chromophore », on entend désigner une molécule organique porteur d'au moins un groupement chromophore. Un groupement 3053055 7 « chromophore » est un groupement d'atomes comportant une ou plusieurs doubles liaisons, et formant avec le reste de la molécule une séquence de doubles liaisons conjuguées. Les groupements chromophores sont responsables de l'aspect coloré des colorants organiques. De fait, une molécule chromophore est une molécule dont le nuage 5 électronique délocalisé sur plusieurs atomes permet à cette dernière l'absorption d'énergie. On désignera plus simplement, dans la suite du texte, la ou les molécules organiques chromophores considérées selon l'invention, sous l'appellation « chromophores ». Les molécules organiques chromophores mises en oeuvre selon l'invention 10 peuvent être fluorescentes et/ou absorbantes. Les molécules organiques chromophores peuvent être plus particulièrement des chromogènes, associant un groupement chromophore et un groupement auxochrome. Un groupement auxochrome est un groupement d'atomes ionisables pouvant changer la fréquence d'absorption d'un chromophore. 15 Avantageusement, les chromophores convenant tout particulièrement l'invention sont des molécules organiques fluorescentes. Par « fluorescentes », on entend signifier que la molécule chromophore est capable d'émettre de la lumière de fluorescence après excitation. Ces molécules sont encore appelées « fluorochromes » ou « fluorophores ». 20 Les chromophores considérés selon l'invention de type molécules organiques sont donc distincts des quantum dots. Les molécules chromophores fluorescentes sont plus particulièrement des molécules composées de plusieurs noyaux aromatiques conjugués. 25 Les chromophores mis en oeuvre selon l'invention peuvent être plus particulièrement choisis parmi : - des cyanines et leurs dérivés, tels que les dérivés de carbocyanine ou phtalocyanine ; - des rhodamines et leurs dérivés ; 30 - la coumarine et ses dérivés ; - des dérivés de pyrène ; - des dérivés de naphtalène ; 3053055 8 - des dérivés de porphyrine ; - des dérivés de benzophénoxazine ; - l'acridine et ses dérivés, par exemple les hydroxyacridines, la 9- méthylacridine, DDAO (7-hydroxy-9H(1, 3-dichloro-9,9-diméthylacridin-2-one), 5 N°CAS : 118290-05-4), DAO (7-hydroxy-9H(9,9-diméthylacridin-2-one), - les hydroxystilbènes ; - les dérivés de quinoléine, tels que la 6-hydroxy quinoléine ; - l'érythrosine et ses dérivés tels que les hydroxyérythrosines ; - la résorufine et ses dérivés tels que les hydroxyrésorufines ; 10 - la fluorescéine et ses dérivés, - les rhodols et leurs dérivés, - l'éosine et ses dérivés ; - les dérivés de benzopyrane ; - les dérivés de benzothiazole ; 15 - le nitrobenzoxadiazole et ses dérivés ; - des dérivés azoïques (comportant le groupement fonctionnel azo (-N=N-)). A titre de dérivés de cyanine, peuvent être plus particulièrement cités les chromophores suivants : 20 . Propyl Astra Blue Iodide (N° CAS : 199620-18-3) R R 0 s oc . IR-140 (5,5'-dichloro-11-diphénylamino-3,3'-diéthy1-10, 12-éthylènethiatricarbocyanine perchlorate, N°CAS : 53655-17-7) 3053055 9 CI04- H3C Cl H3C 66289-64-6) . Vert Indocyanine, également connue sous l'appellation « Cardiogreen » (4,5- benzoindotricarbocyanine, N°CAS : 3599-32-4) A titre de dérivés de rhodamine, peuvent être en particulier cités les chromophores suivants : . Rhodamine 6G perchlorate (942-(éthoxycarbonyl)phény1]-3,6-bis(éthylamino)-2,7- diméthylxanthylium perchlorate, N°CAS : 13161-28-9) 15 H3C H N s H3C CH3 o s ONa CI . IR-676 iodide (1,1',3,3,3',3'-hexaméthy1-4,5,4',5'-dibenzoindodicarbocyanine, N°CAS : 5 10 3053055 10 Rhodamine 19 perchlorate (9-(2-carboxyphény1)-3,6-bis(éthylamino)-2,7- diméthylxanthylium perchlorate ; N°CAS : 62669-66-3) OH C104 H3C CH3 H3C N C 3 H H 5 A titre de dérivé de coumarine, peut-être par exemple cité le chromophore 7-amino-4-(trifluorométhyl)coumarin (N° CAS : 53518-15-3) H 10 A titre de dérivé de pyrène, peut-être par exemple cité le 1-aminopyrène (N°CAS : 1606-67-3) 15 A titre de dérivé de naphtalène, peut être notamment cité le chromophore connu sous l'appellation Dansylcadaverine (N-(5-Aminopenty1)-5-di-méthyl-aminonaphthalène-1-sulfonamide, N°CAS : 10121-91-2). -N H3C- CH3 3053055 11 A titre de dérivé de porphyrine, peut être cité le chromophore connu sous l'appellation « TMPyP » (5,10,15,20-Tetraki s(1-méthy1-4-pyridinio)porphyrin tétra(ptoluenesulfonate), N°CAS : 36951-72-1) R O C 5 A titre de dérivé de benzophénoxazine, peut être cité le Nile Blue A perchlorate (Perchlorate de [9-(diéthylamino)benzo[a]phénoxazin-5-ylidène]azanium ; 10 N°CAS : 53340-16-2). 0 H H 0 CH3 CH3 H A titre de molécules chromophores non fluorescentes peuvent être cités les dérivés azoïques, comme par exemple le DNAF (10-(2',4'-dinitrophenylazo)-9- 15 phénanthrol, N°CAS: 54261-71-1). NO2 3053055 12 Selon un mode de réalisation particulier, les molécules chromophores mises en oeuvre selon l'invention sont choisies parmi : - des cyanines et leurs dérivés, tels que les dérivés de carbocyanine ou phtalocyanine ; 5 - des rhodamines et leurs dérivés ; - la coumarine et ses dérivés ; - des dérivés de pyrène ; - des dérivés de naphtalène ; - des dérivés de porphyrine ; 10 - des dérivés de benzophénoxazine ; et - des dérivés azoïques. Selon un mode de réalisation particulier, les chromophores mis en oeuvre selon l'invention sont choisis parmi : Propyl Astra Blue Iodide, IR-140, IR-676 iodide, Vert 15 Indocyanine, Rhodamine 6G perchlorate, 7-amino-4-(trifluorométhyl)coumarin, Nile Blue A perchlorate, Dansylcadaverine, Rhodamine 19 perchlorate, TMPyP, 1-aminopyrène et DNAF. Selon un mode de réalisation particulier, le chromophore mis en oeuvre selon l'invention est la TMPyP. De fait, ce chromophore permet d'obtenir sous irradiation UV à 20 365 nm une intensité de fluorescence élevée. Selon une autre variante de réalisation particulière, le chromophore fluorescent selon l'invention est choisi parmi des composés de couleur blanche à la lumière visible, tels que des dérivés du pyrène ou la dansylcadavérine. 25 Le chromophore se confond ainsi à l'oeil nu avec le substrat cellulosique. Ainsi, le marquage n'est pas détectable visuellement mais uniquement optiquement par mesure de fluorescence ou révélation fluorescente. L'étape (i) du procédé de l'invention est plus particulièrement opérée par 30 ajout, sous agitation, du chromophore à une dispersion aqueuse de cellulose nano et/ou micro-fibrillée. 3053055 13 De fait, les nanofibrilles ou microfibrilles de cellulose mises en oeuvre sont dispersibles dans l'eau. La dispersion de cellulose nano et/ou micro-fibrillée peut être plus particulièrement préparée préalablement par dilution, en particulier sous agitation, de 5 NMFC dans un milieu aqueux, en particulier dans l'eau. La teneur en nano et/ou micro-fibrilles de cellulose peut être notamment comprise entre 1 et 5 % en poids, en particulier entre 2 et 4 % en poids, et encore plus particulièrement entre 2 et 3 % en poids, par rapport au poids total de la dispersion aqueuse de l'étape (i) du procédé de l'invention. 10 Quant au chromophore, il peut être plus particulièrement mis en oeuvre, selon sa nature, sous forme d'une solution ou dispersion aqueuse. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la dispersion en étape (i) est obtenue via l'ajout d'une solution ou dispersion aqueuse de chromophore, sous agitation, à 15 une dispersion aqueuse de cellulose nano et/ou micro-fibrillée. De manière avantageuse, l'ajout du chromophore à la dispersion de nanocellulose est opéré sous une agitation importante, de sorte à obtenir une bonne répartition du chromophore au sein du réseau de nano- ou micro-fibrilles. 20 Selon un mode de réalisation particulier, la teneur en chromophores dans la dispersion aqueuse de cellulose nano et/ou micro-fibrillée de l'étape (i) du procédé de l'invention est comprise entre 0,1 et 5 % en poids, en particulier entre 0,5 et 3 % en poids, et plus particulièrement entre 0,8 et 2,6 % en poids, par rapport au poids total de la dispersion aqueuse. 25 IRRADIATION AUX MICRO-ONDES Dans une seconde étape (ii) du procédé de l'invention, la dispersion de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline enrichie avec le chromophore de l'étape (i) est soumise à une irradiation aux micro-ondes. 30 Comme évoqué précédemment, cette irradiation aux micro-ondes est indispensable pour permettre de fixer les molécules organiques chromophores sur les 3053055 14 fibres de NMFC. Elle permet également une répartition homogène des molécules chromophores sur la nanocellulose. L'homme du métier est à même d'ajuster les conditions de l'irradiation aux micro-ondes pour obtenir une accroche permanente des molécules chromophores sur les 5 fibres de nanocellulose. A l'issue de l'irradiation aux micro-ondes, les molécules chomophores demeurent ainsi indissociables de la cellulose nano et/ou micro-fibrillée. En particulier, l'irradiation aux micro-ondes peut présenter une énergie comprise entre 200 et 1000 W, en particulier entre 350 et 850 W, par exemple entre 500 et 10 750 W. La durée de soumission à l'irradiation aux micro-ondes peut être notamment comprise entre 0,5 et 10 minutes, en particulier entre 1 et 5 minutes, et plus particulièrement entre 1 et 2 minutes. Comme évoqué précédemment, à l'issue de l'étape (ii), un matériau 15 cellulosique marqué de manière permanente en surface et en profondeur par le chromophore est obtenu. Etape de dialyse Comme évoqué précédemment, le procédé de l'invention peut comprendre, 20 ultérieurement au traitement aux micro-ondes, une étape (iii) d'élimination des molécules organiques chromophores résiduelles qui n'ont pas été immobilisées à la nanocellulose à l'issue de l'irradiation aux micro-ondes (ii) du procédé de l'invention. L'élimination des molécules organiques chromophores non fixées à la nanocellulose peut être par exemple opérée par dialyse, en particulier par dialyse contre de 25 l'eau déionisée, l'éthanol ou le THF. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape d'élimination des molécules organiques chromophores résiduelles est opérée par dialyse contre l'eau déionisée. La dialyse peut être notamment effectuée pendant une durée d'au moins 1 semaine, en particulier d'au moins 3 jours. 3053055 15 APPLICATION La cellulose nano et/ou micro-fibrillée marquée selon l'invention peut être détectée par identification optique de la présence de la ou des molécules organiques 5 chromophores. Selon un mode de réalisation particulier, la cellulose marquée peut être détectée visuellement à lumière ambiante. Dans le cas de la mise en oeuvre d'une molécule fluorescente, la cellulose marquée peut être plus particulièrement détectée par mesure de fluorescence ou par 10 révélation fluorescente. La mesure de la fluorescence peut être opérée par microscopie ou spectroscopie. L'échantillon est irradié sous une lumière dont la longueur d'onde (abs) correspond au maximum d'absorption du fluorophore. Une détection de la lumière ré-émise à la longueur d'onde d'émission du fluorophore est mesurée ou contrôlée afin de 15 vérifier la présence dudit fluorophore. L'appareil utilisé pour les spectres de fluorescence peut être par exemple un FLUOROLOG FL3-2iHR de la marque HORIBA. La révélation fluorescente est plus particulièrement opérée via l'observation de l'échantillon sous une lampe UV, par exemple une lampe à vapeur de mercure. En particulier, dans le cas de la mise en oeuvre d'un chromophore blanc à la 20 lumière visible, tels que des dérivés du pyrène ou la dansylcadavérine, le chromophore se confond à l'oeil nu avec le substrat cellulosique. Le marquage n'est ainsi pas détectable visuellement mais uniquement optiquement par mesure de fluorescence ou révélation fluorescente. L'homme du métier est à même d'adapter les moyens de détection de la 25 nanocellulose marquée obtenue selon le procédé de l'invention, notamment au regard de la nature du chromophore mis en oeuvre. Par exemple, la détection de la nanocellulose marquée par un fluorochrome spécifique peut être avantageusement opérée par illumination du fluorochrome à une longueur d'onde correspondant à son maximum d'absorption pour obtenir une intensité de 30 fluorescence maximale à la longueur d'onde dudit fluorophore. 3053055 16 Différentes sources de lumière pour l'excitation du fluorochrome peuvent être utilisées selon la nature du fluorochrome mis en oeuvre, par exemple une lampe UV, telle qu'une lampe à vapeur de mercure émettant à une longueur d'onde de 365 nm. 5 La cellulose nano et/ou microfibrillée marquée selon le procédé de l'invention peut être mise en oeuvre dans une grande diversité d'applications. L'utilisation principale consiste à la mettre en oeuvre à titre de revêtement de différents substrats. Comme décrit ci-dessus, cette utilisation tire notamment profit des propriétés barrière à l'oxygène et à l'eau de la nanocellulose. 10 Ainsi, l'invention concerne, selon un autre de ses aspects, l'utilisation de cellulose nano et/ou micro-fibrillée marquée selon le procédé de l'invention pour le revêtement de substrats tels que des films, notamment de nature cellulosique. Selon encore un autre de ses aspects, l'invention concerne un article pour l'agro-alimentaire comprenant au moins une couche constituée de cellulose nano et/ou 15 micro-fibrillée semi-cristalline marquée obtenue selon le procédé de l'invention. Différentes techniques de dépôt peuvent être employées pour former de tels papiers ou films comportant une couche externe comprenant la ou les nanocellulose(s) conforme(s) à l'invention. Ainsi, des solutions aqueuses comprenant la ou les nanocellulose(s) peuvent être déposée(s) sur un substrat en cellulose par tout procédé 20 industriel adapté bien connu de l'homme de l'art. Parmi ces techniques on peut citer le bar-coating, la sérigraphie, le spincoating et le jet d'encre. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dépôt est effectué par bar-coating. 25 De par sa taille nanométrique ou micrométrique (NMFC), la cellulose nano ou microfibrillée marquée conforme à la présente invention présente une très bonne affinité à la cellulose lors des préparations de dépôt. La couche de nanocellulose conforme à la présente invention peut être appliquée pour atteindre une épaisseur pouvant être comprise entre 1 et 500 iam, en 30 particulier entre 10 et 100 iam, notamment entre 50 et 1001.1.m. Plus particulièrement, les nanocelluloses marquées conformes à la présente invention peuvent trouver une utilité dans la préparation de films agroalimentaires. 3053055 17 L'invention concerne ainsi, selon encore un autre de ses aspects, un film alimentaire à base de cellulose comprenant au moins une couche externe constituée de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée obtenue selon le procédé de l'invention. 5 Du fait que la nanocellulose marquée conforme à l'invention, qui peut être appliquée pour former une épaisseur pouvant être très faible, par exemple de l'ordre du nanomètre, peut être de même nature que le substrat qui la supporte, le marquage permet, grâce à des tests d'abrasion, de vérifier la persistance de cette couche externe de nanocellulose marquée. Un tel test d'abrasion est notamment décrit en exemple 2 ci-après. 10 L'invention va maintenant être décrite au moyen des exemples et figures suivants, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. FIGURES 15 Figure 1 : illustration des deux types connus de nanocelluloses CNC et NMFC semi-cristallines ; Figure 2: spectres d'émission de nanocellulose non marquée et de nanocelluloses marquées par différents chromophores préparées selon l'exemple 1 ; Figure 3 : spectre d'émission d'un film de nanocellulose marquée par le 20 chromophore TMPyP, avant et après le test d'abrasion effectué selon l'exemple 2. EXEMPLES EXEMPLE 1 25 Marquage de la nanocellulose fibrillée par différents chromophores Des échantillons de nanocellulose fibrillée ont été marqués par différentes molécules chromophoriques, selon le protocole général suivant : 5 mL de nanocellulose fibrillée (5 mL à une concentration w/v ( %) de 2 g/100 mL ( %), soit 100 mg) sont prélevés et dilués dans de l'eau déionisée (30 mL). 30 Le chromophore est dissout ou dispersé dans de l'eau (1 mL). Le tableau 1 suivant rend compte de la nature et de la quantité des différents chromophores mis en oeuvre. Pour certains chromophores (échantillons L, K, J et I), une 3053055 18 goutte de HC1 concentré est ajoutée pour permettre leur dissolution ou dispersion dans l'eau. La solution aqueuse de chromophore est ensuite ajoutée sous vive agitation, à la suspension de nanocellulose. 5 La suspension obtenue est maintenue sous agitation (barreau aimanté) pendant deux heures à température ambiante, puis transférée dans un mini-réacteur en téflon et soumise à une irradiation aux micro-ondes (1 minute à 700 W). Une dialyse contre l'eau déionisée (ou éthanol ou THF), réalisée à l'aide d'une membrane de cellulose Zellu Trans Roth des échantillons obtenus est réalisée pendant 10 3 jours. Echantillon Chromophore Quantité Longueur d'onde (N° CAS) (mg) d'absorption (nm) A Propyl Astra Blue Iodide 1,6 670 (199620-18-3) B Nile Blue A perchlorate 1,7 628 (53340-16-2) C Rhodamine 6G perchlorate 1,6 528 (13161-28-9) D Rhodamine 19 perchlorate 1,3 517 (62669-66-3) E IR-140 (53655-17-7) 1 823 F IR-676 iodide (66289-64-6) 1,8 676 G Cardiogreen (3599-32-4) 2,9 750 H TMPyP (36951-72-1) 1 421 I 7-amino-4- 2,8 207 (trifluorométhyl)coumarin (53518- 15-3) J DNAF (54261-71-1) 1,6 495 K Dansylcadaverine (10121-91-2) 0,9 335 L 1-aminopyrène (1606-67-3) 1,3 350 M Témoin : aucun chromophore TABLEAU 1 3053055 19 Analyse de la nanocellulose marquée Les spectres d'émission de fluorescence des différents échantillons de nanocellulose marquée par les différents chromophores et de nanocellulose non marquée (témoin M) sont obtenus par spectrométrie visible, avec des longueurs d'onde 5 d'excitation allant de 250 à 800 nm obtenues à l'aide d'une lampe à vapeur de mercure. Les spectres sont enregistrés entre 250 et 800 nm. Les spectres obtenus sont représentés en figure 2. Les fluorophores A (Propyl Astra Blue Iodide), E (IR-140) et G (Cardiogreen) ne sont pas représentés sur la figure 2. En effet, ces fluorophores émettent hors de la 10 gamme de sensibilité du détecteur, c'est-à-dire dans l'infra-rouge. L'échantillon J (DNAF) n'apparaît pas puisqu'il ne s'agit pas d'une molécule fluorescente. Il ressort de la figure 2 que le TMPyP est un chromophore particulièrement 15 intéressant au vu de la forte intensité de fluorescence. EXEMPLE 2 Formation d'une fine couche de nanocellulose La suspension de nanocelluose fibrillée (2 mL) enrichie en TMPyP 20 (échantillon H) est ensuite déposée sur un substrat en cellulose (simulant un papier ou film alimentaire) par bar-coating (enduction à la barre). Après séchage à température ambiante, des tests d'abrasion simulant un frottement plus ou moins important sont ensuite réalisés permettant de générer un relargage provenant du substrat en cellulose. 25 Protocole d'abrasion Les tests d'abrasion ont été réalisés conformément à la norme NF EN ISO 7784-2. Pour réaliser ces tests, l'abrasion a lieu via un dispositif TABER. Il s'agit plus précisément d'un TABER Rotatif, Rotary Platform Abraser de TABER INDUSTRIES. La 30 nanocellulose, sous forme liquide, a été déposée sur des substrats en cellulose (tout type de substrat cellulosique) par bar-coating. Après séchage, les abrasions sont réalisées sous ambiances contrôlées (température, humidité, bruit de fond particulaire nul). 3053055 20 Résultat Les spectres d'émission de fluorescence de l'échantillon de nanocristalline marquée par le TMPyP avant et après le test d'abrasion sont représentés en figure 3. Ainsi, par analyse de fluorescence de la matière prélevée durant la sollicitation 5 mécanique, il est possible d'identifier le relargage de nanocellulose marquée avec le TMPyP. EXEMPLE 3 (contre-exemple) Influence du traitement aux micro-ondes sur l'accroche du chromophore 10 à la nanocellulose Afin de déterminer l'efficacité du traitement aux micro-ondes vis-à-vis de l'accroche de la molécule chromophore sur la nanocellulose, une expérience est menée comme suit. Un échantillon de nanocellulose est traité avec la TMPyP, comme décrit dans 15 l'exemple 1 ci-dessus, mais en omettant l'étape d'irradiation aux micro-ondes. A l'issue de l'étape de purification de dialyse, la fluorescence de la nanocellulose n'est pas observée. Cependant, la fluorescence de la TMPyP est retrouvée dans les eaux de dialyse. 20 Ainsi, le traitement micro-onde permet bien d'accrocher et de fixer le fluorophore d'intérêt sur la matrice cellulosique. EXEMPLE 4 (contre-exemple) Effet d'un traitement thermique sur l'accroche du chromophore à la 25 nanocellulose 5 mL de nanocellulose fibrillée (5 mL à une concentration w/v ( %) de 2,2 g/100 mL ( %), soit 110 mg) sont prélevés et dilués dans de l'eau déionisée (30 mL). 2 mg du chromophore TMPyP sont dissous dans de l'eau (1 mL). La solution de chromophore est ensuite ajoutée sous agitation à la suspension de nanocellulose comme 30 décrit en exemple 1. L'échantillon est ensuite chauffé à ébullition pendant 15 minutes. 3053055 21 Après refroidissement, l'échantillon est centrifugé (5000 tr/min pendant 5 min x 3 (3 sessions de centrifugation) afin d'éliminer le surnageant ainsi que la majeure partie du TMPyP non fixé sur les fibres. Enfin, cet échantillon est dialysé contre de l'eau déionisée pendant 3 jours. 5 A l'issue de la dialyse, l'échantillon de nanocellulose est analysé. Il ne montre aucune fluorescence. Par conséquent, le traitement thermique opéré ne permet pas de fixer le chromophore sur la matrice cellulosique contrairement au mode opératoire selon 10 l'invention qui met en oeuvre une irradiation aux micro-ondes. Références [1] Xuezhu et al., « Cellulose Nanocrystals vs. Cellulose Nanofibrils: A 15 comparative study on their microstructures and effects as polymer reinforcing agents », ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 2999-3009 ; [2] Juan Xue et al., ACS Applied Materials & Interfaces 2015, 7, 10076- 10079, « Let it shine : A transparent and photoluminescent foldable nanocellulose/quantum dot paper » ; 20 [3] Chauhan et al., Chem. Commun., 2014, 50, 9493-9496 ; [4] Dimic-Misic et al., Nordic pulp & paper research journal 2014, 29, 253270, « Comparing the rheological properties of novel nanofibrillar cellulose-formulated pigment coating colours with those using traditional thickener ». REVENDICATIONS1. Procédé de marquage de la cellulose nano et/ou micro-fibrillée semicristalline à l'aide d'au moins une molécule organique chromophore, comprenant au moins les étapes consistant à : (i) disposer d'une dispersion aqueuse de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semicristalline, supplémentée avec au moins une molécule organique chromophore ; et (ii) soumettre ladite dispersion (i) à une irradiation aux micro-ondes dans des conditions propices à la fixation de ladite molécule organique chromophore sur la cellulose nano et/ou micro-fibrillée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la molécule organique chromophore est fluorescente et/ou absorbante, en particulier fluorescente. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la molécule organique chromophore est choisie parmi : - des cyanines et leurs dérivés, tels que les dérivés de carbocyanine ou phtalocyanine ; - des rhodamines et leurs dérivés ; - la coumarine et ses dérivés ; - des dérivés de pyrène ; - des dérivés de naphtalène ; - des dérivés de porphyrine ; - des dérivés de benzophénoxazine ; et - des dérivés azoïques. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la molécule organique chromophore est choisie parmi : Propyl Astra Blue Iodide, IR-140, IR-676 iodide, Vert Indocyanine, Rhodamine 6G perchlorate, 7-amino-4- (trifluorométhyl)coumarin, Nile Blue A perchlorate, Dansylcadaverine, Rhodamine 19 perchlorate, TMPyP, 1-aminopyrène et DNAF. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la teneur en molécules organiques chromophores est comprise entre 0,1 et 5 % en poids, en particulier entre 0,5 et 3 % en poids, et plus particulièrement entre 0,8 et 2,6 % en poids, par rapport au poids total de la dispersion aqueuse de l'étape (i). 3053055 23 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dispersion aqueuse de cellulose nano et/ou micro-fibrillée en étape (i) est préparée par ajout, sous agitation, de la molécule chromophore, en particulier mise en oeuvre sous forme de solution ou dispersion aqueuse, à une dispersion de cellulose nano 5 et/ou micro-fibrillée. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la teneur en nano et/ou micro-fibrilles de cellulose est comprise entre 1 et 5 % en poids, en particulier entre 2 et 4 % en poids, et plus particulièrement entre 2 et 3 % en poids, par rapport au poids total de la dispersion aqueuse de l'étape (i). 10 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'irradiation aux micro-ondes présente une énergie comprise entre 200 et 1000 W, en particulier entre 350 et 850 W, par exemple entre 500 et 750 W. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la durée de soumission à l'irradiation aux micro-ondes est comprise entre 0,5 et 10 15 minutes, en particulier entre 1 et 5 minutes, et plus particulièrement entre 1 et 2 minutes. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape ultérieure (iii) d'élimination des molécules organiques chromophores non fixées à la nanocellulose, en particulier par dialyse, et plus particulièrement par dialyse contre de l'eau déionisée, de l'éthanol ou THF. 20 11. Cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée, obtenue selon le procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Utilisation de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée, obtenue selon le procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour le revêtement de substrats tels que des films, notamment de 25 nature cellulosique. 13. Article pour l'agroalimentaire comprenant au moins une couche constituée de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée, obtenue selon le procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 14. Film alimentaire à base de cellulose comprenant au moins une couche 30 externe constituée de cellulose nano et/ou micro-fibrillée semi-cristalline marquée, obtenue selon le procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.