INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’invention a cherché à exploiter une source de substrat carbonée, le saccharose, pour remplacer le glucose, car le saccharose est un composé moins onéreux et d’un prix plus stable que celui du glucose, et similaire dans ses propriétés sucrantes. En effet, le saccharose est un disaccharide composé de molécules de glucose et de fructose combinées via une liaison glycosidique Mais un simple remplacement du glucose par du saccharose ne suffit pas : en effet, le saccharose n’est pas assimilable tel quel par des microorganismes du type champignons filamenteux comme Trichoderma , car ces microorganismes ne sont naturellement pas dotés du gène de l’invertase.
Une première solution peut consister à modifier génétiquement les microorganismes pour les doter de ce gène. La publication de Lucas Miranda Fonseca and al. « Rational engineering of the Trichoderma reesei RUT-C30 strain into an industrially relevant platform for cellulase production” publiée dans la revue Biotechnology for biofuels (2020) propose ainsi d’apporter plusieurs modifications génétiques sur la souche RUT-C30 de T. reesei , permettant notamment l’expression du gène de l’invertase, et donc de pouvoir recourir au moins en partie à du saccharose comme substrat carboné dans le procédé de production d’enzymes à partir de cette souche modifiée. Si cette technique de modification génétique ciblée est efficace, elle est complexe à mettre en œuvre, et doit être répétée dès que l’on veut changer de souche.
Il a d’abord été procédé à des tests d’hydrolyse préliminaires de saccharose et de lactose (à titre de comparaison), dans des solutions aqueuses d’acide sulfurique à différents pH et différentes températures, selon la première variante de l’invention.
Le mode opératoire est le suivant : 3 solutions à environ 220 g/L sont préparées avec : - 100% saccharose : solution appelée « pur saccharose » dans les tableaux suivants - 100% lactose : solution appelée « pur lactose » dans les tableaux suivants - 75% saccharose + 25% poids lactose : solution appelée « en mélange » dans les tableaux suivants
Les solutions sont séparées en quatre, et le pH est ajusté avec de l'acide sulfurique, en visant les quatre pH suivants : 1,5 ; 2,0 ; 2,5- ; 3,0.
On prend un aliquot puis on sépare en deux chacune des 4 solutions pour tester deux conditions de stérilisation : (la stérilisation ici se fait en même temps que l’hydrolyse des disaccharides). - conditions (1) : 110°C pendant 35 minutes - conditions (2) :121°C pendant 20 minutes
Après stérilisation, on observe visuellement une coloration des solutions pour des pH inférieurs à 2,0, que ce soit avec le saccharose ou avec le lactose, et quelles que soient les conditions (1) ou (2) choisies.
On dose les sucres résiduels après stérilisation/hydrolyse par chromatographie liquide à haute performance (HPLC selon l’acronyme anglo-saxon)
Ces résultats sont détaillés dans les deux tableaux ci-dessous : - le tableau 1 indique le pourcentage d’hydrolyse du saccharose pour les différentes solutions, selon qu’elles ont été stérilisées selon les conditions (1) ou (2) - le tableau 2 indique le pourcentage d’hydrolyse du lactose, de façon analogue au tableau 1
On constate que : - à 121°C, avec les conditions (2), le saccharose est totalement hydrolysé en glucose + fructose, quel que soit le pH parmi les quatre valeurs de pH testées, - à 110°C, avec les conditions (1), le saccharose est totalement hydrolysé, dès que le pH est inférieur ou égal à 2,5.
Ces tests démontrent donc qu’on peut hydrolyser en totalité ou en quasi-totalité du saccharose en milieu acide, en choisissant un pH fortement acide (au plus 5, de préférence au plus 4, de préférence au plus 3,5 ou 3), une température élevée permettant de réaliser la stérilisation en même temps, et cela dans une durée de 20 minutes, donc de façon rapide.
On constate aussi que l’hydrolyse du lactose ne se fait pas, ou peu, sauf à adopter un pH très acide, d’au plus 2.
Exemples On décrit tout d’abord le procédé de production d’enzymes utilisé pour illustrer l’invention à l’aide des exemples qui vont suivre.
Ces exemples concernent la deuxième variante de l’invention avec hydrolyse du saccharose par un hydrolysat hémicellulosique (appelé aussi « jus de sucres en C5 » ou « jus de C5 »).
La souche
La souche de champignon utilisée dans les exemples suivants est décrite dans le brevet WO2015/193587 : c’est le variant référencé 130G9 (SEQ ID No. 7 en acide nucléique, SEQ ID No. 8 en polypeptide dans le tableau 1 de ce brevet) de Trichoderma reesei. Elle sera désignée par la suite par le terme « la souche ». Elle ne possède pas le gène de l’invertase et n’a pas la capacité d’assimiler le saccharose.
La phase de préculture
L’invention a donc consisté non pas à modifier les souches, mais à modifier le saccharose pour le rendre assimilable. Cette modification est une hydrolyse acide, qui permet de couper la liaison glycosidique de la molécule pour qu’elle se décompose en glucose et fructose, tous deux assimilables par les microorganismes visés par l’invention.
Avantageusement, le microorganisme cellulolytique et/ou hémicellulolytique d’intérêt pour l’invention est choisi parmi les microorganismes dépourvus du gène de l’invertase et capables de consommer du glucose et/ou du fructose : on peut donc utiliser dans l’invention des souches non modifiées, ou, plus précisément, non modifiées pour les rendre capables d’assimiler le saccharose. Les microorganismes visés par l’invention sont de préférence des microorganismes de type champignon, notamment de type champignon filamenteux.
Le microorganisme cellulolytique et/ou hémicellulolytique peut être choisi pour mettre en œuvre l’invention parmi les souches de champignons appartenant aux genres Trichoderma, Aspergillus, Penicillium ou Schizophyllum , et appartenant de préférence à l’espèce Trichoderma reesei .
Avantageusement, on obtient, à l’issue de la phase c) de préparation, une solution aqueuse comprenant du glucose et du fructose qui est utilisable directement ou après d’éventuelles opérations de type ajustement de concentration (ou autre traitement type filtration…) comme substrat carboné à l’étape a) de croissance et/ou b) de production.
L’hydrolyse peut être totale, ou partielle : dans ce cas, une quantité (faible) de saccharose peut être encore présente dans la solution obtenue en fin d’hydrolyse.
Selon un mode de réalisation, on peut ajouter au moins un substrat inducteur, notamment du lactose, à la solution aqueuse comprenant du glucose et du fructose obtenue à l’issue de la phase c) de préparation, pour utiliser ladite solution comme substrat à l’étape b) de production. On a ainsi une solution de substrat carboné prête à l’emploi pour l’étape b) de production, avec un mélange de substrats inducteurs et non inducteurs. Elle peut aussi être utilisée pour l’étape a), le lactose pouvant aussi être utilisé comme substrat carboné de croissance. Dans ce cas, on n’a plus qu’une seule solution venant alimenter le bioréacteur pour les deux étapes, ce qui simplifie sa préparation, son stockage et son mode d’introduction dans le bioréacteur.
A noter que le procédé selon l’invention peut mettre en œuvre les étapes a) de croissance et b) de production dans un même bioréacteur. Alternativement, il peut être mis en œuvre avec un premier bioréacteur dédié à l’étape a) de croissance, et un deuxième bioréacteur dédié à l’étape b) de production.
Selon un autre mode de réalisation, on peut ajouter au moins un substrat inducteur, notamment du lactose, au milieu aqueux acide pendant l’étape c1) d’hydrolyse du saccharose. L’intérêt est que le lactose est un disaccharide, comme le saccharose, mais qui est la combinaison d’un glucose et d’un galactose via une liaison glycosidique, qui est assimilable par les souches de champignon visées par l’invention. Or les inventeurs ont montré que le lactose est nettement plus difficile à hydrolyser en conditions acides que le saccharose. Quand bien même une faible part de lactose s’hydrolyserait, le glucose et le galactose résultant de son hydrolyse sont également assimilables par les souches.
Ce mode de réalisation peut se combiner au précédent, en ajoutant le substrat inducteur en partie pendant l’hydrolyse, en partie à la fin de l’hydrolyse.
A noter également qu’en fin d’hydrolyse, la solution aqueuse obtenue peut être utilisée immédiatement, dans l’installation de production d’enzymes. Elle peut aussi être stockée pour une utilisation ultérieure, et l’hydrolyse peut avantageusement se poursuivre pendant le stockage au besoin, généralement à température ambiante, la solution étant de préférence maintenue à un pH acide jusqu’à utilisation pour limiter les risques de contamination.
Selon une première variante, on peut réaliser l’étape c1) d’hydrolyse du saccharose dans un milieu aqueux acide à pH inférieur ou égal à 5, notamment inférieur ou égal à 4, notamment inférieur ou égal à 3,5 ou 3, de préférence compris entre 1 et 3.
Pour obtenir un milieu d’hydrolyse à pH acide, on ajoute par exemple un acide fort, de type acide chlorhydrique ou acide sulfurique, à une solution aqueuse en quantité suffisante pour régler le pH de la solution à la valeur choisie.
Alternativement, on peut ajouter un acide faible de type acide organique.
Une autre alternative encore peut être d’acidifier la solution aqueuse en y introduisant du gaz carbonique CO 2 sous forme gazeuse (bullage) : c’est en effet un acide (faible) et il est issu de la fermentation des sucres en alcool dans le processus de conversion de biomasse en alcool. Il est donc disponible si la production d’enzymes se fait sur le site de conversion de biomasse.
Il est également possible de cumuler entre elles deux au moins de ces différentes alternatives : ajout dans une solution aqueuse d’au moins un acide fort, d’au moins un acide faible, introduction de CO 2 .
Avantageusement, notamment avec cette première variante, on réalise l’étape c1) d’hydrolyse du saccharose dans un milieu aqueux acide à une température d’au moins 110°C, notamment compris entre 110 et 125°C, notamment entre 110 et 120°C, afin d’assurer également la stérilisation dudit milieu. En effet, l’hydrolyse est accélérée si l’on chauffe le milieu dans lequel on opère l’hydrolyse, mais pas nécessairement à de si hautes températures. Mais procéder à l’hydrolyse à au moins 110°C permet de réaliser en même temps la stérilisation de la solution, ce qui est nécessaire pour son introduction dans le procédé de production d’enzymes. Il est alors avantageux, comme évoqué plus haut, d’ajouter un ou plusieurs substrats inducteurs, comme le lactose, à ce milieu avant stérilisation, ce qui permet d’introduire la solution stérile comprenant tous les substrats nécessaires dans le bioréacteur (et ce qui évite donc de devoir opérer une stérilisation à part du ou des substrats inducteurs).
Sur la , les incisions sont orientées selon une direction générale transversale ou oblique. Elles présentent en fait une ondulation autour de cette direction générale de façon à conférer plus de rigidité aux lamelles du moule qui vont permettre de réaliser ces incisions.
Comme expliqué précédemment, les incisons 8 débouchent à chacune de leurs extrémités dans des puits 9 qui correspondent à des éléments pleins positionnées aux extrémités des lamelles dans le moule pour rigidifier celles-ci.
La illustre une vue partielle en perspective de cette même partie de la bande de roulement 6 d’un pneumatique 1.
La illustre une vue partielle en perspective, selon une coupe suivant le tracé des incisions, d’un schéma de la partie de la bande de roulement 6 d’un pneumatique 1. Nous retrouvons les rainures circonférentielles 3 séparant les ribs ou nervures 4. Les rainures 3 présentent une hauteur H N3 . Les rainures 3 sont reliées entres elles par des incisions 8 dont la profondeur H i est supérieure à la hauteur H N3 des rainures 3. Cette hauteur H i des incisions 8 est égale à la hauteur correspondant à la distance entre la surface de roulement à l’état neuf et le fond d’une rainure 3 après le dernier recreusage.
La illustre une vue partielle en transparence d’un schéma de la partie de la bande de roulement 6 d’un pneumatique 1.
La permet de visualiser plus clairement que les puits 9 sont réalisés par un empilage de trois cylindres 9a, 9b, 9c dont les diamètres diminuent en s’enfonçant dans le pneumatique. Ces cylindres 9a, 9b, 9c sont reliés entre eux par des surfaces planes 10, 11. La surface plane 10 marque une limite pour le premier recreusage prévu, comme expliqué précédemment et la surface 11 marquant une limite pour le deuxième recreusage. Les trois cylindres 9a, 9b, 9c correspondent au cas de la prévoyant deux recreusages.
Les incisons 8 reliant les rainures 3, les cylindres sont partiellement formés dans les rainures 3 et le cylindre 9a radialement le plus extérieure est ainsi prévu avec uniquement une demi-section formée dans la bande roulement, l’autre moitié étant dans la rainure et donc absente. Ce premier cylindre 9a radialement le plus extérieur est avantageusement prévu pour créer une surface plane 10 de raccordement avec le cylindre suivant pour y disposer un indicateur d’usure 12, libérant ainsi totalement le volume des rainures 3, comme évoqué précédemment.
Les figures 5 et 6 ne représentent qu’une demi-vue d’un pneumatique 1 qui se prolonge de manière symétrique par rapport à l’axe XX’ qui représente le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial du pneumatique 1.
Sur les figures 5 et 6, le pneumatique 1 comprend une armature de carcasse radiale 2 ancrée dans deux bourrelets, autour de tringles, non représentés. L’armature de carcasse 2 est formée d'une seule couche de câbles métalliques. L’armature de carcasse 2 est frettée par une armature de sommet 5, elle-même coiffée d’une bande de roulement 6. La bande de roulement comporte trois rainures 3 formant quatre ribs ou nervures 4. Les incisions transversales ou obliques n’apparaissent pas sur les figures 5 et 6 pour en simplifier la compréhension.
Les zones basses et bourrelets du pneumatique 1 ne sont notamment pas représentés sur les figures.
Sur les figures 5 et 6, l’armature de sommet 5 est formée radialement de l'intérieur à l'extérieur : - d'une première couche de travail 51 formée de câbles métalliques inextensibles, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle de 16°, avec la direction circonférentielle, - d’une couche d’éléments de renforcement circonférentiels 53 formée de câbles métalliques en acier élastiques 21.23, au pas de 2 mm, et - d’une seconde couche de travail 52 formée de câbles métalliques inextensibles, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle de 30°, avec la direction circonférentielle, et croisés avec les câbles métalliques de la première couche de travail.
La largeur axiale L 51 de la première couche de travail 51 est égale à 246 mm.
La largeur axiale L 5 2 de la deuxième couche de travail 52 est égale à 228 mm.
Quant à la largeur axiale L 5 3 de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels 53, elle est égale à 200 mm.
Sur la , conformément à l’invention, les rainures 3 sont de type recreusables. Comme illustré sur la , les rainures 3 sont constituées d’une seule couche A formant le fond des rainures à l’état neuf et correspondant à un unique recreusage.
La hauteur sur pneumatique neuf H N 3 des rainures 3 est égale à 7.5 mm.
Sur la est représenté un zoom sur le guidon (2) dont les deux parties (21, 22) sont accouplés par l’extrémité (224) de la seconde partie (22) à l’aide d’un collier de serrage (225). Sont également représentés les câbles (226, 227) des commandes des sélecteurs de vitesse reliant les commandes par rotation de parties de la poignée de la seconde partie (22) du guidon (2), allant directement de la seconde partie (22) du guidon (2) à la partie arrière (12) du vélo. Le zoom montre le haut du tube de direction (114) dans lequel est insérée la fourche avant (113).
La montre le même véhicule léger chevauchable sur lequel a été montée une partie avant de vélo cargo. Il est notable que l’angle du tube de direction au niveau du guidon est modifié pour avoir un plus important volume avant pour une même dimension totale du véhicule.
L’invention a été réalisée sur un système proche de celui représenté par les figures. Il faut moins d’une minute pour installer la partie avant et obtenir un vélo fonctionnel à partir du vélo démonté. Avec une partie avant de type cargo comme pour la , qui a la particularité d’avoir plusieurs points d’accroches sur le cadre pour rigidifier la liaison et l’adapter à sa configuration, le changement de la configuration vélo à la configuration vélo-cargo prend deux à trois minutes, aucun réglage sur les commandes des freins, des sélecteurs de vitesse n’est à faire. Ceci apporte un gain de place conséquent pour avoir un véhicule léger chevauchable polyvalent et démontre l’intérêt de l’invention.
cadre de véhicule léger chevauchable La présente invention a pour objet un cadre de véhicule léger chevauchable offrant certains avantages comme la modularité du véhicule léger, la simplicité de réalisation, l’insertion d’options telles que des batteries, des boites de rangement.
Un cadre de véhicule léger chevauchable est une structure comprenant : le tube de direction configuré pour accueillir la fourche avant, pour diriger le véhicule léger chevauchable, le tube de selle configuré pour accueillir la tige de selle portant la selle permettant de chevaucher le véhicule léger chevauchable. un boitier de pédalier configuré pour accueillir le pédalier et son axe permettant de propulser le véhicule léger chevauchable, Conformément à l’usage, le boîtier de pédalier désigne ici la partie du cadre, très souvent un tube dans lequel le jeu de pédalier vient se monter. Le boitier de pédalier ne désigne pas le jeu de pédalier (axe/billes/cuvettes). la fourche arrière configurée pour accueillir l’axe de rotation de la roue arrière, laquelle permet avec la roue avant, accueillie par la fourche avant, de tenir en équilibre sur le véhicule léger chevauchable. Le principe est le même pour les véhicules légers chevauchables ayant 2 roues à l'arrière ou 2 roues à l'avant.
L’usage des véhicules chevauchables de type vélo, tricycle, quadricycle, draisienne se développe car ils offrent comparativement aux voitures particulières des avantages évidents: d’économie, ces véhicules étant beaucoup moins onéreux à l’achat et à l’entretien, d’écologie tant à la fabrication, ces véhicules nécessitant moins de matières premières qu’à l’utilisation, l’usager amenant tout ou partie de l’énergie nécessaire au déplacement, le type de véhicule pouvant être à force uniquement humaine ou assisté électriquement, d’encombrement, d’accessibilité à certaines zones urbaines, des limitations de circulation touchant les voitures particulières ou autres véhicules à moteur.
Un grand nombre de variantes de ces véhicules se développe pour répondre à la variété d’usages : bicycle avec cargo avant pour le transport de charge, pour le transport d’enfants avec l’avantage qu’à l’avant le cycliste peut voir l’enfant et réciproquement, tricycle avec plateforme avant reposant sur deux roues pour le transport de charges lourdes, tricycles avec deux roues arrière, etcetera. Car contrairement aux voitures de tourisme, les véhicules légers chevauchables pour rester légers, sont rarement polyvalents. Multiplier le nombre de véhicules par le nombre de configurations pour un même utilisateur n’est pas pertinent écologiquement. Il est plus pertinent écologiquement de prévoir des modules démontables pour permettre de passer d’une configuration à une autre simplement. L’invention se situe dans ce contexte de véhicules légers chevauchables modulaires donc démontables en une partie arrière et une partie avant interchangeable.
Pour passer d’une configuration d’un vélo à un vélo cargo avec un coffre avant et la roue avant déportée, il faut au moins changer la fourche de la roue mais également le plus souvent le tube de direction dont l’inclinaison diffère selon les options. Pour une configuration de vélo optimale, le tube de direction fait un angle plus ouvert avec la verticale que pour une configuration en vélo cargo avec plateforme avant. Par ailleurs une des difficultés pour des changements de configuration est le passage des câbles de commandes dont les plus répandus sont les commandes des freins, avant et arrière, de sélecteur de vitesse, de l’assistance électrique pour les vélos pourvus d’une assistance électrique et les câbles électriques notamment de l’éclairage avant et arrière. Pour les cadres de vélo tubulaires, les vélos les plus répandus, tous ces câbles passent dans ou sur les tubes du cadre, ce qui rend leur manipulation difficile notamment pour permettre une modularité « avant », là où sont renvoyés la quasi-totalité des câbles de commande à savoir sur le guidon. Par modularité « avant », on entend la capacité de changer facilement la fourche avant du véhicule léger chevauchable , pour passer d’un vélo à un vélo cargo à plateforme avant par exemple.
Une possibilité connue pour supprimer le problème du passage des câbles est de réaliser un cadre de vélo à base de corps volumiques de faibles épaisseurs, ou coques, quasi symétriques reliés entre eux comme le montre le vélo décrit par le document US4230332 Avec un tel cadre, il est extrêmement aisé de faire passer les différents câbles de commande entre les deux corps minces joignant les éléments essentiels du cadre d’un vélo : le tube de direction, le tube de selle, le boitier de pédalier et la fourche arrière. En effet l’espace entre les corps minces est tel qu’il est facile de trouver un passage sans aucun problème. Cependant un tel cadre est complexe à fabriquer, il faut en effet 2 corps volumiques de faible épaisseur, de grande longueur ou coque dont la réalisation doit être parfaitement maîtrisée afin de permettre leur liaison par soudure, par boulonnage ou sertissage sur la majeure partie de leur périphérie. Par ailleurs, ce type de cadre permet difficilement le changement du module avant, le tube de direction étant enserré entre les 2 demi-corps volumiques de faibles épaisseurs. De même si le passage du câblage est facilité par le fait que le cadre est un corps creux, l’intérieur, comme pour les vélos à cadre tubulaire, est difficilement accessible en raison des bords soudés des deux corps minces.
Le problème technique qu’ont résolu les inventeurs est de pouvoir facilement changer de module avant d’un vélo pour passer par exemple d’un vélo classique à un vélo avec plateforme et roue déportée en changeant si nécessaire le tube de direction, en gardant une grande facilité de manipulation des câbles de commande et des fils électriques du cadre. Entre autres avantages, le cadre selon l'invention permet d'insérer très facilement toutes sortes d'options comme des coffres, un logement pour batterie électrique. L’invention est comparativement aux véhicules légers chevauchables très facile à fabriquer.