Couplage de procédés de prétraitements chimio-mécaniques de la paille de riz en voie semi-humide : effets sur les propriétés physicochimiques, rhéologiques et réactivité

La biomasse lignocellulosique (LC) est consideree comme une alternative prometteuse pour produire des biocarburants, mais aussi extraire des biomolecules et synthons pour la synthese de polymeres et des materiaux afin de les substituer a ceux issues de la petrochimie. La biomasse LC est principalement composee de cellulose, d'hemicellulose et de lignine. Sa nature composite et sa microstructure matricielle heterogene rendent difficiles sa digestibilite et sa bioconversion. Le pretraitement de la biomasse LC est une etape indispensable permettant de dissocier la matrice LC et d'ameliorer l'accessibilite des polymeres parietaux, etape-cle notamment pour la production de synthons. Le fractionnement par voie seche des LC s'insere dans les schemas de bioraffinerie de la biomasse avec des arguments favorable a la durabilite (pas d'eau consommee, pas de sechage, pas d'effluents). L'amelioration de la resolution du fractionnement, la reduction de la depense energetique et l'amplification de la reactivite/fonctionnalite des produits constituent des objectifs de recherche prioritaires dans le champ du fractionnement sec. Un des inconvenients de l'operation de broyage de la LC native est son importante consommation energetique. La mise en œuvre de pretraitements moderes qui favorisent la broyabilite de la matrice LC et l'accessibilite aux molecules d'interet, peut permettre (i) d'ameliorer la resolution du fractionnement, (ii) reduire tres significativement l'energie de broyage et (iii) amplifier la reactivite des produits.L'objectif de la these porte sur l'analyse de la mise en œuvre de pretraitements chimiques couples au fractionnement mecanique de paille de riz, qui a ete choisie comme substrat valorisable de reference. Cette etude s'appuie notamment sur un procede innovant de pretraitement chimique par voie semi-humide, qui permet de fragiliser et destructurer la matrice LC afin de faciliter une deconstruction mecanique. Le couplage de procedes chimio-mecaniques semi-humide ont permis a la fois d'augmenter la reactive des produits et de diminuer la consommation energetique ainsi que supprimer certaines etapes et ne pas generer des effluents. Les resultats du fractionnement par voie seche ont montre que la combinaison d'un broyage ultrafin et d'une separation est une alternative de bioraffinerie technique pour obtenir des fractions interessantes pour differentes proprietes. Ces resultats permettent d'ameliorer les methodes de pretraitements adaptees aux plusieurs types de biomasse dans la bioraffinerie des LC. Une approche hydro-texturale a l'echelle des particules est ensuite proposee pour identifier les mecanismes de fractionnement et evaluer l'impact des pretraitements chimiques. Le role de la microstructure dans les pretraitements chemo-mecaniques est notamment analyse par le biais de l'etude des transferts d'eau dans les poudres (imbibition et sechage). Une caracterisation physique des poudres complete la description des proprietes conferees aux pailles de riz broyees. Au-dela des resultats specifiques aux pailles de riz, cette etude a ete conduite de facon a presenter un degre de genericite suffisant pour extrapoler la demarche et les connaissances acquises au traitement d'autres biomasses annuelles ou perennes.