Caractérisation chimique des fractions aromatiques issues de la dépolymérisation basique de la lignine

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Publication date
2018Author(s)
Bahl, Emmanuelle
Subject
LignineAbstract
Depuis 2010, le règlement canadien sur les carburants renouvelables a été mis en place afin
de réduire la consommation de pétrole de source fossile en imposant une teneur d'au moins
5% en carburant renouvelable dans l'essence et de 2% de biodiesel dans le diesel disponible
sur le marché. L'éthanol cellulosique représente l'une des voie envisagée ayant un fort
potentiel, celui-ci pouvant être produit de différentes façons à partir de la biomasse. Une
des façons d'y arriver consiste à séparer la biomasse en ses principaux composants, la
cellulose (30-60%), les hémicelluloses (15-35%) et la lignine (14-35%). Les deux premières
fractions sont récupérées pour la production de l'éthanol cellulosique, alors que la lignine
est laissée de côté vu les défis qu'elle représente sur le plan industriel (récalcitrance aux
procédés chimiques, contamination, etc.). Cependant, comme elle représente une source
de carbone importante, renouvelable et peu dispendieuse, des efforts significatifs ont été
déployés afin de la revaloriser. C'est dans ce but qu'un procédé de conversion de la lignine
en L-fuels (Lignin derived fuels ) a été développé par le Laboratoire des Technologies de la
Biomasse (LTB) et ses partenaires. Toutefois, une grande incertitude persiste quant aux
mécanismes chimiques impliqués et aux sous-produits formés, freinant ainsi l'optimisation
du procédé. La compréhension du point de vue chimique du procédé dans son ensemble
représente donc un défi à relever et constitue l'essentiel de ce projet. Il s'agit d'une étape
charnière pour la valorisation de cette macromolécule, mais aussi pour la valorisation de la
biomasse dans son ensemble en vue de produire des biocarburants de seconde génération.
La lignine représente un des verrous technologiques principaux de la production d'éthanol
de deuxième génération.
Dans un premier temps, l'un des objectifs était de parvenir à développer des outils analytiques
afin d'analyser et de suivre chacune des étapes d'un procédé de conversion de la
lignine, essentiellement pour la dépolymérisation basique de la lignine (BCD). D'abord, les
protocoles pour la préparation des échantillons ont été développés, puis les paramètres instrumentaux
ont été définis afin de séparer et analyser efficacement les molécules produites
dans chaque fraction. Une méthode d'extraction des monomères phénoliques a été développée, permettant d'obtenir les résultats de quantification dans un délai très court, tout en tenant compte des critères de développement des procédés analytiques appliqués au
procédé (PAT) en nécéssitant un minimum de manipulation, d'équipement et de consommable.
La fraction riche en oligomères a été caractérisée par chromatographie d'exclusion
stérique (SEC). Des efforts ont été consacrés au couplage de la SEC à la spectrométrie
de masse afin de s'affranchir d'une calibration imprécise et permettre d'obtenir les masses
exactes des fragments. Finalement, un ensemble de techniques analytiqes a été développé
afin d'effectuer un suivi exhaustif des produits et sous-produits obtenus par un autre procédé de dépolymérisation de la lignine, soit l'ozonolyse. Ceci a permis de valider l'efficacité
et la versatilité des protocoles développés.
Collection
- Moissonnage BAC [3216]
- Génie – Mémoires [1940]
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