Valorisation des fractions de la biomasse lignocellulosiques en biocarburants avancés et biocommodités

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La diminution du prix du pétrole (44,67$US/baril- octobre 2015) mais plus particulièrement celle du gaz naturel (2,498$US/GJ - octobre 2015) provenant d'une augmentation de production aux états-Unis a eu un impact sur le dollar canadien, mais également créé beaucoup de pression sur le domaine des biocarburants. Malgré les incontestables avantages de l'utilisation de sources renouvelables de carbone, les carburants renouvelables sont mis à l'épreuve par la diminution du prix des carburants fossiles. Ainsi, en vue de maintenir la bioénergie et les sources d'énergie renouvelables, il est crucial de viser non seulement la production de biocarburants mais également celle des bioproduits à partir de la biomasse lignocellulosique. La production industrielle de biocarburants repose originalement sur les ristournes accordées par les paliers de gouvernement, mais pour rivaliser efficacement avec le non-renouvelable, il importe d'aller plus loin dans cette démarche et de viser des conversions économiques pouvant générer des produits viables sans ristournes. L'isolation de la cellulose à petite échelle ainsi que son hydrolyse représentent des enjeux de taille, mais inévitables, considérant que les dimensions du territoire canadien combinées aux frais de transport ne pourront jamais permettre de centraliser les ressources de biomasse sur de grandes distances. Plusieurs techniques sont disponibles pour l'isolation de la cellulose allant des procédés papetiers classiques jusqu'aux traitements tels le vapocraquage (steam explosion) et les traitements organosolv. Pour l'hydrolyse de la cellulose, les deux options disponibles sont l'hydrolyse enzymatique et l'hydrolyse chimique. Dans les deux cas, les procédés sont limités soit par le coût des cocktail d'enzymes ou par les coûts associés à la récupération des produits chimiques. Dans le cadre de ce projet de recherche, la cellulose sera hydrolysée dans un milieu organique plutôt que dans un milieu aqueux, sous une catalyse simple et abordable d'acide inorganique générant deux intermédiaires: l'alkyl lévulinate ainsi que l'alkyle formate. Ces deux produits chimiques "plateforme" seront par la suite employés pour la mise en place de procédés complémentaires aux procédés hydrolytiques actuels menant à une multitude de produits chimiques d'intérêt tels le butanol, les glycols, le valérolactone et l'acide lévulinique. Une telle approche permettra une économie de carbone par rapport aux techniques envisagées classiquement qui mènent à l'éthanol cellulosique en plus de paver la voie vers une toute nouvelle tangente complémentaire, les c-fuels et c-commodités, que l'industrie pourra employer pour diversifier la palette des produits générés par la bioraffinerie tout en permettant de parer l'important coût de la matière première versus la compétition bon marché faite par les produits pétroliers.