Nouvelle approche de prétraitement des biomasses lignocellulosiques combinant extrusion réactive et biodélignification afin d'augmenter la digestibilité enzymatique.

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Les biomasses lignocellulosiques (BLCs) sont considérées ces dernières années comme une source abondante de biomasses, peu coûteuse, renouvelable et durable de carbone organique avec zéro émission de gaz à effet de serre. Cependant, certains défis liés à leurs utilisations persistent toujours. L'un de ces défis est le développement d'un procédé efficace de prétraitement qui y enlèverait complètement la lignine pour augmenter le degré de valorisation des carbohydrates. Bien que plusieurs procédés de prétraitement aient déjà été développés, leurs résultats sur le plan écologique et économique restent à ce jour souvent limités. Toutefois, certains prétraitements semblent plus prometteurs que d'autres. Ainsi, les retombées économiques et environnementales potentielles de l'essor de ce secteur d'innovation, qu'est la bioraffinerie, justifient largement de poursuivre le développement de procédés plus efficients de prétraitement des BLCs. Le programme de subventions à la découverte du CRSNG nous offre une occasion unique de s'attaquer à cette problématique. Notre programme de recherche entend, sur le long terme, développer une technologie novatrice et écologique visant à rentabiliser la valorisation des BLCs. Pour cela, nous réaliserons au cours de ce programme une analyse approfondie de deux méthodes écologiques et prometteuses de prétraitement. Ce sont les procédés de prétraitement par extrusion à bis-vis et celui de la biodélignification. Il s'agira donc de combiner ces deux procédés de manière à corréler et optimiser leurs conditions opératoires pour d'une part enlever une partie de la lignine, tout en réduisant la rigidité de la structure du complexe carbohydrates-lignine (résiduelle) pendant l'extrusion; et d'autre part augmenter le taux de croissance bactérienne pendant la biodélignification, pour ainsi améliorer les possibilités de mise en échelle du procédé. Ainsi, les objectifs de ce programme sont : (1) Analyser et optimiser les paramètres de prétraitement par extrusion pour enlever une fraction de lignine dans différents BLCs sans générer d'inhibiteurs; (2) Analyser et optimiser les paramètres de biodélignification par fermentation solide des différentes BLCs prétraitées par extrusion, pour enlever le reste de la lignine; (3) Réaliser une étude pilote de mise à échelle de la combinaison des deux procédés; (4) Réaliser des essais pilotes des deux prétraitements et d'hydrolyse enzymatique et faire des bilans de masse et énergétique du procédé; (5) Étudier et analyser les différentes options technico-économiques et les comparer avec d'autres scénarios de procédés de production et de valorisation des sucres en différents produits à valeur ajoutée. Ce programme implique une recherche fondamentale et appliquée aussi bien à l'échelle du laboratoire que pilote. Il contribuera à la formation multidisciplinaire des étudiants gradués et du 1er cycle dans les domaines en fort développement que sont le bioraffinage et la bio-économie.