Thèse de Marie Guehl*
La transition écologique nécessite de développer de nouvelles filières industrielles valorisant des ressources renouvelables. C’est le cas des sucres issus de la biomasse lignocellulosique, pour la production de molécules à haute valeur ajoutée. Exploiter cette ressource riche et dotée de multiples fonctions chimiques implique d’imaginer des concepts catalytiques en rupture avec les procédés destinés aux hydrocarbures.
La catalyse biologique, notamment enzymatique, est particulièrement appropriée pour convertir les sucres de la biomasse, avec une très grande sélectivité, en milieu aqueux. Elle présente néanmoins plusieurs difficultés, dont la nécessité d’associer à l’enzyme un cofacteura coûteux à produire et à régénérer par le biais d’une seconde étape enzymatique.
Une voie originale a été suivie pour lever ce verrou : la catalyse hybride, associant la sélectivité des enzymes et la robustesse des catalyseurs chimiques. Cette combinaison exploite les atouts respectifs des deux types de catalyse pour produire des « molécules plateformes », difficiles à obtenir autrement, de façon hautement sélective(1).
Ainsi, IFPEN a collaboré avec l’UCCSb Université Lille I pour la transformation de sorbitol en fructose, un synthon de choix dans l’obtention de produits de haute valeur ajoutée. Ces travaux ont démontré la compatibilité entre une enzyme alcool déshydrogénase (ADH) et un catalyseur chimique organométallique, capable de régénérer le cofacteur in situ (figure). Les travaux ont porté sur la cohabition des catalyses enzymatique et chimique et sur l’identification des conditions de fonctionnement optimales du système global(2).
Cette première preuve de concept ouvre de nouvelles perspectives pour les procédés de valorisation de la biomasse.
a - Composé chimique non protéique mais qui est nécessaire à l'activité biologique d'une protéine.
b - Unité de catalyse et chimie du solide.
*Thèse intitulée « Nouveau concept de catalyse hybride pour la transformation de la biomasse »
(1) A. Gimbernat, M. Guehl, M. Capron, N. Lopes Ferreira, R. Froidevaux, J-S. Girardon, P. Dhulster, D. Delcroix, F. Dumeignil, ChemCatChem, 2017, 9, 2080-2084.
(2) Brevet FR3031983(A1)
Contacts scientifiques : damien.delcroix@ifpen.fr - nicolas.lopes-ferreira@ifpen.fr