Synthèse enzymatique d'esters éthyliques d'huiles végétales pour la production de biodiesel à l'aide de lipases végétales issues de la biomasse africaine

Moussavou Mounguengui Rédéo Wilfried. 2014. Synthèse enzymatique d'esters éthyliques d'huiles végétales pour la production de biodiesel à l'aide de lipases végétales issues de la biomasse africaine. Montpellier : Montpellier SupAgro-Fondation 2iE, 175 p. Thèse : Génie des Procédés : Montpellier SupAgro Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques

Encadrement : Villeneuve, Pierre ; Blin, Joël

Résumé : Le biodiesel est un biocarburant, obtenu par transestérification de l'huile végétale avec un alcool et généralement en présence d'un catalyseur. En fonction que l'alcool utilisé au cours de la réaction de transestérification soit l'éthanol ou le méthanol, le biodiesel obtenu est composé d'esters éthyliques ou méthyliques d'acides gras. Le biodiesel représente l'alternative la plus prometteuse pour la substitution du gazole dans les moteurs Diesel du transport à cours et moyen terme. D'où ce regain d'intérêt sur le développement des procédés qui permettent de le produire. C'est dans cette optique que s'inscrit cette thèse qui a porté sur la " Synthèse enzymatique d'esters éthyliques d'huiles végétales pour la production de biodiesel à l'aide de lipases végétales issues de la biomasse africaine ". L'objectif de cette thèse étant la mise en oeuvre d'un procédé de production de biodiesel qui soit simple et efficace, à partir de ressources disponibles localement (huile végétale, bioéthanol, biocatalyseur). La thèse présente une synthèse bibliographique sur l'origine et les enjeux autour de la production du biodiesel. Un accent particulier est porté sur les différents procédés de production qui se développent où des efforts continus sont faits pour l'obtention de procédés techniquement solides et respectueux de l'environnement. Parmi tous les procédés qui se développent, la catalyse lipasique est le procédé le plus simple qui répond à ces exigences. Cependant le coût élevé des lipases commerciales principalement d'origine microbienne limite l'expansion de ce procédé à l'échelle industrielle. Les lipases végétales représentent une alternative intéressante aux lipases microbiennes. Elles sont peu chères, très abondantes et facilement exploitable. Pour cette raison, l'indentification d'une ou plusieurs biomasses végétales sources de lipases et leur mise en oeuvre comme biocatalyseurs pour la production de biodiesel éthylique a été réalisée dans notre étude. Des extraits végétaux ont été préparés à partir de graines dormantes et germées de huit biomasses oléagineuses disponibles au Burkina Faso, et la capacité de ces extraits à catalyser l'hydrolyse et la transestérification de l'huile de tournesol avec l'éthanol a été testée. Des essais réalisés, il ressort que les extraits de graines germées de Jatropha curcas et de Moringa oleifera renferment une ou plusieurs lipases dont l'activité catalytique peut être exploitée sans purification préalable pour l'hydrolyse et pour la transestérification éthanolique de l'huile de tournesol. L'optimisation des conditions de transestérification a montré que la conversion complète de l'huile de tournesol en esters éthyliques est possible à l'aide des extraits de graines germées de Jatropha curcas . À l'issue de cette thèse, le Jatropha curcas apparait comme un candidat potentiel pour la production d'extraits végétaux lipasiques moins chers et capables de catalyser efficacement la production de biodiesel éthylique.

Résumé (autre langue) : Biodiesel is a biofuel obtained by transesterification of vegetable oil with an alcohol in presence of a catalyst. Depending on the alcohol used for the transesterification reaction if it's ethanol or methanol, biodiesel obtained is composed by fatty acids methyl or fatty acids ethyl esters. Biodiesel is the most promising alternative for diesel substitution in diesel ‐ engine for transport. That why there is a regain of interest in the development of processes to produce it. In this light, this thesis focused on "Enzymatic synthesis of ethyl esters of vegetable oils for biodiesel production using plant lipases from African biomass". The objective of this thesis was the implementation of a simple and effective process for biodiesel production with locally available resources (vegetable oil; bioethanol and biocatalyst). The thesis presents a literature review on the origin and issues around the biodiesel production. A particular emphasis is placed on the different production processes that develop where continued efforts are made to obtain technically and environmentally friendly methods. Between all of the developed processes, only lipase catalysis is the simplest method that meets these requirements. However the high cost of commercial lipases mainly from microbial origin limits the expansion of this process on industrial scale. Plant lipases represent an interesting alternative to microbial lipases. They are cheap, plentiful and easily exploitable. For this reason, the identification of one or more biomass sources of lipases and their application as biocatalysts for the production of ethyl biodiesel was performed in our study. Plant extracts were prepared from dormant and germinated oilseeds available Burkina Faso, and the ability of these extracts to catalyze the hydrolysis and transesterification of sunflower oil with ethanol was tested. From the tests carried out, it appears that the extracts of germinated seeds of Jatropha curcas and Moringa oleifera contain one or more lipases whose catalytic activity can be carried on without purification for the hydrolysis and the transesterification of sunflower oil with ethanol. Optimization transesterification conditions showed that complete conversion of sunflower oil to ethyl esters was possible by using extracts of germinated seeds of Jatropha curcas . At the end of this thesis, Jatropha curcas appears as a potential candidate for the production of cheaper lipasic plant extracts that can effectively catalyze the production of ethylic biodiesel.

Mots-clés géographiques Agrovoc : Afrique

Mots-clés libres : Biodiesel, Synthèse enzymatique

Classification Agris : Q60 - Traitement des produits agricoles non alimentaires
P06 - Sources d'énergie renouvelable

Champ stratégique Cirad : Axe 2 (2014-2018) - Valorisation de la biomasse

Auteurs et affiliations

• Moussavou Mounguengui Rédéo Wilfried, Montpellier SupAgro (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/579881/)

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