Une nouvelle classe de bisphénols biosourcés non toxiques

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La Chaire ABI possède ses propres laboratoires de recherche.
La Chaire ABI possède ses propres laboratoires de recherche.

Des chercheurs d’AgroParisTech et de l’Inra viennent de mettre au point une nouvelle famille de bisphénols pour des applications dans des matrices polymères (polycarbonates, polyesters, polyuréthanes…) où ils peuvent conférer des propriétés plastifiantes, antioxydantes ou antimicrobiennes. « Nous avons déposé un brevet sur la préparation par voie enzymatique d’oligomères polyphénoliques à partir de ces bisphénols. La masse moléculaire plus élevée de ces oligomères par rapport à celle du bisphénol dont ils sont issus, rend leur  migration au sein des matrices polymères difficile et limite donc les problèmes de relargage alors que leurs propriétés physico-chimiques et biologiques sont exacerbées » explique Florent Allais, directeur de la chaire ABI-AgroParisTech, précisant que des tests de toxicité ont permis d’établir que ces nouvelles molécules n’avaient pas les effets de perturbateurs endocriniens des bisphénols utilisés actuellement dans l’industrie. De plus, ces bisphénols biosourcés sont préparés de façon éco-compatible à partir de matières premières issues du végétal. « Pour ce projet, nous mettons en œuvre une stratégie bottom-up où nous partons du produit fini pour remonter la chaîne de valeurs jusqu’aux matières premières », explique le chercheur. « Dans un premier temps, nous avons développé ces nouveaux bisphénols à partir d’acide férulique commercial et en avons montré la pertinence et le potentiel. L’intérêt de ces nouvelles molécules désormais prouvé, nous nous intéressons maintenant à la production, à l’extraction et à la purification de l’acide férulique à partir de ressources végétales disponibles à l’échelle régionale ».

Un travail sur le lien carboné des bisphénols

La première partie du programme a porté sur le développement et la diversification de ces nouveaux bisphénols, notamment en modifiant la structure du lien carboné reliant les noyaux phénoliques. Dans le cas des bisphénols utilisés actuellement dans l’industrie des polymères, ce lien est constitué d’un seul atome de carbone. Dans le cas de nos bisphénols, ces liens sont des molécules issues des ressources renouvelables et constituées de chaînes carbonées flexibles plus ou moins longues, ou de segments rigides. Ceci permet de moduler à façon les propriétés physico-chimiques des bisphénols et des polymères qui en résultent.

L’acide férulique comme matière première

L’acide férulique, brique élémentaire essentielle de ces nouvelles molécules, est un composé relativement abondant dans les sons de céréales (blé, riz…) ou encore dans la pulpe de betterave sucrière. Il peut ainsi être obtenu à partir de cette biomasse via une hydrolyse sévère et une purification laborieuse, mais les faibles volumes actuellement disponibles constituent un verrou important pour des applications industrielles. C’est pourquoi, les chercheurs développent  maintenant une voie alternative privilégiant une hydrolyse douce basée sur un procédé enzymatique, qui, couplée à un procédé de séparation innovant, permettra d’obtenir l’acide férulique en utilisant la matière première disponible en abondance au niveau de la bioraffinerie de Pomacle Bazancourt : à savoir la pulpe de betterave (Cristal Union) ou le son de blé (Chamtor, Cristanol).

Recherches partenariales

Ces recherches, menées conjointement par la Chaire et trois Unités Mixtes de Recherche, IJPB à Versailles (AgroParisTech/INRA), GENIAL à Massy (AgroParisTech/INRA) et FARE à Reims (URCA/INRA), sont financées par la Chaire ABI-AgroParisTech. « La forte potentialité de cette innovation fait que nous sommes actuellement dans la phase de valorisation de ce brevet. En ce sens, des contacts ont été initiés avec des partenaires industriels, mais à ce jour aucun engagement n’a été signé » précise Florent Allais.

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