ARCHIVÉ - De la cabane à sucre à la bioraffinerie

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Le 07 mars 2007— Ottawa (Ontario)

L'industrie canadienne de l'érable à sucre pourrait bien un jour s'écarter de la production de sirop d'érable pour passer à la fabrication de « produits écologiques » à valeur ajoutée issus des biopolymères. Une étude du CNRC révèle que la sève de l'érable est une excellente source d'éléments nutritifs pour les bactéries qui synthétisent des polymères naturels. Cette découverte pourrait aboutir à la création d'emplois et accroître le revenu des acériculteurs, tout en résolvant le problème des excédents de sirop. Parallèlement, elle atténuerait notre dépendance sur les plastiques venant des combustibles fossiles et sur d'autres polymères.

Produits de l'érable.

À l'heure actuelle, le marché du sirop d'érable est dominé par le Canada. Notre pays produit près de 85 % des approvisionnements mondiaux et le Québec explique à lui seul plus de 90 % de la production nationale. Le sirop d'érable est le plus important produit forestier du Canada après le bois, avec des exportations qui s'élèvent à une valeur de plus de 140 millions de dollars par année. Pourtant, à peine le tiers des 110 millions d'érables entaillés au Québec servent à recueillir la sève et des millions d'autres restent inexploités.

« Il y a quelques années, nous avons lu un article sur le problème des excédents de sève dans le journal La Presse. Ces surplus dépassent 60 millions de livres rien qu'au Québec et sont en grande partie gardés dans des caves », explique Jalal Hawari, chef du groupe de la chimie environnementale et analytique à l'Institut de recherche en biotechnologie du CNRC (IRB-CNRC). « La sève est une ressource renouvelable. Pourtant, on ne l'utilise que pour faire du sirop d'érable. Nous avons donc entrepris de lui trouver d'autres applications. »

Sève de l'érable
Sève de l'érable

La sève de l'érable renfermant du sucre pur, M. Hawari et son collègue Abdessalem Yezza ont songé à s'en servir pour nourrir Alcaligenes latus – une bactérie qui transforme le sucrose en polyhydroxyalcanoates (PHA), une famille de polymères naturels. Le PHA le mieux connu est le poly-3-hydroxybutyrate (PHB), substance biodégradable aux propriétés physiques similaires à celles du polypropylène.

En Europe et aux États-Unis, on utilise déjà le PHB pour fabriquer des matériaux d'emballage écologiques comme de la pellicule et des barquettes biodégradables pour les aliments. Étant compatible avec les tissus organiques qui l'absorbent facilement, le PHB pourrait aussi être employé en médecine notamment pour le génie tissulaire, l'administration des médicaments à libération lente, le fil chirurgical et les pansements. Enfin, des chercheurs tentent présentement d'incorporer le biopolymère aux fibres de nanocomposites en vue de son exploitation dans le secteur de l'automobile, en aérospatiale et dans d'autres industries.

L'équipe de l'IRB-CNRC a constaté que Alcaligenes prolifère aussi bien sur les milieux de culture contenant de la sève d'érable que sur ceux à base de sucrose. De fait, les bactéries qui se nourrissent de sève d'érable produisent encore plus de biomasse et de PHB que celles cultivées sur du sucrose. Le principal cependant est que la sève d'érable peut être utilisée telle quelle, presque sans conditionnement. « La sève est stérile et sa concentration de sucre, sa composition minérale et son pH s'avèrent idéaux pour la multiplication des bactéries, reprend M. Hawari. On peut l'extraire de l'arbre et s'en servir directement pour cultiver les bactéries. C'est là son grand avantage. »

Augmentation de la production de PHB d'un flacon de 100 ml à un fermenteur de 20 l.
Augmentation de la production de PHB d'un flacon de 100 ml à un fermenteur de 20 l.

Bref, la sève qui coule goutte à goutte des érables canadiens est beaucoup plus rentable que les sources classiques de sucrose comme la canne à sucre brésilienne, la betterave sucrière européenne ou le maïs américain, qui exigent tous un important conditionnement avant qu'on puisse s'en servir pour la fermentation bactérienne. Pour tirer le sucre du maïs, par exemple, déclare M. Hawari, « il faut broyer la plante et séparer la cellulose des hydrates de carbone, on doit ensuite transformer ces derniers en sucrose avec des catalyseurs ou des enzymes. » Il en coûte de 150 à 450 dollars la tonne pour obtenir du sucrose à partir de la canne à sucre ou du maïs. Des coûts que la sève d'érable permet d'épargner.

Ayant illustré les atouts de la sève d'érable, l'équipe prévoit passer à la production massive de bactéries avec le nouveau milieu de culture, dans l'usine pilote de l'IRB-CNRC. « Nous voulons aussi établir la composition exacte de la sève d'érable pour voir si on pourrait en tirer d'autres produits à valeur ajoutée », précise M. Hawari.

Granules de PHB : accumulation de PHB dans la bactérie Alcaligenes latus.
Granules de PHB : accumulation de PHB dans la bactérie Alcaligenes latus.

« Nous n'avons pas l'intention de nous limiter à la production de PHA », ajoute Diane Fournier, microbiologiste de l'IRB-CNRC attachée à l'équipe. « L'important est d'avoir montré que la sève peut être transformée par les bactéries en de nouveaux matériaux écologiques qui ont des applications en alimentation, en médecine et dans d'autres domaines. Ces propriétés donneront aux acériculteurs canadiens d'excellentes chances d'accéder à de nouveaux marchés. »


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