Chaire "Valorisation de la chimie du pin maritime"

Réunion de travail

Réunion de travail autour du bois

Mardi 12 juin 2012 à Cap Sciences*

9h30-12h30

*dans le cadre de l'exposition "Le bois, faîtes l'expérience"

Déroulé

9h30 : Accueil – Tanguy MASSART (Xylofutur) et Rodolphe GOUIN (fondation Bordeaux Université)

9h40 : Présentation interactive de "l'écosystème Xylofutur" et des participants à la réunion –

Pierre MORLIER (Xylofutur)

10h00 : Présentation de la chaire "Valorisation de la chimie du pin maritime" –

Patrick MAESTRO (Solvay-Rhodia) et Stéphane GRELIER (LCPO)

Présentation du plateau technique Xylochem – Stéphane GRELIER (LCPO)

10h10 : Présentation de projets universitaires

- plateforme Xyloforest – Jean-Michel CARNUS (INRA)

- LabEx COTE – Antoine KREMER (INRA)

- plateforme Xylosup – Jean-Paul GUYON (Bordeaux Sciences Agro)

10h30 : Témoignages d'acteurs et identification de problématiques communes

- "Tembec, une bioraffinerie européenne" – Christelle MICHAUD (Tembec)

- Gérard VIERGE (Beynel Manustock)

- Yves LESGOURGUES (Centre Régional de la Propriété Forestière d'Aquitaine)

11h00 : Echanges prolongés par un cocktail

Stéphane Grelier

Frédérique Pichavant

Chaire

« Valorisation de la chimie du Pin Maritime »

LCPO UMR5629

Pôle Nouveaux Matériaux

Fraction lipidique ou terpénique

Fraction glucidique Fraction phénolique

Polymères-biosourcés

Synthons - monomères

Fraction protéïque

Carburants

Conversion biochimique

Conversion thermo-chimique

Bagasse de canne à sucre Pailles de céréales Céréales Tournesol Pin maritime

Fibres cellulosiques

La sylviculture source de matière première pour l’industrie chimique

Déconstruction

6

lignine Cellulose

hemicelluloses

Prétraitement

• Cuissons Papetières

Projet Pulpcat & Polycat

• Cellulose de grande pureté

Projet Alphapulp

• Extraction/valorisation des hémicelluloses

Projet Hemicell/Syncobio

Production de fibres et des différentes fractions (polymères, extractibles) par des procédés verts.

Extraction

hemicelluloses Extractibles

7

Cellulose 40-45% de la lignocellulose

Hémicellulose 15-20% de la lignocellulose

glucose xylose

Enzymes (cellulases)

Enzymes (hemicellulases)

levures

Bioéthanol

levures

Partenariat INSA

Toulouse

Projet BIOETHANOL PREPILPAT

Production de substrats cellulosiques fermentescibles et optimisation du procédé.

UMR 619 Biologie du Fruit LCPO

Polymérisation enzymatique in-vitro de l’IPP

O P2O63-

isomerase

Dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP)

O P2O63-

Isopentenyl pyrophosphate (IPP)Isoprene

isoprene

synthase

Terpenoides

O P2O63-

np

prenyl transferases

prenyl transferases, cyclases,

synthases, desaturase, ...

OH

O

myrcène

(laurier)linalol

(lavande)

citronellal

(citronelle)limonène

(agrumes)

-pinène -pinène

-sélinène

(céleri)

OH

cédrol

(cèdre)

HOOCacide abiétique

Caoutchouc Naturel

?

Projet PolyTerp

9

Eugénol Vanilline Acide vanillique Acide férulique ….

polymères

Arômes Biocides

antioxydants Synthons

SystèmesCollants

Chimie de la lignine et extraction des substances bioactives des résidus des usines de production de pâtes à papier pour leurs propriétés anti-oxydantes, adhésives, biocides.

Chaire

« Valorisation de la chimie du Pin Maritime »

Projet Neolignocol

Projet Xylophénol

10

Chaire « Valorisation de la chimie du Pin Maritime »

Systèmes enzymatiques

Rhovanil ® Rhodiarome ®

ou ou …

- Recrutement d’un post-doc depuis mai 2011-avril 2013 - Valorisation par des brevets et publications

Fractionnement : réacteur de cuisson papetière Séparation-purification : chromatographie flash équipé de détecteur UV et ELSD systèmes d’ultrafiltration Modification enzymatique : Fermenteur instrumenté Synthèse de polymères biosourcés réacteur C02 supercritique et pompe d’introduction Caractérisation : AFM, RMN, SPIR, SEC couplée à la MALS

Merci de votre attention

EquipEx XYLOFOREST

Jean-Michel Carnus (INRA)

Plateforme d’Innovation « Forêt-Bois-Fibre-Biomasse du Futur »

Enjeux globaux • changements globaux, mondialisation des marchés, et évolution demandes

sociétales en produits & services forestiers (ref. COST EU Foresight 2025 future demands for forest-based products and services)

• valorisations de la ressource bois (construction durable, bioproduits, bioénergie…) dans le cadre de l’économie post-carbone fossile

• part prépondérante des forêts de plantation pour les industries du bois (ref. FAO 2010 > 60 % approvisionnement < 2% surface terrestre)

• renforcement R&D pour trouver des solutions innovantes et durables valorisant les forêts (ref. 7 FP régions de la connaissance ROK-FOR)

• la France dispose de la 3ème ressource forestière dans l’UE /sous-valorisation industrielle: 60% de la croissance annuelle de bois est récoltée (12ème rang) / exception Aquitaine

« produire et exploiter plus, valoriser mieux, améliorer le bilan carbone, préserver la biodiversité » (ref GDR Sciences du bois, 2011)

Enjeux scientifiques

• environnement: fonctionnement des écosystèmes et adaptation au CC/ capacités de mesures in-situ et de modélisation / mise au point d’itinéraires sylvicoles intensifs

• génétique: génèse et variabilité du bois / méthodes et outils de génotypage et phénotypage à haut débit/ application à la sélection variétale et aux biotechnologies

• matériaux: hétérogénéité du matériau bois/ méthodes et outils de caractérisation non destructifs / éco-conception de nouveaux matériaux et systèmes constructifs

• xylochimie: complexité moléculaire/ méthodes et procédés de déconstruction ou d’extraction / application à la synthèse de nouveaux produits et développement du concept de bioraffinerie

Objectifs XYLOFOREST Général contribuer à l’adaptation et la valorisation des systèmes forêts-bois en développant une plateforme mutualisée de recherche & innovation pour les forêts de plantation et les produits bois du gène au matériau.

Scientifiques

– évaluer le bilan environnemental de systèmes intensifs de production de bois

– étudier la génèse et la variabilité génétique du bois, de l’ADN au phénotype

– caractériser les propriétés et les performances des matériaux & produits bois

– optimiser les chaines de valorisation combinées matériau, fibre, molécule, énergie

– …..

Opérationnels

– doter des laboratoires d’équipements structurants

– renforcer l’écosystème R&D du pole Xylofutur

– mise en réseau national

6 PlateFormes Techniques

• XYLOSYLVE (INRA)

– Systèmes sylvicoles innovants

• XYLOBIOTECH (FCBA)

– Biotechnologies forestières

• XYLOMIC (INRA)

– Génomique et phénotypage des arbres

• XYLOPLATE (UBxI)

– Ingénierie avancée du bois construction

• XYLOMAT (UPPA)

– produits composites à base de bois

• XYLOCHEM (UBxI)

– Chimie et bio-raffinerie du bois

Arbre

Forêt

Bois

Fibre

Interactions & synergies

Xylo-sylve

Xylo-plate

Xylo-mat

Xylo-chem

Xylo-mic

Xylo-biotech

Exchanges of material

Xylo-sylve

Xylo-plate

Xylo-mat

Xylo-chem

Xylo-mic

Xylo-biotech

New research orientations

Budget & financement (K€)

Phase 1(2011-13) Phase 2(2013-19) TOTAL

Budget Global 12 830 11 430 24 260

EquipEx-ANR 8 200 2 000 10 200

XYLOSYLVE 1 133 383

XYLOBIOTECH 902 133

XYLOMIC 2 527 693

XYLOPLATE 1 129 33

XYLOMAT 1 509 345

XYLOCHEM 891 269

Autofinancement 4 630 9 430 14 060

Partenariat 14 laboratoires part. & associés soutien industriels

AGPF / INRA - Orléans

BIOGECO / INRA – UBxI -Bordeaux

EPHYSE & TCEM , UEx / INRA – Bordeaux

I2M UBxI-INRA-CNRS - Bordeaux

LCPO / UBxI-CNRS - Bordeaux

IPREM / UPPA –CNRS- Pau

FCBA (Inst. Tech.) - Bordeaux

AMPT- ENSAM - Cluny

ESB – Nantes

CIRAD - Montpellier

ENSTIB - Nancy

INSA – Toulouse

Smurfit Kappa Cellulose du Pin Fibre Excellence SAS

CAFSA

SF CDC

BEYNEL –groupe PGS

RHODIA

GASCOGNE Wood Products

Finnforest

Tembec Tartas

Plateformes « transversales » associés -plateforme XYLOSUP – coord. ENITAB / Enseignement Supérieur -plateforme SHS en émergence –coord. CEMAGREF / lien Labex Cote

– Comité de Pilotage (6+4 membres)

– Comité Scientifique International

– Comité de Gestion

– Comité d’Usagers / Plateforme

Gouvernance

Diffusion et communication

– portail internet www.xyloforest.org

– communication scientifique (séminaires, publications,…)

– journées de rencontres & visites plate-forme

– formation et activités pédagogiques

– conférences grand public (cycle XYLOSUP 2011-2012)

– salons professionnels (Forexpo 2012, ……)

XYLOFOREST en bref

• Plateforme d’Innovation « Forêt-Bois-Fibre-Biomasse du Futur »

• co-construite et labellisée par le pole Xylofutur

• multidisciplinaires - implantation multi -sites

• 6 Partenaires institutionnels INRA>UBX1>UPPA>AMPT>FCBA>ESB + 2 autres partenaires (IPB, CNRS)

• Régions Aquitaine > Centre > Bourgogne > Pays de la Loire

• dotation de 10,2 M€ pour un budget global de 24,2 M€

• taux d’avancement au 01/03/2012 - 33 % (investissement)

www.xyloforest.org

IdEx Bordeaux

16/10/2012 24

Les 5 LabEx du PRES de Bordeaux

Coordinateurs : Antoine KREMER (DR INRA, UMR BIOGECO)

et Hélène BUDZINSKI (DR CNRS, UMR EPOC)

10 UMR ou UPR

200 Chercheurs, 100 Ingénieurs,130 Doctorants, 50 Post Doctorants

Budget : 15,7 M € (10 ans) Budget accordé: 11,1 M € (10 ans)

LaBeX COTE PRES de BORDEAUX C O T E Continental To coastal Ecosystems: evolution, adaptability and governance

C O T E Continental To coastal Ecosystems: evolution, adaptability and governance

RECHERCHE

ENSEIGNEMENT

TRANSFERT

PROJET SCIENTIFIQUE

ECOSYSTEMES

CHANGEMENTS ENVIRONNEMENTAUX SOCIETES

1 2

3

PROJET SCIENTIFIQUE

ECOSYSTEMES

CHANGEMENTS ENVIRONNEMENTA

UX

SOCIETES

1

3

AGROSYSTEMES FORETS LITTORAL

PROJET SCIENTIFIQUE

SOCIETES

2

SERVICES ECOSYSTEMIQUES

GESTION ADAPTATIVE

GOUVERNANCE

PROJET SCIENTIFIQUE

CHANGEMENTS ENVIRONNEMENTAUX

3

CHGTS NATURELS

CHGTS ANTHROPIQUES

Identification des mécanismes responsables de l’évolution des écosystèmes

Couplages des facteurs intrinsèques et extrinsèques permettant de prédire l’évolution

Développement de méthodes permettant de prédire les réponses à moyen et long terme

ENJEUX DE RECHERCHES

OBJETS DE RECHERCHE

Partie 1 FACTEURS D’EVOLUTION &

IMPACTS

Natural drivers

Anthropogenic drivers

DRIVERS ECOSYSTEM PROPERTIES

Ecosystem structure

Ecosystem processes

Ecosystem services

•Atmospheric interactions •Climate changes •Biotic interactions

•Contamination •Land use changes •Changes of public policies

MONITORING FACILITIES

Forests

•Xyloforest •ICOS •ISS

Agrosystems

•EVE •CANEVA

Coastal Ecosystems

•RIMA •CANEVA

•Spatial distribution •Biodiversity

•Nutrient cycling •Dispersion colonisation •Primary production

•Supporting •Provisioning •Regulating

Climatic drivers

Anthropogenic drivers

Ecosystem interferences

Ecosystem

Responses

Species Communities Environments

Resistance

Adaptation

Transformation

Creation

Remediation

Partie 2 EVOLUTION DES

ECOSYSTEMES

RETROSPECTIVE APPROACHES

MODELLING APPROACHES

EXPERIMENTAL APPROACHES

Impacts on

ecosystems

properties

Responses

Evolution

Adaptation

Mitigation

Action plan

Global

and local

changes

Retroactions

Feedbacks

Partie 3 TENDANCES & SCENARIOS

COUPLING BETWEEN DRIVERS

INTEGRATION OVER TIME SCALES

MODELLING

SYSTEM ANALYSIS

UB1, UB2, UB4, INRA, CNRS, CEMAGREF,

IFREMER

PARTENAIRES DU LABEX COTE

CHAIRE D’ECOLOGIE THEORIQUE

PLATEFORME DE MODELISATION EN ECOLOGIE (2 Ingénieurs)

Acquisition et de structuration des données

Modélisation

NOUVELLES

EQUIPES

(1 PR ou DR + 2 Post Doc)

APPELS

D’OFFRES

PRIORITES

COUPLAGE DES APPROCHES INTRA ECOSYSTEME

INTERDEPENDANCES ENTRE ECOSYSTEMES: effets de la continuité, contiguité, des interactions

MODELISATION A LONG TERME & SCENARIOS

VOLET ENSEIGNEMENT

MASTER Université de Bordeaux 1 Mention Sciences de la terre Ecologie Environnement Master Ecotoxicologie et chimie de l'environnement Master Fonctionnement et modélisation des Ecosystèmes terrestres Master Gestion intégrée des Forêts et de l’Agriculture Université de Bordeaux 2 Mention Biologie Santé Master Biologie et Biotechnologie des plantes Université de Bordeaux 4 Mention Economie Appliquée Master Economie de l’Environnement

ECOLE DOCTORALE Université de Bordeaux 1 : ED304 Sciences et Environnements Université de Bordeaux 1 : ED40 Sciences chimiques Université de Bordeaux 2 : ED154 Sciences de la Vie et de la Santé Université de Bordeaux 4 : ED42 Entreprise, Economie & Société

Ecole d’été 2 semaines une première semaine liant l’ensemble des différentes thématiques deuxième où les 3 objets de recherche (forêt, vigne, environnement côtier) proposeront des activités spécifiques séparées en terme de recherche et de lieu. 30 étudiants (thèse ou M2), chercheurs ou ITA hautement qualifiés ou partenaires privés pourront y participer.

Mobilité pour doctorants 30 pour visite et expérimentation (1,2 Keuros) 10 pour stage à l’étranger (3 Keuros)

ENSEIGNEMENT

Bourses Doctorants 3 à 5 par an (projet de recherche)

CREATION D’UN GROUPE D’INTERET : FORUM BIANNUEL

COLLOQUE DE RESTITUTION (tous les 2ans)

CREATION UNITE COLLECTIVE D’EXPERTISE

APPEL D’OFFRE INTERNE POUR LES ACTIVITES DE TRANSFERT

VOLET TRANSFERT

Biology

PhysicsChemistry

Social sciences

Environm

enta

l

Changes

Human SocietiesEco

system

s

Glo

bal &

Loca

l ch

ang

es

Fore

sts

Agro

syste

ms

Coasta

lEco

syste

ms

Ecosystem services

Adaptative management

Governance

EPOC

EPHYSE

CEMAGREF

GRETHA

SV

EGFV

EPOC

BIOGECO

TCEM

EPOC

CENBG

IFREMER

CEMAGREF

Biology

PhysicsChemistry

Social sciences

Environm

enta

l

Changes

Human SocietiesEco

system

s

Glo

bal &

Loca

l ch

ang

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Fore

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Agro

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Coasta

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Ecosystem services

Adaptative management

Governance

EPOC

EPHYSE

CEMAGREF

GRETHA

SV

EGFV

EPOC

BIOGECO

TCEM

EPOC

CENBG

IFREMER

CEMAGREF

LABEX

COTE C O T E Continental To coastal Ecosystems: evolution, adaptability and governance

« Développer une approche globale construite sur une définition partagée des systèmes environnementaux structurée autour de disciplines d’intégration ; ceci est essentiel pour comprendre et modéliser la complexité des interactions dynamiques entre les systèmes et les processus qui régissent le fonctionnement physique, chimique, biologique de la planète, ainsi que certains aspects socio-économiques »

Partner BIOGECO

EPOC EGFV SV GRE

THA

CENBG

TCEM

EPHYSE

IFREMER

CEMAGREF Total

Chercheurs 25 65 13 8 13 7 12 10 24 19 196

Ingénieurs 12 17 5 7 1 2 8 8 3 41 104

Doctorants 25 57 7 4 12 3 6 5 2 11 132

Post doc 8 14 3 4 0 4 1 7 1 8 50

PARTENAIRES DU LABEX COTE

JUIN 2012, JP Guyon, Bx Sc Agro

XYLOSUP, Plateforme d’ Enseignement Supérieur

Forêt-Bois

Lieu de valorisation des connaissances

en compétences

Investissement d’avenir (FIDEX en cours) dans la formation d’excellence

des cadres de la foresterie

http://www.capforest.org/capforest

JUIN 2012, JP Guyon, Bx Sc Agro

Photo J Hazera

3 LICENCES PRO

4 MASTERS PRO – 2 MASTERS RECHERCHE

XYLOSUP

Plateforme Enseignement Supérieur Forêt-Bois

Université d’été

Stages

Thèses des Bois Masters des Bois

Les conférences du mardi soir

2 DIPLOMES D’INGENIEUR

Campus Bordeaux Sciences Agro 1, Cours du Général de Gaulle 33170 GRADIGNAN

www.xylofutur.fr

IESFB - Institut d'Enseignement Supérieur Foret-Bois

JUIN 2012, JP Guyon, Bx Sc Agro

Producteurs et Extracteurs de matière

Processeurs de matière

Gestionnaires des déchets

Utilisateurs et Consommateurs

Utilisation limitée de la ressource

Limitation des déchets

Chaire D’excellence en écologie industrielle des produits, biens et services de la Forêt

XYLOSYLVE

XYLOMIC

XYLOBIOTECH

XYLOMAT

XYLOPLATE

XYLOCHEM

Plateformes XYLOFOREST

SHS

Innovations : organisationnelle, des procédés et des produits.

JUIN 2012, JP Guyon, Bx Sc Agro

Formation Continue

Séminaires pour cadres des entreprises

Projet FORMADEN

XYLOFOREST XYLOFUTUR LABEX COTE Plateforme SHS (Chaire D’excellence)

UVED (e-learning) Erasmus Mundus Tempus Double Diplôme (Laval) Chaire d’excellence Ecologie industrielle

Formation Initiale mutualisation Univ. Bx 1 et 4 et ESB Bx Sc. Agro, UPPA, Univ. Laval Universités d’été Projet FIDEX

Commission e-learning

Commission Mutualisation

Commission International

Plateforme d’ Enseignement Supérieur Forêt-Bois

Collaborations

Projets Enseignement

En cours

En projet

Décloisonnement Internationalisation

Pluridisciplinarité

JUIN 2012, JP Guyon, Bx Sc Agro

L’Institut d’Enseignement Supérieur Forêt Bois

http://www.capforest.org/capforest STAGES

Tembec, une bioraffinerie européenne

Juin 2012

50

Christelle MICHAUD

51

La Transformation de Tembec à Tartas USINE de PATE BIORAFFINERIE Procédé

100 % PATES FLUFF (fibres)

100 % CELLULOSES (biopolymères)

Produit

PAPETIER CHIMISTE Métier

PAPETIERS CHIMISTES Clients

COMMODITES SPECIALITES Marchés

ACTEUR MINEUR LEADER Positionnement

SOUS-PRODUITS CO-PRODUITS Bioéconomie

& Développement durable BIOENERGIES ENERGIES FOSSILES

IMPACT ENVIRONNEMENTAL ‘BEST IN CLASS’

MONO-PRODUIT MULTI-PRODUITS Culture

52

Bioraffinerie Illustrée 1/2

CELLULOSES de HAUTE PURETE 150 000 T/AN

Rondins d’Eclaircie

Produits Connexes de Scierie

Bois d’Industrie 750 000 T/AN

Plaquettes

LIGNINES TECHNIQUES 100 000 T/AN

BIOPRODUITS BIORESSOURCES

Bioraffinerie Illustrée 2/2

BIOMASSE « Bois Energie »

160 000 T/AN

LIGNINE ALCALINE 70 000 T/AN

SAVONS de TALL OIL 2 500 T/AN

140 T vapeur / h

Liqueur noire et Lignine alcaline

Écorces et rémanents forestiers 20 MWe

LIQUEUR NOIRE 310 000 T/AN

BIOGAZ 1 500 000 Nm3/AN

BIOENERGIES BIOCOMBUSTIBLES

Les Investissements d’hier 2000 – 2011 : 100M€

2003 Réacteur d’enrichissement en -cellulose

2005 Presses Laveuses

2006 Evaporation des effluents

d’enrichissement en -cellulose

2008 Chaudière Biomasse

Mutation Produits (100 % spécialités) Réduction de l’impact environnemental Maitrise des coûts Indépendance Energétique Pérennisation de l’activité industrielle Rentabilité économique

Les Investissements de demain (2012)

• Turbine vapeur à condensation (appel d’offre CRE 2) Complètera ainsi le plan stratégique industriel débuté en 1994 Montant de l’investissement 16 M€ Puissance installée 18 Mwe

+ 60 000 T/AN de biomasse forestière + 16 T/h de vapeur Puissance électrique installée + 35%

Bioraffinerie Tembec Opportunités de Développement

Autres molécules organiques (polyphénols, stérols,furfural, méthanol, acide acétique…)

Terpènes Tall Oil

Lignines Sucres Celluloses

NOS PRIORITES

USE THE BEST, BURN THE REST

UNE PHILOSOPHIE