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Contexte et enjeux
Le projet OEBLICA s'inscrit dans le contexte de la transition énergétique et de l'économie circulaire. Il vise à développer des procédés de bioraffinerie en extrudeur bi-vis plus efficaces pour valoriser les biomasses lignocellulosiques. L'extrusion bi-vis représente une technologie prometteuse pour le fractionnement et l'extraction de molécules d'intérêt, mais souffre d'un manque de modélisation prédictive adaptée aux spécificités des biomasses.
Le verrou principal à lever concerne l'absence d'un modèle global intégrant les aspects thermiques, physiques et rhéologiques spécifiques aux biomasses lignocellulosiques en extrusion bi-vis. Malgré trente années de recherche au LCA sur cette technologie, la prédiction des conditions opératoires optimales reste limitée.
L'état de l'art scientifique montre des avancées significatives en modélisation de l'extrusion, mais aucune approche systémique n'intègre les critères de qualité des extraits de biomasse. Le projet propose de combler cette lacune en développant une démarche conjointe de modélisation au service de la bioraffinerie.
Objectifs
Le projet OEBLICA vise à établir une démarche conjointe de modélisation de l'extrusion bi-vis au service de la bioraffinerie. L'objectif scientifique principal consiste à étendre le modèle global existant au fractionnement liquide/solide des biomasses lignocellulosiques.
Le caractère innovant réside dans l'intégration de modèles thermiques, physiques et rhéologiques spécifiques aux biomasses, couplés à des critères de qualité des produits extraits. Le consortium propose une approche systémique combinant expérimentation et modélisation prédictive, avec validation sur deux applications concrètes : le bioraffinage en phase aqueuse de la plante entière de tournesol et l'extraction à l'eau subcritique des polyphénols de bois.
Cette approche différenciante permettra d'optimiser les conditions opératoires et de prédire la qualité des extraits, contribuant ainsi à l'industrialisation de procédés de bioraffinerie plus efficaces et durables.
Le projet positionnera la France comme leader sur cette technologie émergente.
Déroulement
Le projet s'organise en 5 lots de travail complémentaires, sur 36 mois :
- LOT 1 - Gestion et coordination (FARE, 36 mois) : Le partenaire FARE assurera la coordination générale du projet et développera les stratégies de dissémination et de valorisation des résultats.
- LOT 2 - Recueil des connaissances (FARE, 12 mois) : Le consortium établira un bilan des études de modélisation existantes, identifiera les grandeurs caractéristiques et paramètres clés, et définira les critères de qualité pour les applications ciblées (fractionnement aqueux du tournesol et extraction de polyphénols de bois).
- LOT 3 - Acquisition des données (LCA, 20 mois) : Le partenaire LCA, assisté par le partenaire CATAR, développera les méthodes d'acquisition des grandeurs caractéristiques, réalisera des mesures expérimentales en extrusion bi-vis sur des installations instrumentées, et déterminera les propriétés et les critères de qualité des extraits.
- LOT 4 - Modélisation et simulation (BIA, 24 mois) : Le partenaire BIA établira les relations entre propriétés thermiques, physiques et rhéologiques, développera des modèles d'extrusion prédictifs, simulera les cas expérimentaux pour validation, et établira des abaques d'optimisation.
LOT 5 - Intégration (SCC, 24 mois) : Le partenaire SCC intégrera le modèle de bioraffinerie dans le logiciel Ludovic, développera un module "bioraffinerie" dédié, et validera l'ensemble sur différents essais expérimentaux.
Le projet utilisera les équipements existants des laboratoires partenaires, sans nécessité de site d'expérimentation spécifique.
Résultats attendus : Innovation, économique, sociaux et environnement
Le projet OEBLICA produira un modèle hybride d'extrusion-bioraffinerie permettant la prédiction des conditions opératoires optimales pour des applications industrielles ciblées.
Les bénéfices socio-économiques incluent la création d'emplois techniques et d'ingénierie en bioraffinerie, et le transfert technologique vers les industriels utilisant l’extrusion bi-vis pour de telles applications.
Les gains environnementaux portent sur l'efficacité énergétique accrue des procédés d'extrusion (réduction de l'impact carbone), la valorisation optimisée des biomasses locales, et la réduction des déchets. Le projet contribuera à l'avancement des technologies de bioraffinerie avec un niveau de maturité technologique (TRL) de 6 à 7, facilitant le passage vers l'industrialisation et la commercialisation.
Applications et valorisations
Les résultats permettront de guider les utilisateurs industriels vers une utilisation plus efficace de l'extrusion bi-vis pour exploiter de nouvelles biomasses lignocellulosiques locales.
La valorisation s'effectuera via des publications dans des journaux en accès libre, la diffusion de rapports de modélisation accessibles aux industriels, et l’intégration dans le logiciel Ludovic. Les collaborations établies avec les fabricants d'extrudeurs (Clextral, Bühler, Leistritz, Bausano, ThermoFisher) faciliteront l'adoption industrielle.
Le modèle hybride sera étendu à un vaste domaine d'applications en bioraffinerie. Des brevets sont envisagés concernant l'équipement des extrudeurs bi-vis et le modèle hybride développé, renforçant la propriété intellectuelle française dans ce domaine stratégique.
Consortium
Coordinateurs
- FARE (Fractionnement des AgroRessources et Environnement)
Partenaires
- LCA (Laboratoire de Chimie Agro-industrielle)
- CATAR (CRT CRITT Agroressources)
- BIA (Biopolymères Interactions et Assemblages)
- SCC (Sciences Computers Consultants)
Détails projets (dates, durée, montants)
- Début de projet : Juillet 2025
- Durée : 36 mois
Montant total du projet : 647,8 k€
Montant de l'aide Ademe : 299,9 k€