Chimie Verte - Ressource by John Bandelier

Fiches ressources • Introduction • Chimie du Vin • Méthanisation • Les algues • Divers TP • Structures Contact : ConnaiSciences Tél. 04 34 26 81 30 John.bandelier@connaisciences.fr

Introduction

Fiches ressources Nom de la fiche Introduction à la Chimie Verte… La chimie est, avec le nucléaire, l'épouvantail du progrès scientifique. Dans notre perception, la chimie est sale, polluante, meurtrière, parfois explosive et, de façon générale, angoissante. Conseillers scientifiques : Dr Et comme nos sociétés industrielles se sont Stéphane SARRADE Président IFS développées autour du pétrole, les produits chimiques sont très souvent des dérivés pétroliers : de ce fait tout, Contact : ou presque, est chimie ! Tel : 04 75 78 67 41 Pourtant notre proche avenir ne sera plus exclusivement contact@supercriticalfluid.org pétrolier. Le pétrole, ses effets et ses dérivés sont de plus en plus encadrés, surveillés ou remplacés : nous chassons les émissions de gaz à effet de serre, nous avons mis sous haute surveillance, grâce au programme européen REACH par exemple, la plupart des composés organiques de synthèse, dont certains sont toxiques à long terme pour l'homme et l'environnement. La chimie industrielle est ainsi condamnée à se priver prochainement d'une base essentielle de formulation, le pétrole.Gageure ? Pas forcément, car la chimie sait d'ores et déjà utiliser ces contraintes pour progresser. L'ère de la chimie verte s'est ouverte aux ressources multiples et aux principes simples : moins de matières premières fossiles, moins d'énergie utilisée, moins de sous-produits, moins de déchets, moins de toxicité, plus de matières premières renouvelables, plus de catalyseurs utilisés et plus de recyclage.Mettant en œuvre ce mouvement, de nouveaux procédés d’extraction viennent s’imposer dans notre vie quotidienne. L’utilisation du CO2 supercritique est par exemple une alternative industrielle à l’extraction par solvants organiques souvent toxiques (benzène, chloroforme) ou bien à l’utilisation de vapeur pour les procédés thermiques (distillation, entrainement à la vapeur), procédés fortement consommateurs de pétrole et émetteurs de gaz à effet de serre. LA Chimie verte ? une nouvelle manière d'appréhender la chimie : voici une nouvelle révolution en marche, tournée vers le développement durable.

Chimie du Vin • Composition du vin • Les anthocyanes • Acidité totale d’un vin • Suivi de la fermentation malo-lactique • Évaluation de la teneur en sucre d’un moût

Fiches ressources Composition du vin Applicable depuis le 1er Août 2000, la plus récente définition d'un vin est "le produit obtenu exclusivement par la fermentation alcoolique, totale ou partielle, de raisins frais, foulés ou non, ou de moûts de raisins".

Texte : Clotide Verriès

Le vin est un liquide limpide, clair et dans certains cas, Conseillers scientifiques : brillant. Il est un produit biologique avec une structure très Raymond Baumes, Michel Moutounet complexe et sans cesse évolutive. Cette origine biologique lui Contacts : confère des caractéristiques remarquables : caractère Hélène Fulcran naturel, diversité, variabilité, complexité, instabilité. Un tél. : 04.99.61.24.54 caractère naturel. Dès qu'une grappe est écrasée, les levures présentes sur les baies se développent et assurent sa fulcrand@supagro.inra.fr transformation en vin. Depuis l'aube de l'histoire, le vin est Didier Ollé connu de l'homme ; son "invention" suit de peu sans doute olle@supagro.inra.fr celles de la bière et du cidre. Une infinie diversité. Le vin est tout le contraire d'un produit standardisé : chaque région a son ou ses types de vins définis par le ou les cépages, le terroir, le climat, le sol,… Une grande variabilité. Les conditions climatiques annuelles et les conditions phytotechniques de la conduite culturale de la vigne définissent la composition du raisin et par la suite la qualité du vin. Une extrême complexité. Actuellement le nombre de composés identifiés est supérieur à 1500 : bien que l’eau et l'éthanol soient ses deux constituants majeurs, le vin n'est pas une simple solution hydroalcoolique. Une instabilité certaine. Parmi les composés répertoriés, un grand nombre d’entre eux sont eux mêmes des composés instables et contribuent à l’évolution du vin : avec le temps se modifient la couleur, le goût et la limpidité du vin. Et enfin, une particularité supplémentaire. Parmi tous les constituants connus, il s’avère que les moins abondants ne sont pas ceux qui nécessairement ont le moindre impact organoleptique : les quelques centaines de composés volatils odorants répertoriés ne représentent, mis à part l'éthanol, qu'une très faible partie pondérale du vin. Les constituants du vin résultent des quatre stades de la filière biotechnologique. Les composants du raisin constituent le premier stade, dénommé viticole ou variétal. Puis, au cours du stade préfermentaire, de nouveaux composés sont issus des réactions enzymatiques, induites au cours des manipulations de la vendange et du moût. Ensuite, au stade fermentaire, d'autres composés encore sont formés lors des fermentations alcoolique et malolactique. Apparaît à ce stade le caractère vineux, base aromatique commune à tous les vins. Enfin, la composition du vin se modifie encore au cours du stade post-fermentaire : le vin perd son caractère initial et acquiert son bouquet. Les principaux composants du vin, classés suivant un ordre quantitatif décroissant, sont : eau (§1), éthanol (§2), glycérol (§3), acides (§4), substances azotées (§5), polyphénols (§6), glucides (§7), substances minérales (§8), vitamines (§9), composés volatils odoriférants ou non (§10).

Fiches ressources 1- L'EAU Comme chez la baie de raisin, l'eau est le plus abondant constituant du vin : elle représente 85 à 90% de son volume. Ses vertus de source de vie et de support universel de substances vivantes se conjuguent harmonieusement aux vertus des nombreux autres composants pour participer à l'architecture biologique du vin. 2-L'ETHANOL (CH3-CH2-OH) Issu de la fermentation alcoolique, cet alcool représente 9 à 14% du volume du vin soit 71 à 110g/L (cf. La Fermentation alcoolique). Par ailleurs, certains produits spécifiques (vins effervescents, vins de liqueur, …) peuvent en renfermer plus ou moins. La teneur en éthanol est liée à la quantité initiale des sucres fermentescibles de la vendange. L'éthanol apporte son caractère chaleureux au vin ; en revanche, le vin devient brûlant s'il domine trop. L'éthanol est aussi le support majeur pour la tenue, le corps, la saveur et l'arôme du vin. 3-LE GLYCEROL (CH2OH-CHOH-CH2OH) Issu lui aussi de la fermentation alcoolique, le glycérol est très abondant dans le vin : sa teneur varie de 5 à 10g/L et peut même aller jusqu'à 20g/L pour les vins liquoreux (cf. La Fermentation alcoolique). Bien que son rôle édulcorant soit faible, le glycérol pourrait intervenir dans la saveur des vins. 4-LES ACIDES Le vin renferme un certain nombre d’acides organiques qui sont sous forme libre ou à l'état de sels, fruits de réactions acides-bases. Les acides organiques libres sont à la base de l'acidité "réelle", définie par le pH. Celle ci est essentiellement due à deux acides issus du raisin, les acides tartrique et malique, qui constituent l'acidité fixe. L'acide malique est transformé en acide lactique dans les vins qui ont subi la fermentation malolactique. L'acidité conditionne la couleur, l'aspect sensoriel et l'état hygiénique des vins. Présente sans excès, l'acidité contribue à l'équilibre du vin, en lui apportant fraîcheur et nervosité, tout en participant à sa conservation. En excès, elle devient un défaut, donnant au vin un caractère mordant et vert ; insuffisante, le vin est mou. Issus essentiellement des fermentations, les acides volatils représentent l’acidité volatile qui additionnée à l’acidité fixe, constitue l'acidité totale du vin (cf. La fermentation malolactique p.11 note 6). Pour un vin équilibré et bien constitué, la teneur de l'acidité totale se situe entre 3 et 6g/L exprimé en H2SO4. L'acidité volatile est constituée par l'acide acétique et les acides gras qui sont également sous forme libre ou à l'état de sels. Elle est faible (qqs dcg/L exprimés en H2SO4) et varie suivant la composition du moût, les souches de levures utilisées et les conditions de fermentation. L'acide acétique

Fiches ressources présente une odeur de vinaigre ; si l'acidité volatile dépasse le seuil de 0,9g/L exprimé en H2SO4, le vin ne peut être vendu en tant que vin. ! Les acides issus du raisin sain Parmi ceux-ci, trois sont majoritaires : l'acide tartrique, l'acide malique et l'acide citrique. Les autres sont les acides oxalique, glycolique et fumarique. L'acide tartrique [COOH-CHOH-CHOH-COOH (L+)] est l'acide spécifique du raisin car il est pratiquement absent chez les autres fruits. Quantitativement le plus important, ce diacide est le plus fort et par conséquent influe le plus sur la valeur du pH du vin. De plus, c'est celui qui résiste le plus à l'action des bactéries. Sa teneur varie de 1 à 5g/L pour une valeur moyenne de 2,5g/L. L'acide malique [COOH-CH2-CHOH-COOH (L+)] est un acide très répandu chez les fruits, contrairement à l'acide tartrique. Ce diacide contribue à définir l'état de maturité du raisin et intervient dans les caractéristiques qualitatives des vins. La fermentation malolactique le transforme en un acide plus faible, l'acide lactique : la teneur de l'acide malique atteint une valeur proche de zéro à la fin de la FML (cf. La fermentation malolactique). COOH L'acide citrique [COOH-CH2-COH-CH2-COOH] est un acide à saveur "acidulée" dont la teneur finale est faible (0,1 à 0,9g/L). Ce tri-acide exerce une action préventive contre la casse ferrique du vin (altération physico-chimique du vin). Les acides gras insaturés (palmitoléique, oléique, linoléique et linolénique), appartenant à la famille des lipides, entrent également dans la composition des acides issus du raisin sain. ! Les acides issus des fermentations Ils sont issus des fermentations des levures, des bactéries lactiques ou encore des bactéries acétiques.

• Acides issus de la fermentation alcoolique Ce sont les acides succinique (0,03 à 0,9g/L), acétique, pyruvique (0,01 à 0,5g/L), "-cétoglutarique, citramalique, glycérique, diméthyl glycérique et formique. L’acide acétique, accompagné par les acides gras homologues en beaucoup plus faible concentration, apparaît au début de la fermentation alcoolique ; à mi-fermentation, sa teneur passe généralement par un maximum puis diminue en fin de fermentation.

Fiches ressources • Acides issus de la fermentation malolactique Ce sont les acides lactique [0,04 à 4g/L - à la fin de la FML, l'acide lactique (L+) est majoritaire] et acétique. Lors de la fermentation malolactique, ce dernier apparaît à des teneurs de 0,3 à 0,4g/L exprimé en H2SO4. Sa teneur globale dans le vin varie de 0,15 à 0,9g/L.

• Acides issus de la fermentation des bactéries acétiques C'est essentiellement l'acide acétique, qui s'est formé à cause d'un développement de germes d'altérations (bactéries acétiques). 5-LES SUBSTANCES AZOTEES Elles constituent 0,5 à 1% du raisin mûr. L'azote est à l'état minéral (sels d'ammonium NH4+) ou organique (acides aminés libres, peptides et protéines1). La teneur initiale des substances azotées dans les moûts (200 à 500mg/L) augmente au cours de la macération (libération d'acides aminés) et diminue pendant les phénomènes fermentaires car les levures assimilent l'azote (cf. La fermentation alcoolique §D1 p.8). Leur teneur pour les vins rouges varie de 0,15 à 0,6g/L alors que pour les vins blancs, elle varie de 0,l0 à 0,40g/L. Les substances azotées interviennent dans la stabilité et la limpidité du vin. 6-LES POLYPHENOLS Les composés phénoliques peuvent être classés en cinq familles principales : anthocyanes, tanins, flavonols, acides-phénols et stilbènes. Ils proviennent essentiellement de la pellicule des baies mais aussi des pépins et des rafles qui sont une source d'enrichissement des vins en certains de ces composés. Les polyphénols (au total 1 à 10g/kg de baies). contribuent à la couleur et au bon vieillissement du vin. ! Les anthocyanes Leur nature chimique caractéristique2 leur confère la particularité d'absorber la lumière visible. Pour chaque molécule, l'intensité d'absorption lumineuse est spécifique et proportionnelle à sa concentration. Ainsi, l'intensité colorante d'un vin dépend de sa teneur en pigments rouges anthocyaniques du raisin. Comme ces pigments sont essentiellement localisés dans la pellicule, mis à part chez quelques cépages dits teinturiers, leur extraction est recherchée pour les vins rouges alors qu'elle est volontairement évitée pour les vins blancs (cf. Les Vinifications). Dans le vin, les anthocyanes existent sous diverses formes (libres ou complexés avec des tanins) de couleurs différentes. En présence de polyphénols, l’oxydation de l’éthanol du vin conduit à l’apparition d’éthanal. Celui-ci agit comme agent de copolymérisation entre les anthocyanes et les tanins. Si les bonnes conditions d'élevage sont réunies, la teneur en anthocyanes libres diminue alors que l’intensité colorante augmente : les pigments polymérisés ont une couleur plus stable que celles des anthocyanes 1 2

Les peptides et protéines sont respectivement des oligomères et polymères d'acides aminés. Les anthocyanes sont des 3-monoglucosides d'anthocyanidols (synonymes d'anthoccyanidines).

Fiches ressources libres car elle est moins sensible aux variations de pH et à la décoloration due à SO2. L'équilibre de la couleur repose sur ces deux paramètres : l'acidité ravive et accentue la couleur. D'une manière générale, un vin à pH acide (proche de 3) présente une teinte plus nette qu'un vin à pH élevé (voisin de 4). Au cours des premiers mois qui suivent la vinification, ces polymérisations interviennent sur la couleur mais entraînent aussi des modifications des caractères sensoriels. Sous l'effet de ces réactions chimiques, la teneur initiale en anthocyanes (0,2 à 2 g/L) diminue avec le vieillissement pour atteindre quelques dizaines de mg/L : la couleur initiale rouge prend des nuances brunes et tuilées. ! Les tanins Ce sont des polymères3 présents dans les pépins et dans les pellicules 4. Ils ont la propriété d'interagir avec des protéines et avec d'autres molécules comme les polysaccharides et les anthocyanes. Du fait du mode d'élaboration, il y a une remaniement des tanins dans le vin avec des phénomènes de condensation via des composés carbonylés et des anthocyanes. Les vins rouges sont donc beaucoup plus riches en tanins (1 à 3g/L) que les vins blancs (qqs dizaines de mg/L). Au cours du vieillissement, des phénomènes de condensation de type oxydatif interviennent. Les tanins donnent au vin un caractère sensoriel spécifique, l'astringence. ! Les flavonols Ce sont des pigments jaunes 5, présents dans les pellicules en faible quantité, ce qui les empêche de jouer un rôle important sur la couleur : ils ne sont pas responsables de la couleur des vins blancs. ! Les acides-phénols Ce sont des dérivés d'acides phénoliques6 incolores qui interviennent au stade pré-fermentaire dans le brunissement des moûts comme substrat des polyphénoloxydases du raisin. Ils existent dans le vin sous forme d'esters d'acide tartrique mais proviennent également de la dégradation d'autres constituants phénoliques. De plus, l'élevage en barrique augmente légèrement leur teneur du fait de l'apport d'acides phénols du bois de chêne. ! Les stilbènes Ils sont en quantité faible. Malgré leur faible teneur, ils pourraient avoir un impact positif puisqu'ils ont un effet cardioprotecteur. 3

Pour les vins, les fragments de base de ces polymères sont des molécules élémentaires à fonction phénol les hydroxy-3flavanes : la catéchine (+) et l'épicatéchine (-). 4 Le degré de polymérisation va de 2 à 30 pour les tanins des pépins et de 2 à 80 pour ceux des pellicules. 5 Ce sont des hétérosides de flavanols (quercétine, myricétine, kampférol et isorhamnétine) dont les sucres sont le D-glucose, le L-rhamnose ou le rutinose. 6 Ce sont des dérivés d'acides benzoïques (gallique, protocatéchique, vanillique,…) et cinnamiques (caféique, coumarique et férulique) . Les dérivés d'acides cinnamiques sont largement sous forme d'esters d'acide tartrique.

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7-LES GLUCIDES : OSES ET POLYOSIDES (OU POLYSACCHARIDES) Le vin contient à des teneurs différentes des oses (hexoses et pentoses) mais aussi des polysaccharides. Bien que l'on ait rapporté que les glucides contribuent au moelleux du vin, ceci fait toujours l'objet de recherches. ! Les oses Les oses du raisin sont essentiellement des hexoses : le D-glucose et L-fructose dans un rapport 1/1, sucres fermentescibles par les levures. En fin de vinification, leur teneur varie considérablement en fonction du type de vin élaboré : 1 à 2g/L pour un vin blanc sec, 15 à 30g/L pour un vin moelleux et 80 à 100g/L pour un vin liquoreux. Les pentoses ne sont pas présents dans le raisin. Dans le vin, ils sont issus de dégradations des polysccharides pariétaux et de l'hydrolyse de polyosides au cours des vinifications. Ce sont le Larabinose, D-xylose, D-ribose et L-rhamnose. Ils sont infermentescibles par les levures. Leur teneur globale est généralement faible (0,3 à 1,5g/L). ! Les polyosides ou polysaccharides Leur origine est diverse : parois cellulaires des cellules de baies de raisin, parois cellulaires de levures ou d'autres micro-organismes. Parmi ceux-ci, restent dans le vin des rhamnogalacturonanes, des arabinogalactanes et des arabinanes qui proviennent du raisin et des mannoprotéines qui proviennent des levures. L'ensemble de ces polysaccharides participent à l'équilibre organoleptique du vin au niveau de son moelleux et de son velouté. Ils participent également à sa protection vis-à-vis de précipitations tartriques , à la prévention de la formation de troubles protéiques et à la stabilité de la matière colorante et des polyphénols. 8-LES SUBSTANCES MINERALES Provenant initialement du raisin (pellicules, pépins, rafles), elles sont constituées par des sels minéraux et des oligo-éléments. Elles interviennent dans la saveur du vin et dans son comportement. ! Les sels minéraux Le vin tout comme le jus de raisin a la particularité d'être une boisson riche en potassium (0,4- 1,8 mg/L) alors que la plupart des autres boissons sont riches en sodium. ! Les oligoéléments Ils ont une teneur globale faible de l'ordre du mg/L.

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9-LES VITAMINES Le vin conserve toutes les vitamines du raisin notamment les vitamines du groupe B ainsi que les vitamines H et P. Ce potentiel vitaminique n'est pas négligeable (0,2-0,7g/L) et peut contribuer à l'aspect nutritionnel du vin. 10-LES COMPOSES VOLATILS ET ODORIFERANTS La constitution chimique de l’arôme et du bouquet des vins est d’une grande complexité. Certains constituants volatils entrent en contact avec les récepteurs olfactifs, par flairage (parfum) et/ou par voie rétronasale (arôme). Mais tous ces composés n'interviennent pas nécessairement dans la sensation olfactive : en effet, l'intensité de la sensation olfactive provoquée par une substance dépend de son intensité absolue d'odeur7 et de sa concentration en phase vapeur. De ce fait, les composés volatils les moins abondants ne sont pas nécessairement les moins actifs. Il apparaît qu'environ 1/10 des constituants volatils connus dans le vin apporteraient une contribution significative à son odeur. La moitié d'entre eux correspondent à des composés clés trouvés dans tous les vins dont les différences quantitatives expliqueraient la variabilité des profils aromatiques ; l'autre moitié serait à l'origine des caractères spécifiques de certains vins particuliers. Les composés aromatiques peuvent être classés en 4 familles : les arômes variétaux, préfermentaires, fermentaires et postfermentaires. ! Les arômes variétaux ou primaires Ils existent sous la forme de : - composés volatils odorants (essentiellement pour les cépages muscatés et les cépages de la famille du Cabernet Sauvignon) ; -précurseurs hétérosidiques "odorigènes" spécifiques du raisin (teneur allant du ng/L au mg/L) qui donnent naissance à des arômes qui varient au cours de la vinification [stades pré-fermentaire, fermentaire (précurseurs cystéinés - quelques !g/L) et/ou post-fermentaire (précurseurs glycosidiques quelques mg/L au total)]. Ainsi les terpénols, composés caractéristiques des cépages muscatés, auxquels ils communiquent un puisant arôme floral, proviennent sont à la fois des composés volatils odorants du raisin (1,5-2mg/L) mais aussi de leurs hétérosides terpéniques avec des teneurs équivalentes. Les arômes primaires des cépages non muscatés évoquent généralement des odeurs fleuries, fruitées ou végétales comme le Sauvignon, dont les thiols issus des précurseurs cystéinés ont des odeurs de buis, d'agrumes, parfois de fumé; le Cabernet Sauvignon, pyrazines (10 ng/L) aux senteurs de poivron vert; le Pinot noir, au nez de

Elle est définie par rapport à une substance odorante de référence.

Fiches ressources framboise, cassis et cerise, qui proviendraient de certains esters présents à des teneurs très faibles (quelques !g/L). ! Les arômes pré-fermentaires Ils sont formés au cours de l'élaboration des moûts et donnent une flaveur herbacée qui n'est pas recherchée. Ce sont des aldéhydes (hexanals et hexenals) issues de l'oxydation des lipides du raisin ; elles seront réduites en hexanols et hexenols au cours du stade fermentaire. Par ailleurs, près de 100mg/L de méthanol sont formés par l'hydrolyse de pectines par des pectines estérases. ! Les arômes fermentaires Essentiellement formés par la levure à partir de constituants non spécifiques du raisin, ils sont essentiellement constitués par des alcools supérieurs, des esters, de l'éthanal, des phénols volatils et des composés soufrés. Globalement, ils sont à la base de l'odeur vineuse avec des composantes fruitées, florales ou végétales plus ou moins marquées. Quant aux arômes produits lors de la fermentation malolactique, ils ont principalement une odeur de beurre frais ou de crème fraîche.

• Alcools supérieurs8 Outre l'éthanol (§2), d'autres alcools existent dans le vin. Les principaux alcools supérieurs sont l’alcool isobutylique, les alcools isoamyliques et le phényléthanol. Certains proviennent de la réduction des aldéhydes pré-fermentaires en hexanols et hexenols. Formés par les levures, ces alcools (150 à 500 mg/l) peuvent avoir, par eux-mêmes et surtout par leurs esters, un rôle important dans l'arôme : ils ont généralement une odeur peu agréable (huile de fusel9), mis à part le phényléthanol qui a une odeur de rose.

• Esters D'odeurs agréables fruitées et florales, les esters fermentaires (teneur qqs mg/L) sont soit des esters éthyliques d'acide gras (isovalérate, hexanoate et octanoate d'éthyle) soit des acétates d'alcools supérieurs (acétate d'isoamyle).

• Ethanal et "acétal" d'éthanol L’éthanal ou acétaldéhyde (CH3-CHO) est un produit de l’oxydation de l’éthanol. Il est un intermédiaire important dans les mécanismes de la fermentation des sucres par les levures. L’éthanal semble jouer un rôle important dans l’évolution de la couleur des vins rouges au cours de leur

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Les alcools dits supérieurs ont une chaîne carbonée de plus de deux carbones. L'huile de fusel est une huile essentielle.

Fiches ressources conservation. Sa teneur est généralement de l’ordre de 30 à 50 mg/L. Il a une odeur de pomme et son acétal formé avec l'éthanol a une odeur de "vert".

• Phénols volatils A partir des acides phénols libres du raisin, la levure forme du vinylphénol et du vinylgaiacol par son activité cinnamyldécarboxylase. Dans le cas de contamination par les levures Brettanomyces/Dekkera, les analogues éthyliques de ces phénols sont obtenus en forte quantité, induisant des défauts olfactifs (odeur d’écurie) plus ou moins marqués. • Composés soufrés Ils sont généralement associés à des odeurs désagréables (odeur d'œuf pourri de l'hydrogène sulfuré et odeurs de réduit dues au méthane thiol, à l'éthane thiol et à leurs disulfures), mis à part le diméthylsulfure signalé comme renforçant des odeurs de fruité chez les vins rouges de Syrah. ! Les arômes postfermentaires Le développement du bouquet au cours du vieillissement résulte de transformations des constituants de l’arôme (volatils odorants et précurseurs "odorigènes") des vins jeunes. Ces réactions vont changer les concentrations des composés aromatiques déjà formés et générer de nouvelles molécules qui modifient ainsi les propriétés organoleptiques10 du vin. Ainsi, l'hydrolyse des esters fermentaires, atténuant un arôme fermentaire trop marqué, est un plus pour le bouquet : le profil aromatique change. Par ailleurs, les précurseurs hétérosidiques ont une grande influence sur les arômes postfermentaires en se transformant en composés odorants. Ainsi, certains norisoprénoïdes sont caractéristiques des vieux Riesling, le roséoxyde, un monoterpène du Gewurtztraminer évolué et la "damascénone, moins spécifique, apportent des notes de confiture de prune ou de fleur exotique à certains vins rouges et blancs.

ORGANOLEPTIQUE : désigne des qualités ou propriétés perçues par les sens lors de la dégustation, comme la couleur, l'odeur ou le goût.

Fiches TP chimie du vin Les anthocyanes

Les anthocyanes sont les pigments responsables de la coloration rouge des raisins noirs et de la pulpe des cépages teinturiers (peu fréquents). Ces composés sont donc essentiellement localisés dans la pellicule de la baie de raisin. On en trouve également dans la feuille de vigne, en automne.

Texte : Hélène Fulcrand Conseillers scientifiques : Didier Ollé, Hélène Fulcrand Contact : Didier Ollé, Hélène Fulcrand

Les anthocyanes sont présentes en solution sous différentes formes dont les proportions varient notamment en fonction du pH. R1

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Fiches Ces équilibres peuvent être représentés d’une façon beaucoup plus schématique selon l’équation ciaprès : !

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Formes hydratées

A partir de la forme cation flavylium qui est responsable de la coloration rouge, deux types de réactions sont en compétition : d’une part les réactions de transferts de proton (équilibres acido-basiques) qui conduisent aux bases conjuguées colorées, d’autre part l’addition nucléophile d’une molécule d’eau appelée couramment réaction « d’hydratation » qui conduit aux formes « hydratées », qui sont incolores ou peu colorées. Les bases conjuguées sont les produits cinétiques de ces réactions alors que les formes hydratées correspondent aux produits thermodynamiques. L'étude de ces équilibres a permis d'établir que, pour la plupart des anthocyanes naturelles, les constantes d'équilibre globales d'hydratation Kh sont de l'ordre de 10-3 à 10-2 et celles de déprotonation Ka, de l'ordre de 10-6 à 10-4 ( Brouillard et al, 1982, 1977a,b)1. Ces constantes dépendent du pH. ! ! ;7&<&&

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En revanche à l'équilibre, le rapport des concentrations en formes incolores [AOH] et en bases quinoniques [AH], égal à Kh/Ka, est indépendant du pH et supérieur à 10. Ceci montre bien que les bases quinoniques AH et l'hémiacétal AOH sont, respectivement, les produits cinétiques et thermodynamiques des transformations structurales de l'ion flavylium AH2+. En d’autres termes, l'ion flavylium AH2+ n’est stable qu’à des pH bien acides (pH inférieur ou égal à 2). Dans une gamme de pH comprise entre 2 et 5, il se transforme en hémiacétal AOH qui est la forme la plus stable. Les bases quinoniques apparaissent dès pH 3,5 pour les formes non chargées AH alors que les formes anioniques A- apparaissent à des pH supérieurs à 6,0. Ces bases quinoniques sont thermodynamiquement instables, et se transforment en hémiacétal et en chalcone par l'intermédiaire de la forme flavylium AH2+. Cela signifie donc que dans la gamme de pH comprise entre 2 et 5 (gamme correspondant à la plupart des boissons à base de fruits) les formes incolores devraient être prépondérantes et donc les boissons non colorées.! Il en est de même pour les vins. Un processus connu sous le nom de copigmentation pertube complètement ces équilibres, en piégeant sélectivement les formes colorées dans des complexes (Brouillard et al. 1989, Goto et al. 1991)2. Ces complexes sont formés par empilement vertical avec des 1

R. Brouillard, Anthocyanins as Food Colors, éd. P. Markakis, Academic Press, New York, (1982), 1-40. R. Brouillard et B. Delaporte, J. Am. Chem. Soc., (1977a), 99, 8461-8468. R. Brouillard et J. E. Dubois, J. Am. Chem. Soc., (1977b), 99, 1359-1364. 2 Brouillard, R.; Mazza, G.; Saad, Z.; Albrecht-Gary, A. M.; Cheminat, A. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 2604-2610. Goto, T.; Kondo, T. Angew. Chem., Int. Ed.Engl. 1991, 30, 17-33.

Fiches molécules planes, appelées copigments. La formation de ces complexes entraine une intensification de la couleur (effet hyperchrome) qui correspond principalement à l’augmentation de la concentration en formes flavylium par déplacement de l’équilibre d’hydratation (Mazza et al. 1990, Dangles et al. 1992)3. En outre, un effet bathochrome (déplacement du maximum d’absorbance vers les plus grandes longueurs d’onde) est généralement observé. Cet effet pourrait traduire des interactions électrostatiques plus favorables entre le pigment et le copigment dans le complexe à l’état excité (Alluis et al. 2000)4. Ces différentes propriétés des anthocyanes peuvent être appréhendées au travers de TPs, plus ou moins simples selon le niveau du public auxquels ils sont destinés. 1- Mise en évidence des équilibres acido-basiques des anthocyanes : variation de la couleur en fonction du pH . Les anthocyanes sont des pigments contenus dans les fleurs, fruits et légumes présentant une palette de couleurs assez large : rouge, mauve, violette, bleu. Le TP présenté ci-après est réalisé avec du jus de raisin, et de ce fait facile à mettre en œuvre. Il peut être réalisé avec du chou rouge mais nécessite dans ce cas une extraction préalable des pigments. Plusieurs TPs avec les anthocyanes du chou rouge sont décrits précisément et accessibles sur des sites internet. L’objectif du TP est de montrer le changement de couleur en fonction du pH et donc la possibilité d’utiliser ces pigments comme indicateurs colorés. Il sera par conséquent nécessaire de préparer des solutions dont le pH varie de 1 à 13. Le jus de raisin choisi pour ce TP, élaboré par l’INRA à la Station expérimentale de Pech Rouge, Narbonne) est un jus très riche en anthocyanes en comparaison des jus de raisin commerciaux . Il a été obtenu par un procédé d’extraction particulier, la flash-détente. Ce jus est un assemblage réalisé à partir de 3 cépages, Alicante Boucher (cépage teinturier) riche en pigments rouges, Muscadet choisi pour son arôme et le vert jus pour apporter de l’acidité. Outre les pigments, le jus de raisin est très riche en acides organiques (acide tartrique, acide malique) qui sont présents en grande partie sous formes de sels de potassium. C’est donc un milieu fortement tamponné. De ce fait, il est impératif d’utiliser pour le TP des tampons afin de réaliser la gamme de pH. Réalisation d’un échelle de teinte : La veille du TP:

Mazza, G.; Brouillard, R. Phytochemistry 1990, 29, 1097-1102. Dangles, O.; Brouillard, R. J. Chem. Soc., PerkinTrans. 2 1992, 247-257. 4 B. Alluis, N. Perol, H. El Hajji, O. Dangles (2000). Helv. Chim. Acta, 83, 428-443.

Fiches Préparer les solutions tampons suivantes Tampons de MAC ILVAINE : (pour un volume final de 100 ml) : Phosphate disodique (Na2HPO4,2H2O) 0.2M soit 35.61g pour un litre Acide citrique 0.1M (C6H8O7, H2O) soit 21.013 g pour un litre Na2HPO4 0.2M Volume (mL) 2.0 20.5 38.5 51.5 63.2 82.4 97.3

Valeur de pH 2.2 3 4 5 6 7 8

Acide citrique 0.1M Volume (mL) 98.0 79.5 61.5 48.5 36.8 17.6 2.7

Tampons pH 9-13 (pour un volume final de 200 ml) Préparer : - 1 solution d’hydrogénocarbonate de sodium 0.05 M (soit 1.05 g qsp 250 ml ED*) - 1 solution de soude 0.2 M (1.6 g qsp 200 ml ED*) - 1 solution de KCl 0.2M (soit 0.745 g qsp 50 ml ED*) Utiliser la solution de phosphate disodique précédente Na2HPO4 0.2M

*ED = eau distillée Valeur de pH

9.6 10.4

100 ml de NaHCO3 0.05M + 5 ml NaOH 0.2M compléter avec ED* à 200 ml 100 ml de NaHCO3 0.05M +16.5 ml NaOH 0.2M compléter avec ED* à 200 ml

Fiches

pH 11.5

25 ml de Na2HPO4 0.2M +11.1 ml NaOH 0.2M compléter avec ED* à 200 ml 50 ml de KCl 0.2M +132 ml NaOH 0.2M compléter avec ED* à 200 ml

Le jour du TP: -

Mettre 20 ml de chaque solution tampon dans un tube à essai (11 tubes à essais) Ajouter 2 ml de jus de raisin observer la couleur en fonction du pH montrer la réversibilité du phénomène en modifiant le pH dans quelques tubes à essais par addition de quelques gouttes d’une solution d’acide fort (HCl 1M)

Remarque : Si on garde les solutions ainsi obtenues pendant quelques heures, on devrait observer une décoloration de toutes les solutions dont le pH<2, liée à l’addition nucléophile d’une molécule d’eau sur le cation flavylium qui conduit à l’hémiacétal incolore, produit thermodynamique). Toutefois selon le jus de raisin utilisé pour le TP, la présence de copigments (tanins, acides hydroxycinnamiques) peut limiter la réaction « d’hydratation » par le phénomène de copigmentation. 2- Décoloration par les sulfites : comparaison entre le jus de raisin et des vins plus ou moins âgés : Comme l’eau, l’hydrogénosulfite de sodium peut s’additionner sur le cation flavylium (forme rouge des anthocyanes) pour former un adduit incolore. Cette réaction est réversible en milieu acide (pH<2). Le métabisulfite de sodium est introduit à plusieurs étapes de l’élaboration des vins pour les protéger de l’oxydation et des contaminations microbiennes. Par conséquent, une partie des anthocyanes du vin se trouve sous formes d’adduits bisulfitiques incolores. Au cours de l’élaboration, de l’élevage puis du vieillissement des vins, les anthocyanes vont subir de nombreuses réactions et générer de nouveaux pigments. Ces nouveaux pigments auront des propriétés chimiques et physico-chimiques différentes de leurs précurseurs. En particulier, leurs équilibres acidobasiques et d’hydratation seront modifiés. Parmi ces nouveaux pigments, certains ne seront pas décolorés par les ions bisulfites et ne seront pas ou peu sensibles à la réaction d’hydratation.

Fiches Ainsi l’ajout d’une solution de métabisulfite de sodium à des jus de raisin et des vins plus ou moins âgés montre une décoloration qui s’atténue avec l’âge du vin, révélant ainsi la formation progressive de nouveaux pigments. Le jus de raisin (à plus forte raison un jus de raisin frais) devrait présenter la plus forte décoloration puisqu’ ‘il devrait avoir subi peu de modifications.

La veille du TP: Préparer une solution de métabisulfite de sodium (Na2S2O5) à 200 g/L Le jour du TP : Ajouter 300 µL de solution de Na2S2O5 à 200 g/L dans le tube à essai contenant le tampon à pH 2.5 et le jus de raisin. Ajouter 300 µL de solution de Na2S2O5 à 200 g/L à 20 ml de vins de différents millésimes.

Fiches TP : Acidité totale d’un vin

Texte : Didier OLLÉ Conseillers scientifiques : Didier OLLÉ, Hélène FULCRAND Contact : Didier OLLÉ

I - DEFINITION L’acidité totale est la somme des acidités titrables lorsqu’on amène le pH à 7 par addition d’une solution alcaline titrée. Remarque : L’acide carbonique et l’acide sulfureux libre et combiné ne sont pas compris dans l’acidité totale.

II – PREPARATION DE L'ECHANTILLON Cas des vins Ils seront décarboniqués (élimination du dioxyde de carbone CO2) avant dosage : - Placer environ 50 mL de vin dans une fiole à vide soigneusement bouchée. - Mettre en communication avec le vide provoqué par une trompe à eau. - Agiter le vin pendant un temps suffisant (2 à 3 minutes). Cas des moûts concentrés rectifiés - Introduire 200 g de moût concentré rectifié exactement pesé dans un ballon jaugé de 500 mL. - Compléter au trait de jauge avec de l’eau. - Homogénéiser puis décarboniquer comme précédemment.

III – TITRAGE POTENTIOMETRIQUE Etalonnage du pH-mètre L’étalonnage du pH-mètre s’effectue à 20° C, en suivant les indications données pour l’appareil utilisé, avec la solution tampon de pH = 7,00 à 20° C.

Fiches Mesure : - Dans un bécher de 50 mL (pour les vins), placer 10 mL de vin décarboniqué. - Ajouter 10 mL environ d’eau distillée et verser à la burette la solution de soude 0,1 M jusqu’à ce que le pH soit égal à 7 à 20°C. L’addition de soude doit être faite lentement et le mélange constamment agité. (Eventuellement, vérifier la molarité de la soude par dosage avec un acide titré). Soit n mL, le nombre de millilitres de NaOH, 0,1 M versés. N.B. : Dans le cas du moût concentré rectifié, on prendra 50 mL de la solution préparée (moût non décarboniqué) dans un bécher de 100 mL. Résultat : L’acidité totale sera exprimée : - en méq.L-1 - en g.L-1 d’acide tartrique (COOH-CHOH-CHOH-COOH, PM = 150) - en g.L-1 d’acide sulfurique (H2SO4 PM = 98) Réactifs nécessaires 1°) Solution tampon pH 7,00 : Phosphate monopotassique KH2PO4 : Solution de soude (NaOH) M : Eau distillée qsp

107,3 g 500 mL 1000 mL

Les solutions tampons de référence du commerce peuvent aussi être utilisées. 2°) Solution de soude (NaOH) 0,1 M : Solution de NaOH à 4 g/L

IV – TITRAGE AVEC INDICATEUR On utilise ici le bleu de Bromothymol (BBT) comme indicateur de fin de réaction par comparaison à un étalon de coloration. Etablissement de l’étalon de coloration : Dans un cristallisoir de 12 cm de diamètre, placer : - 25 mL d’eau distillée - 1 mL de solution de Bleu de Bromothymol (BBT) (20 gouttes) - 10 mL de vin décarboniqué ou de moût normal, (50 mL de la solution préparée dans le cas du

Fiches moût concentré rectifié). Ajouter la solution de NaOH 0,1 M jusqu’à obtention d’une coloration bleu-vert. Ajouter alors 5 mL de la solution tampon à pH 7. Dosage : Dans un cristallisoir de 12 cm de diamètre, placer : - 30 mL d’eau distillée bouillie - 1 mL de solution de Bleu de Bromothymol (20 gouttes) - 10 mL de vin décarboniqué, (50 mL de la solution préparée dans le cas du moût concentré rectfié) Ajouter la solution de NaOH 0,1 M jusqu’à obtention d’une coloration identique à celle obtenue dans l’essai préalable. Soit n mL, le nombre de millilitres de NaOH 0,1 M versés N.B. Dans le cas du moût concentré rectifié, on prendra 50 mL de la solution préparée (moût, non décarboniqué) dans un bécher de 100 mL. Résultat : Les résultats sont exprimés comme dans le cas du dosage potentiométrique : - en méq.L-1 - en g.L-1 d’acide tartrique (COOH-CHOH-CHOH-COOH, PM = 150) - en g.L-1 d’acide sulfurique (H2SO4 PM = 98)

Fiches Calculs :

AT =

Csoude x n (en mL) moles/L PE (en mL)

Csoude x n (en mL) x 1000 mEq/L AT = PE (en mL)

AT =

AT (en mEq/L) 1 x x 98 gH2SO4/L 1000 2

AT (gH2SO4/L) =

AT (en mEq/L) 20.41

V – CORRECTION DUE A L'ANHYDRIDE SULFUREUX Au pH du vin, la première fonction acide du SO2 (pK1 = 1,8) est déjà presque totalement neutralisée (entre 90 et 99 %). A pH = 7, on dose environ 50 % de la seconde fonction acide (pK2 = 7,1) du SO2, soit environ 25 % de l’acidité du SO2 libre. On connaît mal l’estimation de l’acidité du SO2 combiné. On peut donc estimer cette correction du SO2 à partir des teneurs en SO2 libre et combiné mesurées lors du dosage de l’acidité volatile et, si n’ et n’’ sont les volumes d’iode N/100 utilisés respectivement pour l’oxydation de chacune de ces deux formes dans le distillat obtenu par entraînement à la vapeur de 20 mL de vin (cf. p. 60), on a alors : Correction due au SO2 = (-0,35 n’ – 0,25 n’’) en méq/L. En fait , on néglige souvent cette correction qui n’est importante que dans les vins très riches en anhydride sulfureux.

Fiches Réactifs nécessaires 1°) Solution tampon pH 7,00 : Phosphate monopotassique KH2 PO4 : Solution de soude (NaOH) M : Eau distillée qsp :

107,3 g 500 mL 1000 mL

Les solutions tampons de référence du commerce peuvent aussi être utilisées. 2°) Solution de Bleu de Bromothymol à 4 g/L: Dissoudre 4 g de Bleu de Bromothymol dans 200 mL d’alcool neutre à 96 %. Après solubilisation, ajouter 200 mL d’eau distillée (sans CO2). Neutraliser à l’aide d’une solution de soude M jusqu’à obtention de la teinte sensible bleu vert (pH7), soit environ 7,5 mL Amener à 1000 mL avec de l’eau distilllée. 3°) Solution de soude (NaOH) 0,1 M : Solution à 4 g/L.

Fiches TP : Suivi de la fermentation malo-lactique par chromatographie sur papier

Texte : Didier OLLÉ Conseillers scientifiques : Didier OLLÉ, Hélène FULCRAND Contact : Didier OLLÉ

Il s’agit d’une évaluation semi-quantitative de l’acide malique par chromatographie sur papier. Cette méthode permet de savoir si la fermentation malo-lactique d’un vin a eu lieu et si elle est terminée ou non ; Elle permet un grand nombre de déterminations en série et elle est reproductible à : + 0,5 g/L , soit 7 à 8 méq/L

I - MODE OPERATOIRE !" !" !"

!" !"

Dans une feuille de papier à chromatographie (Whatman N°1 ou Whatman SG81), on découpe un rectangle dont la largeur est inférieure à la hauteur de la cuve à chromatographie utilisée et dont la longueur est inférieure de 10 cm environ à la circonférence de la cuve, (ici, I # 11 cm, L # 16 cm). On trace une ligne au crayon à 1,5 cm du bord inférieur du rectangle ainsi découpé et sur cette ligne on marque des points distants de 2,5 cm indiquant les emplacements où seront déposés les vins à analyser et les solutions témoins (les points extrêmes se trouveront à 3 cm des bords extérieurs). A l’aide d’une micropipette, on fait un dépôt ponctuel de 20 µL environ de liquide (si les vins contiennent beaucoup d’acide malique, on peut diminuer ce volume à 10 ou 5 µL), sous forme de plusieurs gouttes superposées, en prenant soin de laisser sécher ou de sécher au ventilateur chauffant après chaque dépôt de goutte. On pose la feuille de papier sur le fond de la cuve à chromatographie qui contient le mélange solvantrévélateur sur une hauteur de 0,5 cm environ, on ferme hermétiquement et on laisse migrer le solvant par capillarité. Lorsque le front du solvant arrive à environ 1 cm du haut de la feuille (après environ 2 heures de migration), on retire celle-ci de la cuve et on la suspend dans un endroit aéré et sec à l’abri de vapeurs acides. On peut aussi utiliser un ventilateur qui accélère l’évaporation.

Fiches

II - RESULTATS En séchant, le papier passe du jaune au vert, puis au bleu, et des tâches jaunes correspondant aux acides organiques apparaissent sur la feuille. ac. lactique ac. malique ac. tartrique

zone de dépôt

Matériel et réactifs nécessaires 1°) Papier à chromatographie Whatman N°1 ou SG81 2°) Cuve à chromatographie : Cuve cylindrique, en verre, fermant hermétiquement 3°) Mélange solvant-révélateur : - 600 mL de Butanol normal, - 240 mL d’acide acétique au demi, - 2 g Bleu de Bromophénol. Utiliser ce mélange sur environ 0,5 cm de hauteur au fond de la cuve à chromatographie 4°) Solutions témoins d’Acides Malique, Lactique et Tartrique : Solutions à 0,2 % dans l’éthanol à 20 %

Fiches TP : Évaluation de la teneur en sucres d’un moût par réfractométrie

Texte : Didier OLLÉ Conseillers scientifiques : Didier OLLÉ, Hélène FULCRAND Contact : Didier OLLÉ

I - PRINCIPE L’indice de réfraction à 20°C, exprimé en indice absolu ou en pourcentage de saccharose est reporté dans la table correspondante pour obtenir la teneur en sucres des moûts, en g/L ou en g/kg.

II - APPAREIL !" !" !"

Réfractomètre du type ABBE. Les réfractomètres utilisés en zone tempérée sont réglés à 20°C L’appareil est pourvu d’un thermomètre dont l’échelle s’étend de 0 à 40°C.

- Les graduations donnent l’indice de réfraction, arbitrairement exprimé en g de saccharose contenu dans 100 g de solution . - Les instructions opératoires de cet appareil doivent être strictement suivies, notamment en ce qui concerne l’étalonnage et la source lumineuse.

MĂŠthanisation

Fiches ressources NASKEO

Texte : La méthanisation Conseillers scientifiques : Romy-Alice Goy – Emilie Picon – Bruno Sialve Contact : romy.goy@naskeo.com 04 68 42 51 91

A. La méthanisation La méthanisation des effluents et des déchets organiques est un procédé biologique complexe qui permet de récupérer de l’énergie sous forme de méthane. Il s’agit d’un procédé anaérobie (absence d’oxygène) qui est mis en place industriellement en mésophile (37°C) ou en thermophile (55°C).Le biogaz produit au cours du process contient environ 60% de CH4 et 40% de CO2. Les voies de valorisation possible sont la combustion (production de chaleur), la cogénération (chaleur + électricité) ou encore l’utilisation en carburant pour moteurs de voitures, camions, bus...

Pour plus d’informations : www.methanisation.info et www.biogaz-energie-renouvelable.info Dans le cadre « chimie verte », plusieurs aspects de la méthanisation sont intéressants : - La valorisation d’effluents coproduits ou déchets d’un procédé chimique agroalimentaire…)

(pharmacie,

Fiches ressources -

La minéralisation de la matière organique, qui permet de récupérer un flux chargé en minéraux valorisables.

B. Proposition d’expériences Plusieurs expériences peuvent être mises en place autour de la méthanisation.

1. Mesure du potentiel méthane d’un effluent ou d’un déchet L’objectif de cette expérience est de déterminer la quantité maximale de méthane qui peut être récupérée à partir d’un substrat. Le substrat est mis en présence de bactéries anaérobies dans un milieu favorable à leur activité (nutriments, oligoélément, pH). 1.1 Principe Le principe de la mesure est le suivant :

Les réflexions qui peuvent être mises en place autour de ce projet sont les suivantes : - Aspect pratique, analyse : mesure de la quantité de biogaz produite ; analyse de la qualité du biogaz produite - Aspect valorisation : estimation de la production d’énergie à partir d’un gisement type. 1.2 Matériel L’objectif de l’expérimentation peut être de mettre en place un système ressemblant à celui-ci :

Fiches ressources

Photo 1 : Dispositif complet Potentiel Méthane

Photo 2 : Dispositif de mesure de volume de gaz – éprouvette renversée

Récapitulatif des postes matériels : -

Fioles de 500mL maintenues à 37 ou 55 °C Séparation CO2/CH4 : barbotage dans solution basique + indicateur Mesure du volume de gaz : bascule ou éprouvette renversée

Fiches ressources 1.3 Résultats Les résultats obtenus correspondent aux évolutions du volume cumulé de méthane au cours de l’étude.

2. Etude en continu d’un réacteur de méthanisation d’effluent 2.1 Principe L’objectif de cette expérience est de simuler en laboratoire un réacteur industriel de méthanisation d’effluents, provenant d’industries agroalimentaires, chimiques, pharmaceutique… Le réacteur d’étude est généralement un réacteur en verre à double enveloppe, un bain thermostaté permettant de réguler la température à 37°C. Pour le lancement de l’expérience, le réacteur est inoculé avec des boues anaérobies provenant d’un méthaniseur industriel traitant des effluents de brasserie, ou des vinasses. Des pompes branchées sur timer permettent de réguler les débits d’alimentation et de sortie du réacteur. Cette expérience comporte 2 phases : - Une première phase de montée en charge, qui permet d’acclimater les bactéries au substrat et d’augmenter la concentration en biomasse dans le réacteur. La montée en charge consiste concrètement à augmenter le volume d’effluent alimenté chaque jour. - Une seconde phase de stabilisation, une fois que la charge définie a été atteinte. Cette phase permet de réaliser des bilans et de définir la production de biogaz que l’on peut espérer atteindre à cette charge à l’échelle industrielle.

Fiches ressources 2.2 Matériel Le procédé comporte : -

Le réacteur en verre double-enveloppe + polystat Les pompes d’alimentation Le dispositif de mesure du biogaz produit

Photo 3 : Dispositif de suivi d'un micropilote de méthanisation

2.3 Résultats Les résultats correspondent à l’évolution du débit de biogaz produit au cours de l’étude, en fonction des modifications de charge apportées (montée en charge et stabilisation). Les réflexions qui peuvent être mises en place autour de ce projet sont les suivantes : - Aspect pratique, analyse : mesure de la quantité de biogaz produite ; gestion de pompe, calcul de débits, de temps de fonctionnement ; gestion d’un procédé biologique.

Fiches ressources -

Aspect valorisation : estimation de la production d’énergie à partir d’un gisement type.

3. Valorisation du flux de sortie 3.1 Principe La phase liquide récupérée en sortie de réacteur est chargée en nutriments, présents sous forme minérale. Il s’agit principalement de phosphates et d’ammonium. L’objectif de cette expérience peut être de tester des procédés physico-chimiques permettant d’abattre les teneurs en phosphates et en ammonium. Ces procédés peuvent permettre de récupérer les nutriments très concentrés dans une phase solide ou liquide : le produit ainsi obtenu peut être valorisé en agriculture. Le déroulement de ces expérimentations peut être le suivant : - Analyse de la teneur en ions de l’effluent (selon le matériel disponible) - Recherche de procédés permettant de récupérer les nutriments ou autres éléments (floculation, coagulation, précipitation, stripping…), optimisation en utilisant des réactifs « naturels » ou des coproduits/déchets - Mise en place de ces procédés à l’échelle de la paillasse 3.2 Protocole et matériel a) Phosphore Le protocole appliqué est très largement dépendant des moyens analytiques disponibles au laboratoire, et est à discuter au cas par cas (possibilité de dosage du phosphore ou des phosphates, dosage de l’azote…) Un des procédés qu’il peut être particulièrement intéressant d’étudier est la précipitation des phosphates. Le réactif utilisé peut être une source de Calcium ou de Magnésium : l’intérêt est de pouvoir tester des réactifs autres que des produits chimiques : roche calcaire, craie pour le calcium ; eau de mer, eauxmères de salin, sous produits industriels…. Le produit obtenu est soit un solide riche en phosphates de calcium, soit de la struvite (sel ammoniummagnésium-phosphate). Liste du matériel nécessaire : - Béchers - Pipettes - Système de filtration Büchner - Agitateur magnétique et barreau aimanté - Réactifs

Fiches ressources

b) Azote Le stripping d’ammoniac peut être mis en place au laboratoire. Le protocole est le suivant (cf schéma cidessous). - Augmentation du pH à 10-11 (recherche de réactifs basique pour réaliser cette étape) - Bullage d’air dans la solution pour stripper l’ammoniac - Bullage de l’air vicié dans une solution acide (de concentration connue) avec quelques gouttes d’indicateur coloré

La quantité d’ammoniac piégé peut ensuite être déterminée par dosage en retour de la solution de barbotage. Il est même possible de réaliser une cinétique en effectuant des dosages sur prélèvements jusqu’à ce que la quantité d’ammoniac absorbée ne varie plus. Liste du matériel nécessaire - Erlen-meyer avec bouchons percés - Tuyaux pour transport de l’air et du gaz vicié - Pompe (type pompe aquarium) ou accès à l’air comprimé - Réactifs basiques, acide et indicateur coloré - Matériel pour le dosage : burette graduée, agitateur magnétique et barreau aimanté, béchers. 3.3 Résultats Concernant le phosphore, les résultats peuvent se présenter sous la forme de comparatif d’efficacité d’abattement en phosphates en fonction des réactifs utilisés, voire des conditions physico-chimiques

Fiches ressources appliqués. Le rendement massique peut également être calculé à partir de la masse de produit prévue et de la masse récupérée par filtration puis séchage. Concernant l’azote, les résultats peuvent se présenter sous la forme d’un graphique présentant la quantité d’ammoniac strippée et absorbée en fonction du temps. Le taux d’abattement en ammoniac dans l’effluent peut également être calculé. Remarque générale : les travaux présentés sont à l’interface de la biologie (procédé biologique par des bactéries anaérobie, production d’un engrais assimilable par des végétaux) et de la chimie (méthodes d’analyses, procédés physico-chimiques). Il peut être pertinent d’associer les deux matières autour de ces projets.

Les algues

Fiches ressources Les algues Conseillers scientifiques : Françoise Quignard – ENSCM Pierre Agulhon - ENSCM Contact : quignard@enscm.fr aguilhon@enscm.fr

Les alginates Les alginates sont des polysaccharides présents chez toutes les macro-algues brunes (10 à 45% de la matière sèche) et chez certaines bactéries. On les obtient par extraction à partir de ces algues poussant sur les côtes rocheuses des Etats-Unis, d’Europe (Grande-Bretagne, France, Norvège) et d’Asie (Chine, Japon). Leur grande biodisponibilité en fait des produits bon marché, très utilisés en agroalimentaire (gélifiant E401) ou en pharmacie pour leur propriété de gélification en présence de cations.

Figure 1 : Exemples d’algues brunes, Macrocystis pyrifera et Laminaria digitata

Structure Les alginates sont des polymères linéaires formés de deux sucres : l’!-L-guluronate (unité G) et le "(unité M). Chaque sucre y porte une fonction carboxylate COO- dont la charge est compensée par un ion sodium Na+ (Figure 2). D-mannuronate

Fiches ressources

O OH NaOOC

HO O

O OH

NaOOC

!-L-guluronate (G)

"-D-mannuronate (M)

Figure 2 : Unités monomériques des alginates Le rapport M/G des produits naturels dépend de l’espèce de l’algue et de son milieu de vie. La structure globale se décompose alors en blocs d’un seul monomère ou alternés, répartis de façon irrégulière sur la chaîne. (Figure 3)

MMMMMGMGGGGGGGGGMGGGGGGGMGMGMGMGMG Bloc M

Bloc G

Bloc MG

Figure 3 : Structure en blocs des alginates

La gélification ionotropique En présence de cations divalents ou plus (excepté Mg2+), les alginates forment un gel par complexation entre les ions et les carboxylates du polymère. La réticulation entre les chaînes conduit à un hydrogel contenant jusqu’à 98% d’eau en masse. La gélification avec le Ca2+ est la plus courante car cet ion est non-toxique et bon marché. En chimie, on pourra en utiliser le sel de chlorure ou de nitrate mais pour des applications biologiques (alimentaire, pharmaceutique…) on préfèrera le sel de lactate. Les gels d’alginates sont d’ailleurs très présents en « cuisine moléculaire ». Pour schématiser la formation du gel, il a été proposé le modèle dit « boite à œufs » où les ions interagissent préférentiellement avec les unités G et se logent dans les cavités formées entre deux blocs G comme des œufs dans leur boite. (Figure 4)

COO

O HO 2+ Cu Ca2+ -

OH O

OOC

Fiches ressources

Figure 4 : Schéma de gélification des alginates avec Ca2+ La complexation sur les fonctions carboxylates peut être étendue à tous les cations divalents ou plus (métaux de transition, lanthanides…) avec de multiples applications en mise en forme, catalyse… En particulier, les alginates peuvent capturer des polluants cationiques comme les métaux lourds ou les colorants. Toutefois, ils sont surtout utilisés pour piéger des espèces à l’état de traces. Pour présenter un procédé de dépollution qui soit visuellement repérable, on va essentiellement exploiter leur propriétés de mise en forme pour supporter une bentonite, absorbant bien plus efficace.

Les bentonites Les bentonites sont une famille de minéraux argiliques formés par dévitrification naturelle des cendres volcaniques. Elles sont principalement constituées de Montmorillonite et peuvent contenir du feldspath, du quartz… Les argiles sont des structures lamellaires avec des feuillets chargés négativement. Elles confèrent ainsi aux bentonites une forte capacité d’absorption d’eau et d’échange cationique. Ces propriétés sont exploitées dans des domaines très variés : les litières, la métallurgie, les forages, la dépollution, la catalyse, les cosmétiques…

Fiches ressources Modèle de dépollution Pour illustrer la dépollution d’une eau, on se propose donc de séparer deux colorants d’un mélange. Pour ce faire, on utilise une bentonite qui piègera l’espèce cationique et laissera l’anionique en solution. L’argile étant sous forme de poudre très fine, on l’encapsule dans un gel d’alginate pour faciliter sa manipulation et la séparation après piégeage.

Matériel : • • • • • • •

6 béchers large de 250 mL 1 cristallisoir de 300 mL 10 tubes à essais avec bouchons 1 seringue de 50 mL avec une aiguille 3 pipettes 1 grande boule à thé (ou un Büchner) 1 agitateur magnétique et un barreau

Produits : • Alginate de sodium : environ 25! les 500 g sur les sites de « cuisine moléculaire » (meilleurduchef.com, kalys.com, cuisine-innovation.com…). • Lactate de calcium : environ 20! les 500 g sur ces mêmes sites. • Bentonite : 2! les 300 g sur comptoirsaintjacques.fr • Bleu de méthylène, à commander en pharmacie : 11! pour une solution de 300 mg dans 30 mL • Colorant alimentaire jaune (E102, tartrazine) et/ou rouge (E122, azorubine).

Manipulations : Solution alginate – bentonite • Dans un bécher large, peser 500 mg d’alginate de sodium et 500 mg de bentonite. • Ajouter 50 mL d’eau distillée et placer sous agitation jusqu’à dispersion totale (au moins environ 2h). Remarque : Les proportions sont données pour une solution à 1% en masse d’alginate et 1% en masse de bentonite. Les propriétés de l’alginate pouvant varier selon la source naturelle, on sera peut-être amené à augmenter ou diminuer ces quantités pour que les billes soient bien formées tout en restant faciles à faire…

Bain de gélification • Dans un cristallisoir, peser 500 mg de lactate (ou chlorure) de calcium.

Fiches ressources • Ajouter 100 mL d’eau distillée et agiter jusqu’à dissolution totale.

Formation des billes • • • • •

Couper une aiguille de seringue à sa base pour ne garder que l’embout plastique. Prélever 50 mL de solution alginate – bentonite avec une seringue et placer l’embout. Régler l’agitation du bain de gélification au minimum. Verser goutte à goutte la solution alginate – bentonite dans le bain de gélification. Les billes se forment instantanément mais les laisser maturer environ 1h.

Préparation des solutions de colorants • Dans 100 mL d’eau distillée, introduire quelques gouttes de colorant selon la couleur souhaitée : Bleu Jaune Vert Rouge Violet Bleu de méthylène 2 gouttes 1 goutte 1 goutte Jaune alimentaire 2 gouttes 2 gouttes Rouge alimentaire 2 gouttes 1 goutte • Pour chaque solution, verser environ 10 mL dans 2 tubes à essais (dont un témoin).

Rinçage des billes • Après maturation, filtrer les billes avec une boule à thé. • Les immerger totalement dans de l’eau distillée. • Patienter environ 5 minutes et renouveler l’opération deux fois.

Absorption • Avec une boule à thé, égoutter une partie des billes alginate – bentonite et les introduire dans une solution de colorant. On en mettra un volume correspondant au moins à la moitié du volume initial de la solution colorée. • Boucher (avec un bouchon ou un morceau de Parafilm) et agiter pour favoriser l’absorption. • Observer la coloration des billes et comparer la solution au tube témoin.

Observations : Seul le bleu de méthylène (cationique) est absorbé par la bentonite (anionique) : les billes deviennent bleues. Les colorants alimentaires (anioniques) n’interagissent pas et restent en solution : • La solution bleue se décolore • La solution verte devient jaune

Fiches ressources â&#x20AC;˘ La solution violette devient rouge

Fiches ressources TP : Extraction d’alginate à partir d’algues brunes Après lavage à grandes eaux, les algues sont séchées puis découpées. Elles subissent ensuite un prétraitement en milieu acide dilué pour éliminer les sucres solubles et les polysaccharides sulfatés. L’extraction proprement dite a lieu en milieu basique (Na2CO3) et libère l’alginate de sodium en solution. Après filtration, l’ajout d’un volume d’éthanol au filtrat permet de précipiter le polysaccharide qui est récupéré par une nouvelle filtration.

Matériel : • • • • • • • • •

2 erlenmeyers de 250 mL 2 béchers de 100 mL 1 grand bécher d’environ 600 mL 1 éprouvette graduée de 10 mL 1 éprouvette graduée de 100 mL 1 réfrigérant à air (bouchon percé par un tube en verre) 1 entonnoir et 2 papiers filtre 1 paire de ciseaux 1 agitateur magnétique chauffant avec un barreau et un bain marie.

Produits : • Algue brune séchée, produit alimentaire de type « Kombou » : environ 5! les 100 g dans les magasins bio ou sur Internet • Solution d’acide chlorhydrique (HCl) à 0,1 mol/L • Solution de carbonate de sodium (N2CO3) à 1 mol/L • Ethanol absolu (ou à défaut, à 96%)

Manipulations : Prétraitement • • • • •

Découper 2 g d’algue en petits carrés d’environ 5 mm de côté. Dans un erlenmeyer de 250 mL, mouiller ces copeaux avec 80 mL d’eau distillée. Sous agitation, verser 8 mL de solution d’HCl à 0,1 mol/L. Laisser agiter pendant environ 15 minutes puis éliminer le surnageant. Répéter les opérations précédentes avec 5 mL puis 4 mL de solution d’HCl.

Fiches ressources Extraction • Dans l’erlenmeyer contenant les morceaux d’algues, ajouter 50 mL d’une solution de Na2CO3 à 1 mol/L. • Adapter un réfrigérant à air et chauffer à 60°C pendant 1h à 2h, sous agitation. • A la fin de l’extraction, ajouter 100 mL d’eau distillée et filtrer pour récupérer la phase liquide.

Purification • Estimer le volume approximatif de la solution aqueuse dans un grand bécher et, sous agitation, ajouter le même volume d’éthanol pour provoquer la précipitation de l’alginate de sodium. • Filtrer et laver le solide gélatineux à l’éthanol avant de le sécher sous vide ou à 50°C : on obtient l’alginate de sodium sous forme d’un solide blanc cassé.

Divers TP : • Bioplastique à partir du maïs • Synthèse de savon à partir d’huile végétale

Fiches ressources Bioplastique à partir de maîs Il existe des plastiques de différentes sortes, certains sont rigides et résistants à la chaleur, d'autres sont souples et fondent lorsqu'on les chauffe, et d'autres encore ont des propriétés élastiques. Texte : Sylvain Caillol Les plastiques font partie de notre vie quotidienne. Ils sont Conseillers scientifiques : Sylvain résistants et difficiles à dégrader. Cet avantage se retourne Caillol contre eux dès lors qu'ls sont répandu involontairement dans Contact : sylvain.caillol@enscm.fr la nature, au gré du vent. Il est donc nécessaire de remplacer 04 67 14 43 27 certains de nos emballages plastiques par des matériaux ayant les mêmes propriétés mécaniques, mais une capacité à se dégrader dans l'environnement beaucoup plus rapidement. Il s'agit ici de fabriquer un plastique biologique car issu du maïs, et biodégradable car pouvant être digéré rapidement dans l'environnement naturel. 1 Matériel * 2,5 g d'amidon de maïs (ou de fécule de pomme de terre) * 2 mL de glycérol (glycérine de pharmacie) * 0,5 mL de colorant alimentaire (facultatif) * 3 mL d'acide chlorhydrique * 3 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium (soude) 2 Mode opératoire * Préparer dans un ballon un mélange des ingrédients précédemment cités, à l'exception de la soude, ainsi que de 20 mL d'eau distillée. On remarque alors un changement de couleur dû à l’acidité du milieu. * Plonger le ballon dans un bain-marie à 100°C pendant 15 minutes tout en agitant. * Neutraliser la solution visqueuse par ajout de 3 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium . * Verser le contenu du ballon sur une plaque de verre. Rouler la solution uniformément sur la plaque avec un agitateur en verre. * Mettre la plaque dans une étuve à 110°C pendant environ 1h30. * Laisser sécher à l’air libre. * Enfin, décoller avec précaution le film de la plaque

Fiches ressources Savon d’huile végétale La réaction d'estérification permet de fabriquer des odeurs fruitées et parfums synthétiques, celle-ci est réversible et équilibrée en milieu acide. La réaction inverse s'appelle une hydrolyse acide. Il est aussi possible de réaliser une hydrolyse basique d'un ester, à l'aide d'une base forte. C'est la réaction de saponification et c'est comme cela que l'on fabrique, depuis des siècles, les savons. Avec cette expérience nous allons fabriquer un savon en quelque minutes !

Texte : Sylvain Caillol Conseillers scientifiques : Sylvain Caillol Contact : sylvain.caillol@enscm.fr 04 67 14 43 27

1 Précautions Outre les précautions en chimie qui sont d'usage, cette expérience comporte les attentions suivantes : L'hydroxyde de sodium NaOH et l'hydroxyde de potassium KOH sont des bases fortes, très corrosives. Il est important de se protéger les yeux avec des lunettes et de porter des gants et une blouse fermée. Bien se rincer les mains à l'eau courante après utilisation du savon, car il peut contenir un excès de NaOH ou KOH. Si votre peau est visqueuse après application du savon, c'est qu'il est trop corrosif ! Dans ce cas, rincez-vous bien les mains à l'eau courante pendant au moins 5 minutes en neutralisant avec du jus de citron ou du vinaigre. Recommencer la fabrication en réduisant la quantité de NaOH sans réduire la quantité des autres réactifs. Observez le savon obtenu après quelques jours laissé à l'air libre. Si vous observez des parties plus blanches comme si une poudre s'était formée en surface, il s'agit de carbonate de sodium. Cela signifie qu'il reste de l'hydroxyde de sodium dans le savon et qu'il est donc trop agressif pour la peau. 2 Matériel et produits Solution d'hydroxyde de sodium NaOH . Huile végétale au choix (olive, colza, noisette, pépin de raisin... ou n'importe quel mélange de ces huiles). Ballon à fond rond. Réfrigérant à eau. Support muni de pinces pour tenir le col du ballon et le réfrigérant. Chauffe Ballon. Pierre ponce. 3 Protocole Préparer le montage ci-contre : chauffe-ballon, ballon, réfrigérant à reflux (à boules ou chicanes), le tout tenu par une pince au niveau du rodage du ballon. Introduire 100 g d'huile choisie dans le ballon. Préparer la solution d'hydroxyde de sodium (aussi appelée lessive de soude): Peser exactement (au dixième de gramme près) la masse d'hydroxyde de sodium nécessaire pour saponifier l'huile choisie ; la placer dans un bécher. Huile utilisée Masse de NaOH

Fiches ressources Olive 12,9 g Colza 11,8 g Noisette 12,7 g Pépin de raisin 12,7 g Ces masses ont été calculées pour obtenir un savon surgras à 5%. Ajouter 30 mL d'eau pour dissoudre la soude. Faire tremper le bécher dans de l'eau froide pour dissoudre la soude plus rapidement. Ajouter votre solution de soude dans le ballon à l'aide d'un entonnoir, puis 5 mL d'éthanol . Mettre en route le chauffage, sous agitation, jusqu'à obtenir un reflux, pendant 30 minutes environ. 4 Explications Lorsqu'on ajoute l'huile, celle-ci reste au dessus de la solution de NaOH. En effet, la densité de l'huile est inférieure à celle de l'eau et, d'autre part, la densité de la solution de NaOH est supérieure à 1. De plus l'eau et l'huile ne sont pas miscibles. Nous avons donc deux phases bien séparées. Dans ces conditions, la réaction ne peut pas se dérouler avec une vitesse rapide, puisque les réactifs ne sont pas en contact intime. Il faudrait agiter fortement le mélange pour créer une fine émulsion et permettre aux molécules de se rencontrer. Dans l'industrie, on agite violemment pendant plusieurs heures. L'ajout d'éthanol ne change rien au début car il est encore moins dense que l'huile et donc flotte audessus. Cependant, c'est grâce à l'éthanol que les deux phases peuvent se mélanger plus facilement : l'éthanol est bien soluble dans l'eau (en toutes proportions) et va servir de tensioactif, c'est à dire de lien entre les molécules d'huile et la solution de NaOH. La réaction s'en trouve alors accélérée. L'agitation est dans ce cas assurée par l'ébullition douce du mélange en présence de pierre ponce (ayant pour rôle de réguler cette ébullition). La réaction de saponification peut s'écrire ainsi entre un ester et l'hydroxyde de sodium : On passe alors d'un ester au carboxylate de sodium et à l'alcool, c'est une hydrolyse basique de l'ester. Un savon est donc un mélange d'un sel d'acide carboxylique et d'alcool. On note que, contraire à l'estérification qui est une réaction équilibrée, la saponification est une réaction totale. Dans le cas de l'huile végétale, les esters que l'on rencontre sont des triesters formés à partir d'acides carboxyliques à longue chaîne carbonée, les acides gras : et le glycérol qui possède 3 fonctions alcool : Ces triesters sont appelés triglycérides : Comme il y a plusieurs acides gras mélangés dans les huiles, il existe un grand nombre de combinaisons de triglycérides. Ce sont de grosses molécules, à trois longues branches carbonées, d'où les propriétés hydrophobes et visqueuses des huiles. La réaction de saponification réalisée entre un triglycéride et NaOH peut donc s'écrire : Selon les dosages, le savon peut être plus ou moins dur. Si on le chauffe celui-ci devient mou et on peut le mouler plus facilement. D'autre part, il est possible de remplacer l'hydroxyde de sodium NaOH par de l'hydroxyde de potassium KOH . Les savons à base de NaOH sont généralement durs, alors que ceux à base de KOH sont liquides (comme le savon noir).

Fiches ressources Mais si le savon est constitué à partir des graisses (huile), comment se fait-il qu'il puisse enlever les tâches de graisses ? Pendant la saponification, les triglycérides sont transformés en carboxylates de sodium. Ces molécules possèdent une longue chaîne carbonée qui a beaucoup d'affinité avec les corps gras des tâches. Cette partie de la molécule est dite lipophile ("qui aime les graisses") ou hydrophobe ("qui n'aime pas l'eau"), on la symbolise souvent par un zigzag. De l'autre côté on trouve la partie qui est un sel et donc très soluble dans l'eau, que l'on appelle la tête hydrophile ("qui aime l'eau") ou lipophobe ("qui n'aime pas les graisse"), on la représente par un petit rond. Les molécules qui possèdent deux parties, l'une hydrophile, l'autre lipophile, sont appelées des tensioactifs : Elles sont donc capables de faciliter l'émulsion (le mélange) entre les graisses et l'eau de lavage. Si les eaux de lavage sont souvent troubles, c'est en raison de la formation de micelles ou petits globules de graisse entourés d'eau, stabilisés par les tensioactifs. Ceux-ci diffusent la lumière et donnent un aspect laiteux aux eaux usées : D'où l'action nettoyante des tensioactifs, que l'on retrouve dans toutes les lessives, savons, shampooings, gels-douche, produits d'entretien, etc. Il existe 4 sortes de tensioactifs selon la nature de la partie hydrophile : Tensioactifs anioniques : , par exemple les sulfonates Tensioactifs cationiques : , par exemple les sels d'ammoniums quaternaires Tensioactifs non-ioniques : , par exemple les alcools Tensioactifs amphiphiles : (à la fois cationique et anionique, dépend du pH) 5 Variantes On pourra améliorer son savon de plusieurs manières : En ajoutant des huiles essentielles parfumées, le savon sera parfumé. (Ne pas ajouter de parfum à base d'ester sinon celui-ci sera aussi hydrolysé !) Possibilité d'ajouter un colorant alimentaire en plus des réactifs pour colorer le savon (mais déconseillé) Ajout de sable fin pour la fabrication d'un savon abrasif qui décape mieux les mains, après une après-midi de bricolage par exemple ! En utilisant des huiles riches en acides gras insaturés, les fameux et (contenus naturellement dans les huiles), le savon sera plus souple et plus hydratant. En ajoutant un peu de glycérol avant d'agiter, le savon sera plus doux pour les mains (savon à la glycérine).

Structures â&#x20AC;˘ Trimatec

Fiches ressources Trimatec Texte : Conseillers scientifiques : Laura Lecurieux-Belfond, chargée de mission Algasud Contact : laura.lecurieux@poleTrimatec.fr, 04 67 85 69 78

Trimatec est un pôle de compétitivité axé sur les écotechnologies. Au service d’un réseau de PME et de laboratoires sur les régions LanguedocRoussillon, PACA et Rhône-Alpes, l’objectif de Trimatec est d’aider les acteurs locaux à développer leurs projets de Recherche et Développement et leurs projets industriels. Les quatre axes thématiques sur lesquels le pôle travaille sont : - les environnements confinés ; - les fluides supercritiques ; - les techniques séparatives et membranaires ; - la production et la valorisation des algues. Sur cette dernière thématique, Trimatec porte depuis le début de l’année 2009 une action collective, Algasud, qui vise à structurer un réseau d’acteurs dans le sud de la France sur la thématique algue. Portée en collaboration avec Transferts LR et ChemSud, et financée par la Région LanguedocRoussillon, l’Etat et l’Europe, Algasud rassemble une vingtaine d’entreprises, une douzaine de laboratoires de recherche, deux organismes de recherche, des associations d’entreprises, et collabore avec un réseau de plus de soixante acteurs.