[PDF] Les différentes facettes de la biodégradabilité des



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Dossier La Chromatographie Liquide HPLC

L a chromatographie dÕexclusion st rique (SEC), encore connue sous le nom de chromatographie perm ation de gel (GPC), est de loin la technique de s paration la plus utilis e pour analyser les polym res D crite en 1959 par Porath et Flodin pour des biomacromol cules, puis en 1963 par Moore pour des polym res synth tiques, la SEC a



1 Définition 2 Buts de la chromatographie

3 1 2 Si le substrat est un échangeur d’ion, on opère par chromatographie par échange d’ions 3 1 3 On peut utiliser la chromatographie sur gel perméable Elle permet d’obtenir des séparations de constituants de degrés de polymérisation différents dans un polymère 3 1 4



Les différentes facettes de la biodégradabilité des

Chromatographie d’exclusion stérique (SEC) Spectrométrie de masse (MS) Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) • Caractérisation des oligomères • Biodégradation des oligomères 4 Méthodes dévaluation de la biodégradabilité Spectrométrie de masse (MS) Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) Avant biodégradation Mw = 100-850 Da



Caractérisation des polymères CONTACTS par chromatographie

les 2 laboratoires sont équipés des dernières techniques de chromatographie liquide et en particulier des techniques de chromatographie d’exclusion stérique (SEC) Elles permettent la séparation des macromolécules selon leur taille et leur structure Les techniques de la plateforme sont multi-détection : • refractomètre





Gastric proteases of the Greenland cod Gadus ogac I

206 BIOCHEM CELL BI( 3L VOL 64 1986 understood owing to the lack of sufficient data on gastric proteases of different origin The Greenland cod (Gadus ogac) is an inshore



THESE Docteur l’Ecole Nationale Sup erieure d’Arts et M etiers

Remerciements Tout d’abord, je tiens a remercier l’ensemble des membres du Jury qui ont eu la t^ache d’examiner mon travail de th ese Merci a Monsieur Jean-Fran˘cois G erard, Professeur a

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Anne Marie Delort1& Emmanuelle Gastaldi2

BIODEGRADABILITE DES PLASTIQUESdu fondamental aux enjeux industriels BiocitechRomainville Paris -5 février 2020

1 Institut de chimie de Clermont-Ferrand, UMR 6264

CNRS-Université Clermont-Auvergne-Sigma, Clermont-Ferrand, France

A-Marie.Delort@UCA.fr

2Ingénieriedes Agropolymèreset Technologies Emergentes, IATE, UMR 1208

INRA -Montpellier SupAgro-Universitéde Montpellier, Montpellier, France

Emmanuelle.Gastaldi@umontpellier.fr

Les différentes facettes de la

biodégradabilité des plastiques : faits scientifiques, et fausses idées

Terrestre

Exploitation intensive des plastiques pour des applications très diversifiées Marin Accumulation déchets plastiques => dommages environnementaux

Contexte environnemental

1. Terminologie et classification des polymères

2. Biodégradabilité : description des mécanismes impliqués

polymère

5. Intérêt et limites des tests normalisés

6. Controverses et fakenews autour de la biodégradabilité

des plastiques

1. Terminologie et classification des polymères

Quelques définitions

Biodégradable : polymère ou

précises. Compostable: objet capable de se biodégrader en conditions de compostage normalisées et

répondant à des exigences spécifiques en termes de désintégration, composition et écotoxicité

de ses produits de dégradation Bioplastique: polymère biodégradable et/oubiosourcétotalement ou partiellement Biosourcé: polymère issu de la transformation de la biomasse (rapport 14C/12C)

Biopolymère: polymères formés à partir de biomolécules issues du vivant (protéines,

Biomatériau: matériau non vivant à visé thérapeutique et conçu pour interagir avec des

systèmes biologiques (terme réservé au domaine médical)

1. Terminologie et classification des polymères

Structure primaire CH, CHO, CHON

Liaisons et fonctions chimiques : carbone carbone, ester, amide, osidique Synthèse : biosynthèse vssynthèse chimique

Origine du carbone : biosourcévsfossile

Biodégradable vs non biodégradable

Etc.

Classification des polymères

1. Terminologie et classification des polymères

Structure primaire CH, CHO, CHON

C,H C,H,O C,H,O

C,H,O,N

1. Terminologie et classification des polymères

Liaisons et fonctions chimiques : carbone carbone, ester, amide, osidique C -C osidique ester amide

1. Terminologie et classification des polymères

Synthèse : biosynthèsevs synthèse chimique

BiosynthèseSynthèse chimique

Cellulose (ou amidon)

PHB : Poly (3-HydroxyButyrate)

PHBV : Poly (3-HydroxyButyrate-co-HydroxyValerate)

CH2-[CH2]n-CH2

CH2CHOH-[CH2CHOH]n-CH2

PE -Polyethylène

PVA -Poly VinylAlcool

PCL -Poly -caprolactone

PEA Poly Ester Amide

PBSA Poly Butylenesuccinate-co-butyleneadipate

1. Terminologie et classification des polymères

Origine du carbone : bio-sourcévsfossile

Bio-sourcéFossile ou partiellement biosourcé

Cellulose (ou amidon)

PHB : Poly (3-HydroxyButyrate)

PHBV : Poly (3-HydroxyButyrate-co-HydroxyValerate)

CH2-[CH2]n-CH2

CH2CHOH-[CH2CHOH]n-CH2

PE -Polyethylène

PVA -Poly VinylAlcool

PEA Poly Ester Amide

PBSA Poly Butylenesuccinate-co-butyleneadipate

PCL -Poly -caprolactone

1. Terminologie et classification des polymères

10

BiodégradableNon

Biodégradable

Bio-PE

Bio-PP

Bio-PET

Bio-basedPA PTT

Biopolymères

PLA* PHA

Starchblends

Protein

Polyesters biodégradables

fossiles ou partiellement biosourcés PBAT

PBS, PBSA

PCL

Polymères

Conventionnels

PE PP

2 concepts

Pétro-sourcé

Fin de vie

Bio-sourcé

Origine du carbone

* biodégradable uniquement en conditions de compostage industriel

Biodégradable vs non biodégradable

1. Terminologie et classification des polymères

1. Terminologie et classification des polymères

2. Biodégradabilité : description des mécanismes impliqués

polymère

5. Intérêt et limites des tests normalisés

6. Controverses et fakenews autour de la biodégradabilité

des plastiques

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

Biodégradation

Physique

Chimique=

Biologique

Mécanismes successifs ou

concomittants

FRAGMENTATIONDEGRADATIONBIO-ASSIMILATION

CO2+ H2O + ATP

Milieu aérobie

CH4+ CO2+ H2O + ATP

Milieu anaérobie

biotiqueabiotique >> biotique

Microorganismes

Dégradation superficielle

Sans diminution de Mw

abiotique & biotique

Coupure des chaînes polymères

et macromolécules en oligomères and monomères < 500 Da

Assimilation

Minéralisation

MACROSCOPIQUE MACROMOLECULAIREMOLECULAIRE

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

FRAGMENTATION

= DETERIORATION

Dégradation superficielle

Sans perte importante de qualités physico-chimiques

Sans diminution de Mw

abiotique >>>>> biotique phénomènes érosifs plus ou moins sévères sableuse, alternance de gels et de dégels etc.

DEGRADATION

2 grands types de mécanismes impliqués

abiotique & biotique Coupure des chaînes polymères et macromolécules en oligomères and monomères < 500 Da

OXYDATION

(O2)

HYDROLYSE

(H2O)

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

Aérobiose Anaérobiose Aérobiose

Cellule Microbienne

Enzymes

extracellulaires

Oligomères

Enzymes

Membranaires

Membrane cellulaire

Cytoplasme

EPS

BiofilmMécanismes

ABIOTIQUES

(hT°, O2,H2

Mécanismes complexes au niveau extracellulaire

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

Polymèrev

Polymère

Cellule Microbienne

Enzymes

extracellulaires

Oligomères

Enzymes

Membranaires

Membrane cellulaire

Transporteurs

membranaires

Cytoplasme

Biosurfactants

EPS

Biofilm

Enzymes

du métabolisme central

Petits oligomères

CO2CH4

ATP Métabolites

Biomasse

ABIOTIQUE

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

Mécanismes complexes au niveau cellulaire

Combinaison de mécanismes Abiotique et Biotique (Oxydation) Mn Mn Fe Mn Fe Fe

Lumière

Photo-oxydation

Thermo-oxydation

Chaleur

Oxydation

Formation des

Oligomères

Biodégradation

(Peroxydases, -Oxydation des

Acides gras)

Microorganismes

E xem ple du Polyéthylène contenant des additifs métalliques

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

Biodégradation impliquant les deux types de mécanismes

Hydrolyse et Oxydation

Exemple du PVA

Co-Métabolisme

entre deux Bactéries

Au sein de la même Bactérie

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

BIO-ASSIMILATION

= minéralisation biotique

2. Biodégradabilité: description des mécanismesimpliqués

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