Développement des nouvelles voies de valorisation de la séricine de soie

Development of new ways of sericin valorization

• Auteur / Autrice : Rémi Bascou
• Direction : Erwann Guénin, Alla Nesterenko
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et Bioprocédés : Transformations intégrées de la matière renouvelable (EA-4297)
• Date : Soutenance le 03/10/2023
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Transformation Intégrée de la Matière Renouvelable / TIMR

Mots clés

Mots clés contrôlés

Coproduits

Déchets industriels -- Élimination

Chimie verte

Mécanochimie

Surfactants

Lipopeptides

Émulsions

Extraction (chimie)

Bombyx du mûrier

Soie

Protéines

Mots clés libres

Séricine

Valorisation

Proteins

Extraction

Sericin

Valorization

Emulsions

Lipopeptides

Surface active agents

Mechanical chemistry

Silk

Silkworms

Green chemistry

Résumé

La demande mondiale en agent de surface s’est intensifiée avec l’augmentation de la population et la récente crise du COVID-19 accélérant la nécessité de leur production. Le développement de tensioactifs verts est une alternative qui permet de remplacer les tensioactifs conventionnels issus de la pétrochimie et de satisfaire la tendance des consommateurs à se tourner vers des produits de plus en plus naturels et plus respectueux de l’environnement. De nombreux tensioactifs provenant de la biomasse ont vu le jour mais représentent une concurrence directe à l’industrie alimentaire. Parmi les matières premières non alimentaires, la séricine de soie est une protéine naturelle produite par les vers de Bombyx mori et qui est un co-produit de l’industrie textile présent dans les effluents industriels. Cette thèse se place dans un contexte de valorisation de la séricine. L’objectif est d’agrandir ses applications en passant par la compréhension de ses propriétés et son potentiel d’utilisation en tant qu’agent de surface bio-sourcé. Différents axes d’étude ont été empruntés dans cette thèse. L’extraction de la séricine a été étudiée de façon à respecter les principes d’une chimie durable en évitant la présence de produits chimiques. Les propriétés de la séricine ont été décrites afin de permettre sa valorisation. Une première voie de valorisation a été l’utilisation de la séricine en tant qu’agent de surface, seule ou en combinaison avec un tensioactif pour stabiliser des émulsions huile-dans-eau. La deuxième voie de valorisation était d’utiliser la séricine fonctionnalisée dans l’élaboration de molécules amphiphiles et étudier leurs propriétés d’adsorption aux interfaces ainsi que leur capacité d’auto-assemblage. Cette étude a été réalisée en apportant une dimension de valorisation respectant les principes de la chimie verte. Les nouvelles voies de synthèse utilisant la mécanochimie ont été empruntées ce qui a permis de réduire la quantité de déchets générés. Les résultats obtenus sont prometteurs et offrent des perspectives intéressantes pour accéder à des produits bio-sourcés de haute valeur ajoutée.

Global demand for surfactants has intensified with population growth and the recent COVID-19 crisis accelerating the need for their production. The development of green surfactants is an alternative to conventional petroleum-based surfactants and satisfy the consumer trend towards more natural and environmentally friendly products. Several surfactants from the biomass have been developed, but they are in direct competition with the food industry. Among the non-food raw materials, silk sericin is a natural protein produced by the Bombyx mori worms, and it is a textile industry by-product present in industrial effluents. This thesis is set in a context of sericin valorization. The aim is to expand its applications through the understanding of its properties and its potential use as a bio-sourced surfactant. Various research axis were investigated in this thesis. The extraction of sericin was studied following the principles of sustainable chemistry by avoiding the presence of chemicals. The properties of sericin were described to enable its valorization. The first valorization way was to use the sericin as a surfactant, either alone or in combination with a surfactant for the oil-in-water emulsions stabilization. The second way was to use functionalized sericin to develop amphiphilic molecules, and to study their adsorption properties at interfaces as well as their self-assembly capacity. This study was carried out following the principles of green chemistry. New synthesis pathways using mecanochemistry have been adopted, reducing the amount of waste generated. The results obtained are promising and offer interesting prospects for accessing to high value-added bio-sourced products.