un éco-procédé chimique innovant et exclusif

Zoom sur la sonochimie

La valorisation de la renouée du Japon s’inscrit au cœur de la démarche portée par Rhizomex. Afin d’extraire le resvératrol, un actif naturel très recherché dans le secteur de la cosmétique et de la nutraceutique, nous nous appuyons sur un éco-procédé respectant les principes de la chimie verte et mettant en jeu la sonochimie. Grégory Chatel, notre partenaire et enseignant-chercheur au Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (LCME) de l’Université Savoie Mont Blanc, nous présente les caractéristiques de ce type d’éco-extraction.

 

Efficacité et impact environnemental réduit…
Les  avantages de l’éco-extraction par sonochimie

La production de molécules aux propriétés anti-oxydantes peut être réalisée par synthèse chimique, par fermentation ou par extraction à partir de sources végétales. Les extractions à échelle industrielle sont essentiellement obtenues par chauffage de suspensions solides, par macération ou par catalyse enzymatique. Ces techniques nécessitent l’utilisation de solvants ayant un impact négatif sur l’Homme et l’Environnement (solvants chlorés tel que le dichlorométhane, solvants apolaires tel que l’hexane, solvants organiques polaires tel que le méthanol), une consommation énergétique importante (chauffage à plusieurs milliers de watts, pertes d’énergie, réacteurs double-enveloppes pour le refroidissement), des investissements coûteux et/ou des temps d’extraction importants (plusieurs heures pour le chauffage à reflux jusqu’à une semaine pour une digestion enzymatique).

Le procédé sonochimique développé en exclusivité par le LCME respecte les principes de la chimie verte. Il permet d’obtenir, à partir de broyats de rhizomes de renouée du Japon, des polyphénols déjà présents sur le marché comme le resvératrol avec un impact environnemental fortement réduit.

 

Un éco-procédé innovant basé sur les ultrasons

Le terme « sonochimie » est utilisé pour décrire les processus chimiques et physiques qui se produisent en solution grâce à l’énergie apportée par les ultrasons. Les effets des ultrasons sont liés directement au phénomène de cavitation qui correspond à la formation, à la croissance et à l’implosion de bulles de gaz dans un milieu liquide (cf. schémas). La brusque implosion de ces bulles de gaz de quelques micromètres de diamètre est accompagnée d’effets locaux très intenses, mécaniques et chimiques, à la base de l’ensemble des applications de la sonochimie.

Représentation schématique du phénomène de cavitation. (Source : L’actualité chimique)

 

En implosant en moins d’une microseconde, ces microbulles de cavitation induisent localement, au sein de la bulle, des températures d’environ 5000 K, des pressions proches de 1000 bars et des vitesses de réchauffement et de refroidissement supérieures à 1010 K.s-1. En plus des chocs divergents au voisinage immédiat de la bulle, des jets liquides violents se produisent à proximité des parois solides avoisinant la bulle, avec une vitesse de l’ordre de 100 m.s-1.  Chaque bulle formée, de quelques micromètres de diamètre, agit ainsi comme un microréacteur qui produit différentes espèces réactives et de la chaleur lors de son implosion.

Vous souhaitez approfondir vos connaissances sur la sonochimie ? Vous pouvez télécharger le dossier consacré au sujet par la revue L’actualité chimique.