Doctorats en cours
[Date de démarrage : novembre 2023 ]
Emma KIENY
ProtExtWood, valorisation des composés extractibles d’arbres guyanais de rangs taxonomiques variés, pour le développement de moyen de protection des bois blancs
- Co- directeurs : Julie BOSSU (UMR EcoFoG); Marie-France THEVENON et Kevin CANDELIER (BioWooEB)
- Financeurs : ADEME et Cirad
- Partenaires associés : Lermab (Université de Lorraine), Institut Charles Gerhardt (Université de Montpellier), Université des Andes (Colombie), Université Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Brésil)
- ED 587 (Université de Guyane)
Résumé
Cette thèse a pour objectif de proposer une nouvelle voie de transformation des produits issus du bois afin d’optimiser la valorisation de la biomasse forestière guyanaise, comme modèle innovant pour améliorer l’efficacité environnementale et économique de la filière bois tropical.
La variabilité et la richesse de la composition chimique des bois (principalement celle des composés extractibles) fait aujourd’hui l’objet de travaux de recherche portant sur le développement de molécules et matériaux biosourcés. Néanmoins, il existe encore trop peu de données sur la nature et les activités des extractibles du bois, ce qui est d’autant plus vrai en Guyane. Les traitements par imprégnation de solutions formulées à partir de ces composés peuvent constituer une méthode alternative aux traitements chimiques, afin d’améliorer la durabilité naturelle des bois sensibles (soit leur résistance aux agresseurs biologiques comme les champignons et les termites).
Les travaux proposés par ce projet visent à identifier / isoler / transformer des substances naturelles d’intérêt extraites à partir de plus de 35 espèces d’arbre guyanais pour développer des produits de protection performants. Ces nouveaux biotraitements peuvent notamment permettre d’améliorer les performances des bois dits « blancs » aux propriétés technologiques intéressantes mais délaissés à ce jour en raison de leur faible durabilité naturelle face aux organismes lignivores. Dans un contexte de demande accrue en produits issus du bois pour la construction lorsque la préservation du couvert forestier amazonien est aussi une priorité, les travaux proposés répondent à un double enjeu :
- identifier une nouvelle voie de valorisation pour les produits issus du bois considérés comme résidus (connexes d’essences commerciales ou essences abondantes non valorisées) via la production de molécules à haute valeur ajoutée pour le développement de biotraitements ;
- conserver la biodiversité forestière, en diversifiant l’offre d’essences locales performantes pour un emploi dans la construction avec l’intégration des bois « blancs », pour réduire la pression sur les essences commerciales majoritaires et éviter l’importation de bois traités.
Ces travaux permettront d’améliorer nos connaissances et notre maîtrise du transfert de durabilité aux bois blancs par l’emploi de méthodes en chimie verte.
Ce projet a pour finalité l’émergence d’une nouvelle chaîne de valeur : la production locale de matériaux biosourcés pour le secteur de la construction, grâce au développement d’un nouveau principe d’éco-conception basé sur la bio-inspiration (en employant les méthodes naturelles mises en place par les arbres pour se défendre contre les attaques biologiques).
Avancées
Février 2024 : Démarrage des premiers échantillonnages
Dans la première partie de ma thèse, la composition chimique de 45 espèces d’arbres repartis dans 17 familles botaniques va être étudiée. L’objectif étant de réaliser une cartographie associant les différentes familles de molécules chimiques contenues dans les différents bois à leur activité biocide (anti-fongique et anti-termite). Pour cela, des analyses chimiques vont être réalisées : chromatographie liquide et gazeuse couplé à la spectrométrie de masse (LC-MS et GC-MS) et de la spectrométrie proche infrarouge (NIRS). Selon les résultats, les espèces seront sélectionnées en prenant en compte 3 critères : Abondance de l’espèce, rendement en extractibles et efficacité de leur activité biocide. Ces extractibles, issus de bois naturellement durables, seront ensuite incorporés dans les bois blancs, peu durables, afin de réaliser un transfert de durabilité et ainsi augmenter leur résistance face aux attaques de termites et de pourritures.
Méthodes d’échantillonnage
Le prélèvement des échantillons est directement réalisé sur l’arbre sur pied. A l’aide d’une perceuse thermique équipé d’une mèche type charpentière, nous récupérons des copeaux de bois de cœur. Pour empêcher l’accès au cœur de l’arbre de toutes attaques biologiques, les trous sont ensuite rebouchés avec des bouchons en bois.
Publications
Emma Kieny, Kévin Candelier, Louis Mihle, Yannick Estevez, Cyrielle Sophie, et al.. The Potential of Wacapou (Vouacapoua americana) Extracts to Develop New Biobased Protective Solutions for Low-Durability Wood Species.Journal of Renewable Materials, In press, ⟨10.32604/jrm.2024.056731⟩. ⟨hal-04737619⟩
Prix poster : Emma Kieny « Impact of natural ageing of five Guyanese wood residues on their extractive's chemical composition and anti-termite activity », GDR Bois, ESB Nantes, Novembre 2024