A-I.5.5.2. Dégradation enzymatique de poly(acide
lactique)
Les enzymes jouent un rôle important dans le
mécanisme de dégradation des polymères. La
dégradation enzymatique des polyesters aliphatiques par hydrolyse est un
processus qui se fait en deux étapes. La première étape
consiste à l'adsorption de l'enzyme sur la surface de substrat et la
seconde étape consiste en l'hydrolyse des liaisons esters de substrat
(Y. Tokiwa, 2006).
Williams (D. F. Williams, 1981) a
été le premier qui a étudie la dégradation
enzymatique de LPLA au moyen de l'enzyme protéinase de T. album. Par la
suite, Oda Y. et al. (Y. Oda, 2000) ont examiné la
dégradation enzymatique de L-PLA à 50 °C en utilisant 56
protéases commerciales. Cette étude a montrée que les
protéases neutres et acides ont peu ou pas d'effet sur l'activité
de dégradation de L-PLA, mais certaines protéases alcalines
dérivées de Bacillus spp. ont montrés une
activité de dégradation remarquable de L-PLA (Y. Tokiwa,
2006). Enfin, pour montrer la sensibilité de la
dégradation de PLA vis-à-vis des enzymes, une exposition
enzymatique pendant 48 h de PLA pur a peut provoquer une dégradation de
20 % de son poids total (J.-F. Zhang, 2005).
Le tableau 3 suivant résume les différents
microorganismes et leurs enzymes correspondants responsables de la
dégradation de poly(acide lactique).
Tableau 3. Microorganismes responsables de la
dégradation de PLA (Y. Tokiwa, 2006).
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Microorganisme
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Type d'enzyme
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Poly(acide lactique)
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Amicolatopsis sp. (HT 32)
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Protéase
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L-PLA
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Amicolatopsis sp. (3118)
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Protéase
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L-PLA
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Amicolatopsis sp. (KT-s-9)
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Protéase
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L-PLA
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Amicolatopsis sp. (41)
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Protéase
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L-PLA
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Amicolatopsis sp. (K104-1)
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Protéase
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L-PLA
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Lentzea waywayandensis
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Protéase
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L-PLA
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Kibdelsporangium aridum
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Protéase
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L-PLA
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Tritirachium album ATCC 22563
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Protéase
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L-PLA
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Brevibacillus
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Protéase
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L-PLA
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Bacillus stearothermophilus
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Protéase
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D-PLA
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Geobacillus thermocatenulatus
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Protéase
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L-PLA
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Bacillus sinithii (PL 21)
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Lipase (esterase)
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L-PLA
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Paenibacillus amylolyticus (TB-13)
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Lipase
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DL-PLA
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Cryptococcus sp. (S-2)
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Lipase (Cutinase)
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L-PLA
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A-I.6. Production industrielle durable de poly(acide
lactique)
Le développement durable est définit comme un
développement qui répond aux besoins des
générations actuelles, sans compromettre la capacité des
générations futures de répondre aux leurs. Le
développement durable est basé sur trois axes principaux qui sont
l'économie, l'environnement et la société (E. T.
H. Vink, 2003).
Récemment, produits, processus et technologie ont
été jugés pour leur durabilité globale. L'analyse
du cycle de vie est l'une des méthodes utilisées pour la
quantification de la durabilité des produits ou processus. Elle prend en
considération plusieurs facteurs : la matière première, le
transport, fabrication du produit, fin d'utilisation et enfin
l'élimination du produit. Autrement dit, l'analyse du cycle de vie
commence à partir de l'extraction de la matière première
utilisée pour la fabrication du produit jusqu'à
l'élimination de ce dernier (i.e. produit) dans les décharges,
incinération ou recyclage (S. Madival, 2009).
Afin de répondre aux besoins du marché
international d'une part et réaliser une production beaucoup plus propre
en respectant les douze principes de la chimie verte d'autre part, une
multitude de société (Tableau 4) ont développé la
production et la qualité de poly(acide lactique) (E.
Aurélie, 2007).
Tableau 4. Les principaux acteurs de la
production de PLA à travers le monde (E. Aurélie,
2007).
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Logo
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Nom de polymère
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Pays
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Société
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Natureworks®
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Cargill Dow
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Solanyl®
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Polymix
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HM® LM®
XM®
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HYCAIL
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Lacea®
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MitsuiChemical
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Galactic®
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Galactic
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Biophan®
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Treofan
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Biop®
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Biopolymer Technologies AG
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La société Cargill Dow basée aux USA,
issue de l'association du groupe agro-alimentaire « Cargill et de
l'industrie chimique Dow chemicals » est leader dans la production des
plastiques à partir des ressources renouvelables. Le projet de
développement de poly(acide lactique) a été lancé
par la société Cargill Inc en 1988. En 1997, le PLA produit par
Cargill Dow a été commercialisé sous le nom commercial
NatureWorksTM (E. T. H. Vink, 2003).
La société Cargill Dow utilise la voie de
polymérisation par ouverture de cycle de lactide pour la production de
poly(acide lactique) (figure 16) (f. E. Henton, 2005).
Figure 16. Processus de préparation sans
solvant de poly(acide lactique) (D. E. Henton, 2005).
Le processus de fabrication de PLA par Cargill Dow est
avantageux pour plusieurs raisons (D.
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