Ying YAN

Composition du jury

• M. Romain KAPEL, Professeur, Université de Lorraine, Rapporteur
• Mme Loubna FIRDAOUS,  Maîtresse de conférences, Université de Lille, Rapporteure
• Mme Laurence MUHR, Professeure, Université de Lorraine, Examinatrice
• M. Giancarlo CRAVOTTO, Professeur, University of Turin (Italie), Examinateur
• Mme Delphine PRADAL, Enseignante-Chercheuse, ICAM, Examinatrice

Mots-clés : Valorisation des déchets alimentaires, Acide sinapique, Chromatographie d'adsorption, Filtration membranaire, Extraction par solvant en contacteur membranaire, Analyse du cycle de vie

Résumé : La récupération de composés à valeur ajoutée issus de sous-produits agro-industriels joue un rôle clé dans le développement d’une bioéconomie durable. Le son de moutarde a été identifié comme une source prometteuse de composés phénoliques, en particulier la sinapine, un ester de choline de l’acide sinapique (AS), représentant environ 80 % w/w des composés phénoliques, et convertible en AS libre par hydrolyse. L’AS suscite un intérêt croissant en raison de ses propriétés biologiques attrayantes: antioxydantes, anti-inflammatoires et antibactériennes, en faisant une cible de valorisation industrielle. Cependant, les études montrent des teneurs et puretés en AS relativement faibles (0,5 - 3,5 % w/w) dans divers extraits de son de moutarde, soulignant le défi que représente sa purification. Ce travail évalue le potentiel et l’efficacité de procédés de séparation individuels et combinés pour la récupération de l’AS à partir d’un hydrolysat de son de moutarde, et met l’accent sur les performances techniques et leur impact environnemental.

La première partie de ce travail porte sur l’étude de la purification de l’AS par procédé de chromatographie d’adsorption. En mode statique, les cinétiques d’adsorption, les isothermes d’équilibre et les tests de désorption de quatre résines adsorbantes macroporeuses ont été étudiés. L’optimisation du processus dynamique a été réalisée sur la résine la plus performante. La deuxième partie de ce travail s’est concentrée sur l’amélioration de la pureté de l’AS en combinant filtration membranaire et chromatographie par adsorption. Les performances de deux membranes d’ultrafiltration (UF) et de trois membranes de nanofiltration (NF) ont été évaluées et les membranes les plus adaptées de chaque type ont été sélectionnées. Ni l’UF ni la NF seules n’ont permis d’augmenter significativement la pureté de l’AS, mais leur association avec l’adsorption améliore les performances de ce dernier procédé. La troisième partie du travail s'est concentrée sur la récupération de l’AS par extraction par solvant en contacteur membranaire (CM) utilisant l'éther méthylique de cyclopentyle comme phase organique, en mettant l'accent sur les mécanismes et les performances du transfert de masse. La dernière partie du travail s'est concentrée sur l'évaluation de l'impact environnemental de ces trois procédés de séparation à l'échelle du laboratoire, à travers une analyse du cycle de vie préliminaire.

Ces travaux contribuent à améliorer les performances des procédés d’obtention de l’AS biosourcé et apportent des éclairages sur leurs mécanismes sous-jacents. De plus, ils démontrent le fort potentiel des procédés couplés pour améliorer la pureté de l’AS et pourraient être appliqués à des composés phénoliques comparables.