La « techno » du collégial en trois images

« Les 46 centres collégiaux de transfert de technologie (CCTT) et leur association, formant le Réseau Trans-tech, sont souvent cités comme un modèle de développement pour la recherche collégiale. Et au cœur de plusieurs de ces centres battent d'imposantes technologies ». Sébastien Piché

Deux technologies en une au CNETE

Au Centre national en électrochimie et en technologies environnementales (CNETE) du collège de Shawinigan, cette plateforme expérimentale présente l’originalité de coupler une technologie de production par fermentation et une technologie de séparation et de purification. Cela permet de produire une grande variété de substances : protéines d’intérêt, vaccins, enzymes (telles les lipases, entrant dans la formulation des détergents), biosurfactants, biopesticides, bactéries (E. coli recombinant, bactéries lactiques ou probiotiques), levures et pichia recombinantes pour les applications industrielles.

Des substances solubles (protéines, sources de carbone, vitamines et minéraux) aseptisées sont mises en solution et transférées dans les deux bioréacteurs, ou fermenteurs, en verre de 14 L (on en aperçoit deux) où s’enclenche une cinétique de fermentation ou de culture, selon le procédé. L’énergie chimique est convertie en une autre forme d’énergie directement utilisable par le métabolisme cellulaire. À l’étape suivante, les molécules ou la biomasse sont séparées, extraites ou purifiées dans le banc de filtration, et le produit séparé ou concentré se retrouve alors dans le contenant en inox à droite.

Selon Hassan Chadjaa, titulaire de la Chaire de recherche industrielle du CRSNG sur les bioprocédés et les technologies de fermentation et responsable scientifique du CNETE, « cela peut commencer par la filtration et finir par l’une ou l’autre des techniques de purification fine, par échange d’ions, purification d’affinité, etc., selon le degré de pureté souhaité ». Pour les applications industrielles ou environnementales, ce degré varie entre 90 % et 95 %; pour les applications pharmaceutiques, on pousse jusqu’à 99,999 %, pour limiter au maximum la présence des allergènes et des contaminants biologiques indésirables, telles les endotoxines.

Unité d’extraction supercritique au CÉPROCQ

Le Centre d’études des procédés chimiques du Québec (CÉPROCQ) est affilié au collège de Maisonneuve. Ses principaux axes de recherche sont les technologies environnementales et les technologies bio-industrielles, et notamment les procédés d’extraction écoresponsables.

Le CÉPROCQ est doté d’unités d’extraction pour traiter et valoriser les eaux polluées et pour extraire des molécules à haute valeur ajoutée provenant de différents types de biomasse. Une installation laboratoire (capacité : 100 g de matière) permet d’optimiser les paramètres d’extraction de molécules à haute valeur ajoutée provenant de différentes matières premières. Une fois les conditions optimales trouvées, l’unité pilote supercritique montrée sur la photo permet de produire à plus grande échelle les molécules demandées (capacité : 1,5 kg de matière).

Selon Serge Alex, chercheur au CÉPROCQ, « cette installation est à la pointe de la chimie verte, puisqu’elle utilise un solvant vert, le CO₂, à la fois non dangereux pour la santé et recyclable (le CO₂ circule en circuit fermé dans l’unité). De plus, comparés aux méthodes classiques, les extraits obtenus n’ont pas besoin de subir des traitements postérieurs d’évaporation, car à la sortie de l’unité, le CO₂ repasse sous forme de gaz par simple dépressurisation ». Ainsi, on obtient un extrait de très haute pureté. Un couplage avec l’ultrason peut aussi être ajouté sur l’unité pilote afin d’améliorer les rendements d’extraction pour les molécules plus difficiles à extraire.

Le CÉPROCQ possède également une installation de micronisation, ou production de poudres très fines (100 à 500 µm), pour augmenter la réactivité d’un produit.

Un réacteur polyvalent au CSPP

Il a l’air bien tranquille comme ça, mais cet appareillage que l’on peut voir au Centre spécialisé en pâtes et papiers (CSPP) du cégep de Trois-Rivières s’appelle un « réacteur agité ». D’une capacité de 0,74 m3 (Pmax 800 kPag, Tmax 175 °C), il a plusieurs usages. On peut y placer, selon une pratique bien établie, de la pâte à papier que l’on veut blanchir en y injectant de la vapeur et de la liqueur de blanchiment, ou, de façon moins traditionnelle, du gaz – l’ozone, par exemple.

« Dans les projets de bioraffinage, nous dit Mario Parenteau, directeur du CSPP, on utilise maintenant ce type de réacteur pour le traitement de la biomasse de toute nature telles les tiges de maïs. On parle alors de prétraitement pour la production d’un sucre cellulosique qui pourra servir à la production de bioéthanol de deuxième génération ou encore pour la culture algale. » D’autres projets visent l’extraction de composés chimiques de la biomasse qui peuvent être par la suite transformés en molécules d’intérêt pour l’industrie chimique (chimie verte).

Fait intéressant, plusieurs projets impliquant l’utilisation de cet équipement pour le prétraitement de la biomasse se prolongent dans des établissements possédant des expertises dans des procédés chimiques ou biologiques complémentaires. Il s’agit pour l’instant de deux CCTT, soit le Centre national en électrochimie et en technologies environnementales (CNETE) du collège de Shawinigan et le Centre technologique des résidus industriels (CTRI) du cégep de l’Abitibi-Témiscamingue, de même que de l’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR).