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RÉSUMÉ
L'origine des tanins, leur évolution historique, leur chimie, leurs réactions et leurs applications sont décrites dans cet article. Des applications anciennes et établies sont décrites, ainsi que les applications les plus récentes qui promettent d’avoir un impact industriel dans le futur. Les points essentiels de chaque application, les verrous et leur chance d’application industrielle sont discutées brièvement. L’article présente des applications historiques de tanins, cuir, ou médecine traditionnelle, des applications plus récentes mais déjà industrialisées et d'autres en voie de développement ainsi que la modernisation de quelques applications plus anciennes.
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Antonio PIZZI : Professeur - Laboratoire d’étude et de recherche sur le matériau bas (LERMAB) - Université de Lorraine, Épinal, France
INTRODUCTION
Les tanins sont des produits naturels que l’on retrouve dans la plupart des plantes supérieures. Le nom « tanin » provient de l’utilisation de cette classe de composés utilisés dans le processus de tannage du cuir. Les tanins se présentent généralement sous diverses formes, allant de poudres amorphes blanches aux poudres amorphes blanc cassé, de substances pâteuses brillantes, presque incolores, aux poudres brun rougeâtre lorsqu’elles sont produites par séchage et par pulvérisation. Ils sont connus pour leur goût astringent.
Les tanins sont produits dans presque toutes les parties de la plante, à savoir les graines, les racines, l’écorce, le bois et les feuilles, en raison de leur rôle fondamental dans la défense contre les insectes, les infections alimentaires, les champignons ou les bactéries. Le mécanisme de défense repose sur la capacité des tanins à complexer les protéines de façon irréversible. Ils sont également considérés comme l’un des composants permettant de réduire efficacement les maladies cardiovasculaires, voire de soulager certaines formes de cancer dans le cadre de régimes alimentaires riches en fruits et légumes. En plus de leurs effets sur la santé humaine, les tanins sont aussi importants pour le bien-être des ruminants : les fourrages riches en protéines comme la luzerne peuvent déclencher la production de méthane piégé sous forme de mousse protéique pouvant entraîner la mort de l’animal. Les tanins empêchent la météorisation en interagissant avec les protéines alimentaires, la salive et les cellules microbiennes du ruminant, ce qui altère leur processus digestif et empêche les protéines solubles de la plante d’interagir au même degré dans le rumen.
Ayant atteint une certaine maturité technologique pour de nouvelles applications industrielles, et plus seulement pour les applications traditionnelles pour lesquelles ils sont utilisés depuis des siècles, les tanins, produits très réactifs, présentent une très grande flexibilité pour un grand nombre d’applications très variées dans des domaines très différents, depuis les résines aux plastiques en passant par les produits pharmaceutiques. Le problème de leur utilisation ne provient pas de leur applicabilité mais de leur approvisionnement. Bien que des millions de tonnes puissent potentiellement être extraites de l’écorce d’arbres relativement communs et d’autres sources telles que les déchets de raisins après le pressurage du vin, le nombre d’usines existantes demeure relativement limité et la production mondiale actuelle avoisine les 220 000 tonnes/an. Ainsi, le goulot d’étranglement est la construction de nouvelles usines d’extraction pour que les tanins soient exploités de manière extensive dans les nombreuses applications industrielles existantes ou en développement. Cela suscite toutefois un intérêt, car ces dernières années, un petit nombre de nouvelles usines d’extraction ont été construites, comme à Sumatra, ou sont en construction, comme au Chili. Après un rappel de l’origine et des propriétés des tanins, ainsi que de ses différentes techniques d’extraction, l’article s’attache à les mettre en lien avec de potentielles applications, en tenant compte de leur valeur ajoutée. Un aperçu est alors donné du matériau candidat.
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Les principales techniques d’extraction industrielle des tanins naturels
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1. Tanins : origine et propriétés
L’histoire de la chimie des tanins a commencé vers le milieu du XVIIe siècle lorsque le chimiste italien Giovannetti a étudié les interactions entre les solutions de fer et les substances appelées alors « astringents ». En 1772, les chercheurs de l’université de Dijon ont été les premiers à identifier la présence d’un acide dans ces composés ; cet acide a ensuite été isolé par Scheele et s’est révélé être de l’acide gallique. Sur la base des expériences de Deyeux et Bartholdi, poursuivies par Proust à la fin du XVIIIe et au début du XIXe siècle, les tanins ont été officiellement reconnus comme un groupe discret de molécules qui diffèrent suivant leur teneur en acide gallique. Le grand essor de l’industrie d’extraction de tanins a commencé autour de 1850 à Lyon, ou le tanin a été utilisé comme tannate de fer pour la coloration en noir de la soie destinée aux blouses féminines . Après une dizaine d’années et la fin de la mode des blouses noires, de nombreuses faillites et regroupements d’usines, les fabricants de tanins ont été capables de convaincre l’industrie du cuir d’utiliser le tanin à la place des copeaux de chêne avec une économie considérable du temps de tannage (passage de 12 mois à 28 jours en utilisant l’extrait de tanin) . Le traitement du cuir a été la deuxième grande période de la valorisation industrielle du tanin. Au début du XXe siècle, la France était le premier pays producteur de tanins en Europe. Cette activité était directement liée à l’industrie du cuir. En 1913, la France produisait 146 000 tonnes de tanins de châtaignier dont 50 000 tonnes étaient destinées au marché français. 100 000 tonnes étaient...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CALLER (L.) - Le Fabbriche Italiane de Estratto di Castagno. - Silva, S. Michele Mondovi (CN), Italy (1989).
-
(2) - PIZZI (A.) - Tanin-based adhesives. - In Wood Adhesives Chemistry and Technology. Marcel Dekker, New York (1983).
-
(3) - GIOVANDO (S.), PIZZI (A.), PASCH (H.), PRETORIUS (N.) - * - ProLigno, 9(1), p. 22 (2013).
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(4) - RADEBE (N.), RODE (K.), PIZZI (A.), GIOVANDO (S.), PASCH (H.) - * - J. Appl. Polym. Sci., 128, p. 97 (2013).
-
(5) - PIZZI (A.), PASCH (H.), RODE (K.), GIOVANDO (S.) - * - J. Appl. Polym. Sci., 113, p. 3847 (2009).
-
(6) - PASCH (H.), PIZZI (A.) - * - J. Appl. Polym. Sci. 85, p. 429 (2002).
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