EP4308652A1 - Procédé d'ensemencement d'une matière lignocellulosique solide avec une biomasse fongique - Google Patents

Procédé d'ensemencement d'une matière lignocellulosique solide avec une biomasse fongique

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Publication number
EP4308652A1
EP4308652A1 EP22715588.4A EP22715588A EP4308652A1 EP 4308652 A1 EP4308652 A1 EP 4308652A1 EP 22715588 A EP22715588 A EP 22715588A EP 4308652 A1 EP4308652 A1 EP 4308652A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lignocellulosic material
solid
composition
screws
composite material
Prior art date
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Pending
Application number
EP22715588.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Virginie Vandenbossche
Sana Raouche
Isabelle Gimbert
Christine DELGADO RAYNAUD
William Tapia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aix Marseille Universite
Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement
Institut National Polytechnique de Toulouse INPT
Original Assignee
Aix Marseille Universite
Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement
Institut National Polytechnique de Toulouse INPT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aix Marseille Universite, Institut National de Recherche pour lAgriculture lAlimentation et lEnvironnement, Institut National Polytechnique de Toulouse INPT filed Critical Aix Marseille Universite
Publication of EP4308652A1 publication Critical patent/EP4308652A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G18/00—Cultivation of mushrooms
    • A01G18/20—Culture media, e.g. compost
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/007—Modification of pulp properties by mechanical or physical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material

Definitions

  • the invention relates to a process for seeding a solid lignocellulosic material with at least one filamentous fungus with a view to its development.
  • the invention also relates to a process for manufacturing a solid object in which is used such a solid lignocellulosic material seeded with at least one filamentous fungus and a solid object made of composite material obtained by such a process.
  • Such a process for seeding at least one filamentous fungus in a solid lignocellulosic material with a view to its development finds its applications in the field of the manufacture of solid objects in composite materials obtained essentially - in particular entirely - from natural biological resources - in particular natural plant resources - which are inexpensive and renewable. Such composite materials therefore have a low cost price, given the recovery of waste and constitute an alternative to the use of fossil resources which are not renewable.
  • Such a method is of particular interest to the more general field of the recovery of plant resources, such as for example plant waste -in particular plant waste from agriculture or the food industry-, by which such vegetable waste is transformed into composite materials which are no longer waste.
  • plant resources such as for example plant waste -in particular plant waste from agriculture or the food industry-, by which such vegetable waste is transformed into composite materials which are no longer waste.
  • the expression “lignocellulosic material” denotes any natural material comprising at least one cellulose, at least one hemicellulose and/or at least one lignin;
  • the expression “filamentous fungus” designates any multicellular eukaryotic organism, the vegetative apparatus of which is in the form of filaments or hyphae, giving the vegetative apparatus, by visual observation at the macroscopic scale, a cottony appearance;
  • the term “mycelium” designates all the filaments - branched or unbranched - forming the vegetative apparatus of such filamentous fungi, and
  • the term “seeding” designates the intimate mixing of the solid lignocellulosic material and the filamentous fungus(es) in contact with the lignocellulosic fibers of the solid lignocellulosic material under conditions suitable for allowing the subsequent growth of the fungus(es). s) filamentary in said composite material.
  • WO2019/226823 Also known from WO2019/226823 is a process for manufacturing a product formed from a mycelial biomaterial, in which aspen shavings are mixed with an inoculum of Ganoderma lucidum so as to form a pourable composition.
  • WO2019/226823 specifies that the mixing can be carried out in an auger mixer and that the chips can be subjected to a subsequent sterilization step.
  • the mixture is placed in a first enclosure, then is compacted in this first enclosure in which it is subjected to aeration for a time and a temperature sufficient to allow the mycelium to develop and cover the co skins.
  • the chips are removed from the first enclosure, are mixed with nutrients and then are poured into a second enclosure having the desired shape of the product formed from a mycelial biomaterial.
  • the method of WO2019/226823 is complex in its implementation and requires numerous manipulations. It is in practice not industrializable.
  • the method of WO2019/226823 is limited to the treatment of wood chips and does not make it possible to treat any type of lignocellulosic material, whatever its form, in particular any type of fibrous lignocellulosic material. In particular, it does not make it possible to treat any type of lignocellulosic material, such as, for example, vegetable waste from agriculture or the food industry.
  • the invention aims to overcome the drawbacks mentioned above by proposing a process for seeding a solid lignocellulosic material with a fungal biomass which is capable of being implemented on an industrial scale.
  • the invention aims in particular to provide such a method which is quick to implement.
  • the invention relates to such a process which makes it possible to rapidly form such a solid gnocellulosic material seeded with a fungal biomass, for example in less than one hour - in particular in a period of the order of a few minutes.
  • the invention relates to such a method which makes it possible to continuously form such a solid lignocellulosic material seeded with a fungal biomass.
  • the invention also relates to such a method which makes it possible to continuously form such a solid gnocellulosic material seeded with at least one filamentous fungus in which the subsequent development of the filamentous fungus (s) is favored due to this process.
  • the invention relates to such a method which does not require the supply of nutrients for the growth of the filamentous fungus(ies).
  • the invention also relates to such a method which makes it possible to continuously form such a solid lignocellulosic material seeded with a fungal biomass, with a particle size of said solid lignocellulosic material seeded which is controlled and chosen according to the desired use. of said seeded solid lignocellulosic material.
  • the invention also aims to provide such a method allowing recovery of plant resources, which are no longer waste, and which are likely to be recovered as raw material for the manufacture of objects in composite material. free of constituents of fossil origin.
  • the invention aims in particular to provide such a process for treating a solid lignocellulosic material which is available in large quantities.
  • Another object of the invention is to provide a process for manufacturing a composite material from such a solid lignocellulosic material seeded with a fungal biomass.
  • the invention also aims to achieve these objectives at lower cost, by proposing such a process for preparing such a composite material which is simple in its implementation.
  • the invention relates to a method for preparing a material, called composite material, solid lignocellulo sic seeded with at least one organism, called filamentous mushroom, multicellular eukaryote forming mycelium, in which: at least a solid lignocellulosic material impregnated with an aqueous composition is subjected to a treatment, called thermo-mechanical treatment, in which;
  • said at least one impregnated solid lignocellulosic material is subjected to a succession of compression, expansion and mechanical shear phases by kneading at least one solid lignocellulosic material of said at least one impregnated lignocellulosic material, in contact with the composition aqueous tion;
  • said at least one impregnated solid lignocellulosic material is brought to a temperature above 50° C.; whereby a composition, referred to as a hydrated composition, comprising a solid lignocellulosic material, referred to as hydrated lignocellulosic material, of specific surface and increased hydration rate relative to the specific surface and to the hydration rate of said at least one starting lignocellulosic material is formed as a result of this kneading and this heating, said hydrated composition being capable of being colonized by said at least one filamentous fungus, then; a composition, referred to as a fungal composition, comprising said filamentous fungus is added to said hydrated composition during mixing under mixing conditions suitable for preserving the viability of at least one such filamentous fungus and allowing further development of said fungus filamentary in said composite material; process in which the successive steps are carried out continuously in at least one twin-screw extrader between an upstream inlet of said at least
  • said at least one solid lignocellulosic material impregnated is subjected to said thermo-mechanical treatment in a twin-screw extraderator and under conditions suitable for allowing defibration by at least partial disaggregation of lignocellulosic fibers solid lignocellulosic material by mechanical and thermal means and by destructuring these lignocellulosic fibers, then said fungal composition is added, comprising at least one filamentous fungus capable of developing within said at least partially disaggregated lignocellulosic material -and specific surface increased relative to the specific surface of the starting lignocellulosic material of said hydrated composition and to form a cohesive binder for the lignocellulosic fibers of said composite material due to this development -in particular by production of mycelial hyphae- .
  • thermo-mechanical treatment is an at least partial sterilization treatment of the impregnated solid lignocellulosic material.
  • the process according to the invention is a process for preparing said composite material in which the solid lignocellulosic material forms a support capable of allowing the development of said filamentous fungus in said composite material.
  • twin-screw extruder makes it possible, using a valve, to introduce said fungal composition into the internal volume of the twin-screw extruder formed in the barrel by the screws of the twin-screw extruder, a gradual and perfectly controlled addition-in particular at a constant or variable rate-of said fungal composition into said hydrated composition during conveying in the twin-screw extruder.
  • a progressive and controlled addition allows a supply of a volume, itself controlled, of said fungal composition into a small volume of said hydrated composition during conveying and mixing, flowing opposite the inlet channel of said fungal composition in the internal volume of the twin-screw extruder.
  • the ratio of the volume of said hydrated composition receiving said fungal composition to the volume of said fungal composition provided to the corresponding volume of said hydrated composition is low and in any case lower than the ratio of the total volume of a composition hydrated prepared in a reactor receiving said fungal composition on the volume of said fungal composition supplied in the corresponding total volume of this hydrated composition.
  • the mixing of said fungal composition in said hydrated composition is carried out more efficiently than the mixing carried out by adding said fungal composition to the total volume of said hydrated composition, as it is carried out during a mixing " in batch” in a mixing reactor.
  • the addition of said fungal composition in said hydrated composition under conditions of conveying and mixing of said hydrated composition in the twin-screw extruder allows: optimal dispersion of said fungal composition in said hydrated composition and a distribution of the filamentous fungus(ies) of said fungal composition in contact with the at least partially disaggregated lignocellulosic fibers of said hydrated composition, and; an intimate mixture of said fungal composition and the at least partially disaggregated lignocellulosic fibers of said hydrated composition; while preserving—at least in part—the viability of the filamentous fungus(es) of said fungal composition during this intimate mixing.
  • the subsequent development of the filamentous fungus(ies) within said composite material is favored.
  • the solid lignocellulosic material of said impregnated solid lignocellulosic material undergoes at least partial destructuring by mixing and/or grinding and/or shearing and/or compression and/or relaxation of said solid lignocellulosic material combined with a heat treatment at a temperature above 50°C leading to a reduction in cohesion and dissociation at less partial lignocellulosic fibers constituting the solid lignocellulosic material.
  • a thermo-mechanical treatment makes it possible to reduce the particle size of said solid lignocellulosic material to adapt it to the final use of said composite material formed.
  • Such a reduction in particle size makes it possible to promote a more homogeneous distribution of said at least one filamentous fungus in said composite material, including for large volumes of said prepared composite material.
  • the impregnation of said at least one solid lignocellulosic material with an aqueous composition prior to said thermo-mechanical treatment makes it possible to avoid uncontrolled heating of said impregnated lignocellulosic material and makes it possible to facilitate its subsequent defibration.
  • Said hydrated composition is a composition which is substantially free of free water capable of flowing spontaneously from said hydrated composition.
  • the water of said hydrated composition is associated with said solid lignocellulosic material of specific surface area and increased hydration rate relative to the specific surface area and to the hydration rate of said at least one starting lignocellulosic material.
  • the amount of water associated with said solid lignocellulosic material of increased specific surface and increased hydration rate depends on the solid lignocellulosic material itself.
  • said impregnated solid lignocellulosic material is formed so that the mass of dry matter of said impregnated solid lignocellulosic material on the mass of said impregnated solid lignocellulosic material is between 30% and 60%, in particular between 40% and 50%. %.
  • the inventors have observed that the successive phases of compression, expansion and mechanical protrusion to which said solid lignocellulosic material is subjected in the twin-screw extruder during said thermo-mechanical treatment not only make it possible to form a lignocellulosic material disaggregated and hydrated, suitable for supporting the subsequent development of said filamentous fungus, but also allow at least partial inactivation of at least part of the endogenous microbial flora of said solid lignocellulosic material. This at least partial inactivation of this endogenous flora allows the subsequent development of said filamentous fungus in contact with the lignocellulosic fibers of said hydrated lignocellulosic material.
  • thermo-mechanical treatment can be continuous or discontinuous.
  • twin-screw extruder designates a mixing device comprising two co-penetrating screws with direct pitch or reverse pitch driven in rotation in synchronism inside a tubular sleeve having in cross section a bilobed shape.
  • the sheath and the co-penetrating screws can be formed from any industrial alloy suited to the operating conditions, in particular abrasiveness and corrosion.
  • Each of the co-penetrating screws can be formed from screw sections extending axially and successively on a splined axis and axially providing successive zones for treating the solid lignocellulosic material between an entry or loading zone of the extruder twin-screw and an exit or evacuation zone.
  • twin-screw extruder comes from the speed of processing. Indeed, under the conditions of implementation of the method according to the invention, a few minutes to a few tens of minutes, depending on the dimensions of the twin-screw extruder, are sufficient to prepare said composite material.
  • the screw profile -as defined by the sequence, the shape and the pitch of the constituent elements of the screws of the twin-screw extruder- and the speed of rotation of the screws in the barrel are chosen to obtain a mixing effect.
  • twin-screw extruder has the advantage of allowing automation of all the steps and the realization of this treatment in a single operation and keep on going.
  • twin-screw extruder advantageously allows precise control of a large number of operating parameters of a method according to the invention (treatment temperature, mode and force of compression, expansion and shear, processing time, etc.). Indeed, by modifying certain structural characteristics and/or certain operating characteristics of the twin-screw extruder, the operator intervenes on the parameters of the process.
  • the screws can be conveying screws, mixing screws (such as the elements of my monolobe or bilobe laxage), shearing stress (such as counterthread screws).
  • the screws may differ by the shape of their thread (which may for example be trapezoidal, conjugate, single or double, etc.) and by the size of their thread pitch.
  • Each of these screws may also have different sections (or segments) which may possibly differ from one another, by the shape of the thread and/or by the thread pitch.
  • some of these constituent sections of these screws may also correspond to monolobe or bilobe mixer elements.
  • twin-screw extruder allows great freedom of adjustment of the conditions for implementing a method according to the invention, and in particular of defining optimal conditions (for example temperature, shear force, duration of treatment, liquid/solid ratio) specific to each of the starting solid lignocellulosic materials chosen.
  • optimal conditions for example temperature, shear force, duration of treatment, liquid/solid ratio
  • the screws of a twin-screw extruder used in the context of the invention can comprise at least two sections which differ in their screw profile.
  • These structural characteristics of the screws of a twin-screw extruder are adapted to not only convey the solid lignocellulosic material of said solid lignocellulosic material impregnated longitudinally in the barrel of the twin-screw extruder, but also to forming, during this conveying, areas of compression and/or expansion and/or kneading and/or grinding and/or shearing and/or swelling by hydration of the solid lignocellulosic material of said solid lignocellulosic material impre gene and colonization of the disaggregated lignocellulosic fibers of said hydrated composition, by the filamentous fungus(ies).
  • the method is implemented continuously by means of a single twin-screw extruder.
  • a single twin-screw extruder makes it possible to subject said impregnated solid lignocellulosic material flowing continuously from upstream to downstream of G twin-screw extruder, to said thermo-mechanical treatment in an upstream part of G twin-screw extruder , then in a downstream part of the twin-screw extruder, to a mixture: of said hydrated composition conveyed by G twin-screw extruder and formed as a result of said thermo-mechanical treatment and substantially free of any endogenous flora of said lignocellulosic material starting solid, and; said fungal composition introduced into the twin-screw extruder through an introduction valve; under mixing conditions suitable for at least partially preserving the viability of said filamentous fungus(es).
  • thermo-mechanical treatment of the method according to the invention is a treatment for inactivating at least a part of microbial flora in dogen of said at least one solid lignocellulosic material.
  • the heating temperature and the heating time of said solid gnocellulose material impregnated in the twin-screw extruder are chosen so as to inactivate at least a part - in particular a major part, in particular substantially the totality of the endogenous mi crobienne flora of said solid lignocellulosic material.
  • thermo-mechanical treatment is carried out and the addition of said fungal composition in said hydrated composition - and if necessary, cooling of said hydrated composition - to a temperature suitable for preserving at least in part - in particular in full - the viability of said filamentous mushroom(s) and to allow subsequent development of said filamentous mushroom(s) in said composite material- successively in the same twin-screw extruder.
  • G twin-screw extruder has: an upstream zone for thermo-mechanical treatment of said impregnated solid lignocellulosic material; where appropriate, an intermediate zone for cooling said impregnated solid lignocellu losique material, and; a downstream zone for adding said fungal composition into said impregnated solid lignocellulosic material—if necessary cooled—and mixing said fungal composition into said impregnated solid lignocellulosic material.
  • thermo-mechanical treatment and the addition of said fungal composition to said hydrated composition are carried out successively in different twin-screw extruders.
  • the heating temperature of said at least one solid lignocellulosic material impregnated during the thermo-mechanical treatment is between 50° C. and 180° C., preferably between 130° C. and 150° C. vs.
  • said hydrated composition is cooled to a temperature below 50° C., in particular between 5° C. and 50° C., prior to the addition of said fungal composition.
  • the cooling of said hydrated composition is carried out continuously in G twin-screw extruder, by conveying said hydrated composition to be cooled in at least one section of G twin-screw extruder provided with a sleeve maintained at the cooling temperature.
  • the cooling of said hydrated composition is carried out continuously in G twin-screw extruder, by conveying said hydrated composition to be cooled in at least one section of G twin-screw extruder provided only with conveying screws, c that is to say screws free of alternating compression and relaxation members.
  • Such combined and inter-penetrating conveying screws allow said hydrated composition to be conveyed in the extruder and promote heat exchange with the sleeve maintained at the cooling temperature.
  • said at least one impregnated solid lignocellulosic material comprises an amount of said at least one solid lignocellulosic material such that the ratio of the mass of dry matter of said at least one solid lignocellulosic material to the mass of said at least one impregnated solid lignocellulosic material is between 30% and 60%, in particular between 40% and 50%.
  • the ratio of the mass of dry matter of said solid lignocellulosic material of the impregnated solid lignocellulosic material to the total mass of said solid lignocellulosic material impregnated is between 30% and 60%.
  • said impregnated solid lignocellulosic material is formed in the twin-screw extruder by introducing a flow of aqueous composition into the flow of lignocellulosic material being conveyed in the twin-screw extruder, so as to form an impregnated solid lignocellulosic material comprising a quantity of solid lignocellulosic material such that the ratio of the mass of dry matter of said at least one solid lignocellulosic material to the mass of said solid lignocellulosic material impregnated is between 30% and 60%, in particular between 40% and 50%.
  • the mass of such dry matter is determined by a method known per se to those skilled in the art and by which said matter is weighed beforehand exposed to drying at a temperature of the order of 103 ° C for a time necessary to obtain a substantially constant mass, this substantially constant mass being representative of the mass of the dry matter of said solid lignocellulosic material.
  • the quantity of aqueous composition in said at least one impregnated solid lignocellulosic material -in particular the quantity of water in said at least one impregnated solid lignocellulosic material- is adjusted so that said composite material is free of free aqueous composition capable of flowing spontaneously from said composite material.
  • the quantity of aqueous composition -in particular the quantity of water- in said at least one impregnated solid lignocellulosic material is adjusted so that said composite material has an optimized humidity level to allow optimal growth of the Filamentous fungus(es).
  • said composite material comprises a quantity of said hydrated lignocellulosic material (of specific surface and increased hydration rate compared to the specific surface and to the hydration rate of said at least one starting lignocellulosic material ), such that the ratio of the mass of dry matter of said hydrated lignocellulosic material to the mass of said composite material is between 10% and 30%—in particular between 15% and 30%—.
  • said hydrated lignocellulosic material has a particle size smaller than that of said at least one starting solid lignocellulosic material and smaller than that of said at least one impregnated solid lignocellulosic material.
  • This particle size may vary according to the choice of the starting solid lignocellulosic material and according to the conditions of implementation of said thermomechanical treatment, in particular according to the profile of the twin-screw extruder.
  • the lignocellulosic fibers of said hydrated composition have a greater dimension (in particular a length) on average between 10 3 m and 10 2 m and a smallest dimension (in particular a diameter) orthogonal to the largest dimension less than 2 10 3 m.
  • filamentous fungus can be used provided it is of the mycelium-producing type.
  • said filamentous fungus is chosen from the group formed by organisms of the Basidiomycota phylum.
  • said filamentous fungus is chosen from the group made up of Grammothele fuligo, Pleurotus citrinopileatus (yellow oyster mushroom), Lentinula edodes (or oak or shiitake or shiitake duckweed), Pleurotus ostreatus (oyster-shaped pleurotus or gray oyster mushroom), Pleurotus pulmonarius (pulmonary oyster mushroom ), of Pleurotus columbinus, of oyster mushroom hybrids, of Ganoderma resinaceum (Ganoderma resinous), of Agrocybe brasiliensis, of Flammulina velutipes, of Hypholoma capnoides, of Hypholoma sublaterium, of Morchella angusticeps,
  • Such filamentous fungi developing in contact with the disaggregated lignocellulosic fibers in said composite material produce biological material forming a cohesive binder in said composite material by filling spaces left vacant by the lignocellulosic fibers.
  • biological material may comprise structural proteins constituting the mycelium of the filamentous fungus(ies), and/or excreted proteins and/or chitin.
  • said at least one impregnated solid lignocellulosic material is prepared prior to its introduction into the twin-screw extruder, by adding the aqueous composition to said at least one solid lignocellulosic material.
  • said at least one solid lignocellulosic material comprises: a mass proportion of celluloses, expressed in dry weight of celluloses and in dry weight of said at least one solid lignocellulosic material (that is to say by the ratio of the mass of dry matter of cellulose to the mass of dry matter of said at least one dry lignocellulosic matter) of between 20% and 99%, in particular between 20% and 98%, in particular between 20% and 90%, preferably between 30% and 60%; a mass proportion of hemicelluloses, expressed in dry weight of hemicelluloses and in dry weight of said at least one solid lignocellulosic material (that is to say by the ratio of the mass of dry matter of the hemicelluloses to the mass of material dry matter of said at least one solid lignocellulosic material) comprised between 10% and 50%, in particular comprised between 10% and 35%; a mass proportion of lignins, expressed in dry weight of lignins and in dry weight of said at
  • Any solid lignocellulosic material can be used in a process according to the invention, including cotton.
  • At least one solid lignocellulosic material is chosen from the group consisting of all or part of a herbaceous plant -in particular a cereal (such as, for example, wheat, barley, rice, oats, in particular), cereal straw, stems of a cultivated plant (such as sorghum, corn, sugar cane, etc.) -, all or part of a ligneous plant (bark, wood shavings), waste from a plant resulting from the recovery of the said plant (chives, cake from a plant oilseed, in particular) and all or part of a plant producing vegetable fibers such as sisal, flax, coconut, hemp, jute, ramie, cotton, or tie nettle, for example.
  • a cereal such as, for example, wheat, barley, rice, oats, in particular
  • cereal straw such as, for example, wheat, barley, rice, oats, in particular
  • stems of a cultivated plant such as sorghum, corn, sugar cane,
  • said fungal composition is added to said hydrated composition maintained at a temperature between 10°C and 30°C, in particular between 20°C and 30°C.
  • said hydrated composition is cooled during its conveyance in the twin-screw extruder so as to reach this temperature of between 10°C and 30°C.
  • the temperature of said hydrated composition is adjusted by cooling at least one longitudinal section of the barrel of the twin-screw extruder.
  • thermo-mechanical treatment is carried out continuously in at least one twin-screw extruder comprising, from upstream to downstream, a succession of sections of rotary screws combined with a tubular sleeve of G bi-extruder -screw, adapted so that said at least one impregnated solid lignocellulosic material is subjected, during its conveying from upstream to downstream in the twin-screw extruder, to increasing compressive, shear and expansion stresses.
  • the succession of sections of rotary screws combined with the tubular sheath of G twin-screw extruder comprises at least one conveying screw and at least one constraining screw - such as screws of the bilobe mixer type mounted at 90° or - 45°, or of the perforated counterthread type or screws with a pitch wider than the conveying screws placed upstream.
  • said thermo-mechanical treatment is carried out continuously in at least one twin-screw extruder having, from upstream to downstream, in this order: at least one section provided with a chosen conveying screw in the group formed by C1F type single-threaded mating screws, C2F type double-threaded mating screws, T2F type double-threaded trapezoidal screws, T1F-type single-threaded trapezoidal screws and their variants, then; at least one section provided with a constraint screw chosen from the group formed by monolobe screws mounted at +45°, bilobe screws mounted at +45° (corresponding to an angle offset of +45° between the elements to the others), monolobe screws mounted at +90°, bilobe screws mounted at +90° (corresponding to an angle offset of +90° of the elements relative to each other), monolobe screws mounted at -45°, bilobe screws mounted at -45° (corresponding to an angle offset of -45° of the elements relative to each other) and inverted screws, called "counterth
  • said fungal composition is a liquid composition.
  • said liquid fungal composition is added to said hydrated composition so that said composite material has a humidity level optimized and adapted to allow optimal growth of the said filamentous fungus(ies).
  • said liquid fungal composition is added to said hydrated composition so that said composite material comprises a quantity of said hydrated lignocellulosic material (of specific surface and increased hydration rate compared to the specific surface and to the rate of hydration of said at least one starting lignocellulosic material) such that the ratio of the mass of dry matter of said hydrated lignocellulosic material to the mass of said composite material is between 10% and 30% -in particular between 15% and 30%- .
  • the mixing of said liquid fungal composition and of said hydrated composition is carried out in at least one section of twin-screw extruder equipped with screws of a type of conjugated and inter-penetrating conveying screws.
  • Such a type of conveying screw allows effective mixing and effective impregnation of said fungal composition in said hydrated lignocellulosic material to form said composite material
  • said fungal composition is a solid composition.
  • the mixing of said solid fungal composition and of said kneaded dispersion is carried out in at least one section of twin-screw extruder equipped with conveying screws chosen from the group formed by conjugate screws with single thread of the GIF type , C2F-type double-threaded mating screws, T2F-type double-threaded trapezoidal screws, T1F-type single-threaded trapezoidal screws and their variants, and/or; constraining screws of the monolobed mixer type or of the bilobed mixer type (BB +45° or MAF0 +45°), whose monolobes or bilobes respectively are oriented perpendicular to the splined shafts and are offset from each other by an angle of +45°, and/or; constraining screws of the monolobed mixer type or of the bilobed mixer type (BB 90° or MAF090°), whose monolobes or
  • the invention extends to a composite material obtained by a process according to the invention.
  • the invention also extends to a solid lignocellulosic material, called composite material, comprising lignocellulosic fibers and at least one organism, called filamentous fungus, multicellular eukaryote that forms mycelium, said composite material being mainly in the form of particles of generally elongated shape and having a greatest dimension (a length) greater than each of the two dimensions (width and thickness) orthogonal to the greatest dimension and orthogonal to each other, the ratio of the greatest dimension (length) to each dimensions orthogonal to the largest dimension (width and/or thickness) being greater than 2, in particular greater than 4, preferably greater than 6, even more preferably greater than 10.
  • the invention also extends to any use of such a composite material obtained by a preparation process according to the invention.
  • the invention relates in particular to the use of said composite material -obtained or not by a process for the preparation according to the invention- for the purposes of at least partial -notably total- digestion of a solid lignocellulosic material capable of being decomposed by said developing filamentous fungus(es) - in particular prior to a step of enzymatic hydrolysis of the cellulose of the decomposed solid lignocellulosic material and its conversion into fermentable sugars for the production of ethanol.
  • the invention therefore relates to a method according to the invention for the preparation of a composite material for the purposes of at least partial—in particular total—digestion of said solid lignocellulosic material.
  • the invention also extends to a method for manufacturing a solid object in which is implemented a method according to the invention for preparing said composite material.
  • the invention also extends to such a process for manufacturing a solid object in which a composite material obtained by a process according to the invention is chosen, then said composite material is shaped and said composite material is subjected to thus shaped, at a stage of fermentation, called fermentation in a solid medium, and of development of said at least one filamentous fungus in said composite material.
  • Said fermentation in a solid medium can be an anaerobic or aerobic fermentation.
  • the fermentation in a solid medium and the development of the filamentous fungus(ies) occur in contact with the hydrated lignocellulosic material of the said composite material in the quasi-total absence of free water, the said hydrated lignocellulosic material acting as a support for this fermentation and this development, but also, where appropriate, as a nutrient source for the filamentous fungus(ies).
  • the solid object manufactured being a molded object of low density: said composite material is shaped -in particular by molding- obtained by a process for preparing said composite material according to the invention, then; said shaped composite material is subjected to a step of fermentation, called fermentation in a solid medium, and of development of said at least one lying fila fungus in said composite material, whereby a material enriched in mycelium is formed, then; the material enriched in mycelium is dried so as to form the molded solid object consisting of a composite material of low density.
  • the composite material of low density may have a density of less than 0.1 g/cm 3 .
  • the solid object manufactured being an object of density greater than 0.1 g/cm 3 , in particular of mass volume between 0.6 g/cm 3 and 1.4 g/cm 3 , in particular between 0.6 g/cm 3 and 1.0 g/cm 3 - and greater than the density of the material enriched in mycelium forming a solid object obtained by simple molding: said composite material is subjected to a stage of fermentation, called fermentation in a solid medium, and development of said at least one filamentous fungus in said composite material and in contact with said hydrated lignocellulosic material, this whereby a mycelium-enriched material is formed, then; said material rich in mycelium is subjected to a shaping step by thermo compression, if necessary after drying and/or grinding of said material enriched in mycelium, so as to form the solid object of density greater than 0.1 g/cm 3 .
  • the material forming the solid object has a density greater than 0.1 g/cm 3 , in particular between 0.6 g/cm 3 and 1.4 g/cm 3 , in particular between 0.6 g/cm 3 and 1.0 g/cm 3 .
  • the manufacturing process does not include any addition in said composite material of a nutrient composition for aiding the development of said at least one filamentous fungus.
  • a nutrient composition for aiding the development of said at least one filamentous fungus.
  • the invention also relates to a method for preparing a material, called composite material, solid lignocellulo sic seeded with at least one filamentous fungus and a method for manufacturing a solid object characterized in combination by all or part of the characteristics mentioned above or below.
  • a material called composite material, solid lignocellulo sic seeded with at least one filamentous fungus
  • a method for manufacturing a solid object characterized in combination by all or part of the characteristics mentioned above or below.
  • Figure 1 is a block diagram of a variant of a method according to the invention.
  • FIG 2 is a block diagram of an example of a twin-screw extruder capable of being used for the implementation of a first variant of a method according to the invention, and;
  • FIG 3 is a functional diagram of an example of a twin-screw extruder capable of being used for the implementation of a second variant of a method according to the invention.
  • a solid lignocellulosic material 4 composed of celluloses, hemicelluloses and lignin is chosen.
  • a solid lignocellulosic material 4 can be a vegetable material resulting from agriculture or forestry or growing in the wild state. It can be all or part of an agricultural production. It may in particular be a part of such agricultural production, considered as waste vis-à-vis this agricultural production and which, because of its use in a method according to the invention, constitutes an enhancement of this agricultural production.
  • the solid lignocellulosic material 4 is formed from a plant resource which is renewable.
  • a substantially continuous introduction 17 of a flow of fragmented solid lignocellulosic material 4 is carried out in the upstream part of a twin-screw extruder 10 configured to be able to receive the material. 4 solid lignocellulosic material and for conveying this solid lignocellulosic material 4 between the upstream inlet of the lignocellulosic material 4 in G twin-screw extruder 10 and a downstream outlet of said composite material 1 formed in the extruder 10.
  • a flow of an aqueous composition 5 -in particular water- is added 19 to the barrel of the extruder 10 so as to form a solid lignocellulosic material 3 impregnated with aqueous composition 5 due to the conveying of the solid lignocellulosic material 4 and its kneading.
  • the flow rate of aqueous composition 5 is adjusted according to the nature and composition of the solid lignocellulosic material 4, so that the ratio of the mass of dry matter to the solid lignocellulosic material 4 in said impregnated lignocellulosic material 3 is between 40% and 60%.
  • thermo-mechanical treatment 6 by which said impregnated lignocellulosic material 3 is subjected to a succession of compression phases, expansion and mechanical shearing by kneading said at least one solid lignocellulosic material 4 in contact with the aqueous composition 5 and heating to a temperature above 50°C, in particular between 50°C and 180°C.
  • thermo-mechanical treatment 6 there is nothing to prevent said thermo-mechanical treatment 6 from being carried out at a temperature above 180°C, but without the risk of burning the lignocellulosic material 4.
  • thermo-mechanical treatment 6 of said impregnated lignocellulosic material 3 is carried out by heating the sleeve(s) of the module(s) of the extruder 10 corresponding to the heating zone.
  • a hydrated composition 7 comprising a hydrated lignocellulosic material 8, of specific surface area and increased hydration rate relative to the specific surface area and to the hydration rate of the lignocellulosic material 4 introduced into G extruder 10.
  • thermo-mechanical treatment 6 The conditions of said thermo-mechanical treatment 6 are chosen, in particular compression / expansion and heating so as to form a hydrated composition 7 substantially free of endogenous microbial flora of the starting material 4 solid lignocellulosic. According to the invention, said thermo-mechanical treatment 6 makes it possible to form said hydrated composition 7 in which said hydrated lignocellulosic material 8 is adapted to be able to be subsequently colonized by a filamentous fungus 2.
  • said hydrated composition 7 is subjected to cooling 18 by continuing to convey said composition 7 hydrated through successive sleeves of modules, called cooling modules, of the extruder 10 brought to low temperature, in particular at a temperature between 10° C. and 30° C., corresponding to a zone of the extruder 10 for cooling said composition 7 hot hydrated.
  • cooling modules modules
  • composition 9 fungal comprising at least one filamentous fungus 2.
  • said fungal composition 9 is added to said cooled hydrated composition 22 during mixing, under mixing conditions suitable for preserving, at least partially, the viability of the fungus(ies) 2 filament you.
  • a material, called composite material 1 is thus formed, formed of a solid lignocellulosic material seeded with viable filamentous fungi 2, substantially uniformly distributed in the solid lignocellulosic material and capable of developing mycelium in contact with the solid lignocellulosic material and the colonize.
  • the mixing is maintained by conveying said composite material 1 in the extruder 10 so as to promote a redistribution of the filamentous mushrooms 2 in contact with the lignocellulosic fibers of the lignocellulosic material. Said composite material 1 is expelled continuously from the extruder 10 at its downstream longitudinal end.
  • said composite material 1 is subjected to a treatment 23 for shaping said composite material 1. It can be a spreading of said composite material 1 on a support of predetermined shape or any other type of shaping.
  • the shaped composite material is then placed under conditions suitable for allowing the development, by fermentation 12 on a solid medium, of the filamentous fungus(ies) 2 in contact with the lignocellulosic fibers. The development of the mycelium of the mushroom(s)
  • said composite material 1 is placed under conditions suitable for allowing the development of the filamentous mushroom(s) 2 in contact with the lignocellulo fibers. siques, by fermentation 12 on solid medium.
  • the development of the mycelium of the filamentous fungus(ies) 2 in contact with the lignocellulosic fibers makes it possible to form a fungal binder ensuring the cohesion of a material 13 enriched in mycelium.
  • the material 13 enriched in mycelium is then shaped by thermocompression, whereby a solid object 15 with a density greater than 0.1 g/cm 3 is formed.
  • the material 13 enriched in mycelium is subjected to a compression stage under a pressure of 785 Kg/cm 2 so as to form a standardized specimen.
  • the standardized test piece has a flexural strength value of the order of 19 MPa and a flexural modulus of elasticity of the order of 2200 MPa.
  • a standardized specimen obtained by compression of a solid lignocellulosic material which has undergone said thermo-mechanical treatment but which is not enriched in mycelium and subjected to the same compression step under 785 Kg/cm 2 has a flexural strength value of the order of 7 MPa and a flexural modulus of elasticity of the order of 370 MPa.
  • This compressed material not enriched in mycelium is a friable material, unlike the material forming the solid object according to the invention.
  • the development of the mycelium of the filamentous fungus(ies) 2 in contact with the lignocellulosic fibers is made possible due to the thermo-mechanical treatment 6 of the material 3 solid lignocellulosic material and its sterilization, at least partially, due to this treatment 6 in the extruder 10.
  • the inventors have observed that a solid lignocellulosic material which has not undergone said thermo-mechanical treatment 6 at least partially sterilizing does not allow the development of the mycelium of the filamentous fungus(ies). They assume that the development of the natural flora of such a solid lignocellulosic material opposes the development of the filamentous fungus(ies).
  • EXAMPLE 1 Sowing Chènevotte with a liquid suspension of the filamentous fungus Grammothele fuligo
  • a hemp shiv composed of 44% celluloses, 18% hemicelluloses and 28% lignin, formed of fragments of generally cylindrical shape and of average cross-sectional diameter included between 0.5mm and 6.3mm.
  • 70% of the fibers of the hemp hemp having a diameter greater than 2 mm.
  • the hemp hemp in equilibrium in the ambient atmospheric air has a rate (ratio of the constant mass of the hemp hemp maintained at the temperature of 103° C. to the mass of the balanced hemp hemp in ambient atmospheric air at room temperature) dry matter of 87%.
  • a CLEXTRAL EV25 twin-screw extruder (CLEXTRAL SA, Firminy, France) is chosen comprising a fixed and hollow sleeve forming a longitudinal bore of bilobed shape in transverse cross section, and two identical parallel shafts each driven in rotation in one of the lobes of the bilobed sleeve along the longitudinal axis of each of the two shafts and at an identical speed of rotation and in the same direction of rotation.
  • the sheath is made up of 10 successive bilobed modules of the same size (each 100 mm long) mounted linearly integral with each other.
  • Each rotary shaft is equipped longitudinally with a succession of screw sections mounted integral in rotation with the shafts.
  • Each screw has a maximum cross-sectional diameter of 25 mm, the screws mounted opposite on each of the two shafts being of the same length and of the co-penetrating type.
  • These co-penetrating screws are sized and adapted to cooperate with the bilobed bore of the sheath to subject the hemp hemp to a con trip in a generally longitudinal direction with respect to the sheath and to a mechanical work of shearing and mixing with the means of successive sequences of compression, shearing and relaxation of the material in the barrel of the extruder.
  • the speed of rotation of each shaft and each screw is 200 revolutions per minute (rpm).
  • the particular configuration of the CLEXTRAL EV25 twin-screw extruder is described by way of example in figure 2.
  • the sleeve of the extruder is shown schematically in Figure 2 extends over a total length of 1000 mm.
  • M designates the modules (M1 to M10)
  • t designates the regulation temperature of the corresponding module
  • NV represents the number of unit screw sections
  • TV represents the type of screw
  • P/A represents the pitch of the screw or alternatively the angle of the lobes
  • L represents the length of each screw unit section.
  • the extruder is made up of a succession of 10 modules (M1 to M10) of the same length, linearly linked together.
  • the sleeve of the M1 module is open so as to allow introduction of the solid lignocellulosic material into the twin-screw extruder.
  • the sheath of module M2 has a side orifice for introducing said aqueous composition into the sheath of the extruder and into contact with the lignocellulosic material being conveyed.
  • said aqueous composition is water introduced into the barrel of the extruder by means of a pump with a flow rate of the order of 1.2 kg/h.
  • the open sheath of the M6 module is adapted to allow evacuation of the water vapor produced upstream due to said thermo-mechanical treatment.
  • the sheath of the M8 module has an orifice communicating with a side member for introducing said fungal composition into said hydrated composition during conveyance in the twin-screw extruder, the introduction member comprising a piston pump (Milroyal ® Dosapro, Milton Roy) delivering a flow rate of said fungal composition of 1.6 kg/h.
  • the twin-screw extruder is equipped, as described in Figure 2: with conveyor screw sections, denoted C2L, conjugate and with double thread having a screw pitch with a length of 1.25D or 1D or 0 .75D or 0.5D, representing the length of each screw section.
  • the constant "D" is equal to 25 mm.
  • Such conveying screws of the C2L type allow conveying of the lignocellulosic material longitudinally in the sheath, while allowing mixing of the lignocellulosic material due to the co-penetrating profile of the screws; sections of trapezoidal screws, denoted Tl F, with single thread and having a screw pitch with a length of 0.75D and adapted to allow the introduction of the lignocellulosic material into the barrel of the twin-screw extruder and its conveyance; bilobed mixing discs, denoted BB 90°, whose bilobes are oriented perpendicularly to the splined shafts and are offset from each other by an angle of 90°.
  • Such mixing disks are suitable for allowing the application of moderate mechanical stresses on the lignocellulosic material and effective mixing of the lignocellulosic fibers in the aqueous composition. Such mixing discs also make it possible to produce moderate shear forces on the solid fragments.
  • the fungal composition is formed from a mycelial suspension in sterile water, of the filamentous fungus Grammothele fuligo previously cultured in a bioreactor.
  • the fungal composition has a proportion of dry matter of 7.5 g/L of mycelial suspension.
  • the modules 6 to 10 of the extruder Prior to the introduction of the chènevotte into the twin-screw extruder, the modules 6 to 10 of the extruder are subjected to a treatment by a steam jet intended to limit the risks of contamination by the extruder itself.
  • the pump of the member introducing said fungal composition into said hydrated composition is treated with an aqueous mixture of ethanol at 70°.
  • the chènevotte is introduced into the extruder with an introduction rate of 1 kg/h corresponding to an introduction rate expressed in mass of dry matter of the chènevotte of 0.87 kg/h.
  • the process for preparing said composite material makes it possible, by shaping said composite material in a mould, followed by a step of fermentation on a solid support for 7 to 15 days of said composite material at a temperature of 25° C. and production of a material enriched in mycelium, the production of a solid object formed of a molded material of low density, in particular of density of the order of 0.09 g/cm 3 .
  • the process for preparing said composite material also allows, after drying and if necessary grinding of the material enriched in mycelium, the manufacture of heat-pressed materials of increased mechanical strength by the supply of proteins and chitin resulting from the development of the filamentous fungus.
  • the invention is not limited to the use of chènevotte and the density of the solid object formed from a molded material can vary according to the density of the starting solid lignocellulosic material chosen. and depending on the shaping conditions.
  • Such a heat-pressed material may have a flexural strength value of between 8 MPa and 40 MPa, in particular of between 9 MPa and 20 MPa and a flexural modulus of elasticity of between 800 MPa and 6000 MPa, in particular of between 800 MPa and 2300 MPa.
  • EXAMPLE 2 Seeding of shiv with a solid composition of the filamentous fungus Lentinula edodes
  • the sheath of the extruder represented schematically in FIG. 3 extends over a total length of 1000 mm. It is made up of a succession of 10 modules (M1 to M10) of the same length, linearly connected to each other.
  • the sheath of the module M1 is open so as to allow introduction of the solid lignocellulosic material into the twin-screw extruder.
  • the sheath of the module M2 has a side orifice for introducing said aqueous composition into the sheath of the extruder and in contact with the lignocellulosic material being conveyed.
  • said aqueous composition is water introduced into the barrel of the extruder by means of a pump with a flow rate of the order of 1.1 kg/h.
  • the sheath of the M6 module has a side orifice for introducing water into the sheath of the extruder.
  • a second injection of water is carried out in the sheath at the level of the module M6, by means of a pump with a flow rate of the order of 1.95 kg/h.
  • This water supply makes it possible to control the water content of said composite material coming out of the extruder and allowing the subsequent development of the filamentous mushroom(s).
  • the sheath of the M8 module has an orifice communicating with a side member for introducing said fungal composition into said hydrated composition during conveyance in the twin-screw extruder, the introduction member comprising a piston pump delivering a flow rate of said fungal composition of 1.6 kg/h.
  • the twin-screw extruder is provided, as described in Figure 3: with conveyor screw sections, denoted C2F, conjugate and with double thread having a screw pitch with a length of 1.25D or 1D or 0 .75D or 0.5D, the constant “D” representing the length of each screw section.
  • the constant “D” is equal to 25 mm.
  • Such conveyor screws of the C2F type allow the lignocellulosic material to travel longitudinally in the sheath, while allowing mixing of the lignocellulosic material due to the co-penetrating profile of the screws; trapezoidal screw sections, denoted Tl F, with single thread and having a screw pitch with a length of 0.75D and adapted to allow the introduction of the lignocellulosic material into the barrel of the twin-screw extruder and its conveyance; bilobed mixing discs, denoted BB 90°, whose bilobes are oriented perpendicularly to the splined shafts and are offset from each other by an angle of 90°.
  • Such mixing discs are suitable for allowing the application of moderate mechanical stresses on the lignocellulosic material and effective mixing of the lignocellulosic fibers in the aqueous composition.
  • Such mixer discs also make it possible to produce moderate shearing forces on the solid fragments; bilobed mixing discs, denoted BB +45°, whose bilobes are oriented perpendicularly to the splined shafts and are offset from each other by an angle of +45°.
  • Such mixing discs are adapted to allow the application of less intense mechanical stresses than 90° BBs.
  • Such mixing discs are chosen to allow effective mixing of the lignocellulosic fibers in the aqueous composition while ensuring their conveyance.
  • the process for preparing said composite material makes it possible, by shaping said composite material in a mould, followed by a step of fermentation on a solid support for 7 to 15 days of said composite material at a temperature of 25°C and producing a mycelium-enriched material, producing a solid object formed from a low density molded material.
  • the invention may be the subject of numerous variants and applications other than those described above.
  • the various structural and functional characteristics of each of the embodiments described above should not be considered as combined and/or closely and/or inextricably linked to each other, but on the contrary as mere juxtapositions.
  • the structural and/or functional characteristics of the various embodiments described above may be the subject, in whole or in part, of any different juxtaposition or any different combination.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation d'une matière, dite matière (1) composite, lignocellulosique solide ensemencée avec au moins un organisme, dit champignon (2) filamenteux, eucaryote pluricellulaire formateur de mycélium, dans lequel : au moins une matière (3) lignocellulosique solide imprégnée d'une composition (5) aqueuse est soumise à un traitement, dit traitement (6) thermo-mécanique, dans lequel; • ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée est soumise à une succession de phases de compression, de détente et de cisaillement mécaniques par malaxage d'au moins une matière (4) lignocellulosique solide de ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée, au contact de la composition (5) aqueuse; • ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée est portée à une température supérieure à 50°C; ce par quoi une composition, dite composition (7) hydratée, comprenant une matière lignocellulosique solide, dite matière (8) lignocellulosique hydratée, de surface spécifique et de taux d'hydratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d'hydratation de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique de départ est formée, ladite matière (8) lignocellulosique hydratée étant propre à être colonisée par ledit au moins un champignon (2) filamenteux, puis; une composition, dite composition (9) fongique, comprenant dudit champignon (2) filamenteux est ajoutée dans ladite composition (7) hydratée en cours de malaxage; procédé dans lequel les étapes successives sont réalisées en continu dans au moins un extruder (10) bi-vis.

Description

Description
Titre de l’invention : PROCÉDÉ D’ENSEMENCEMENT D’UNE MATIÈRE LIGNO CELLULOSIQUE SOLIDE AVEC
UNE BIOMASSE FONGIQUE
[0001] L’invention concerne un procédé d’ensemencement d’une matière lignocellulosique solide avec au moins un champignon filamenteux en vue de son développement. L’invention con cerne aussi un procédé de fabrication d’un objet solide dans lequel est utilisée une telle ma tière lignocellulosique solide ensemencée par au moins un champignon filamenteux et un objet solide en matériau composite obtenu par un tel procédé.
[0002] Un tel procédé d’ensemencement d’au moins un champignon filamenteux dans une matière lignocellulosique solide en vue de son développement trouve ses applications dans le do maine de la fabrication d’objets solides en matériaux composites obtenus pour l’essentiel - notamment en totalité- à partir de ressources biologiques naturelles -notamment de res sources naturelles végétales- qui sont peu onéreuses et renouvelables. De tels matériaux composites présentent donc un faible coût de revient, compte tenu de la valorisation de dé chets et constituent une alternative à G utilisation de ressources fossiles qui ne sont pas re nouvelables.
[0003] Un tel procédé intéresse tout particulièrement le domaine plus général de la valorisation de ressources végétales, telles que par exemple des déchets végétaux -en particulier des dé chets végétaux issus de l’agriculture ou de l’industrie agroalimentaire-, par laquelle de tels déchets végétaux sont transformés en matériaux composites qui ne sont plus des déchets.
[0004] Dans tout le texte : l’expression « matière lignocellulosique » désigne toute matière naturelle comprenant au moins une cellulose, au moins une hémicellulose et/ou au moins une lignine ; l’expression « champignon filamenteux », désigne tout organisme eucaryote pluricellu laire, dont l’appareil végétatif se présente sous forme de filaments ou hyphes, conférant à l’appareil végétatif, par observation visuelle à l’échelle macroscopique, un aspect co tonneux ; le terme « mycélium » désigne l’ensemble des filaments -ramifiés ou non ramifiés- for mant l’appareil végétatif de tels champignons filamenteux, et ; le terme « ensemencement » désigne le mélange intime de la matière lignocellulosique solide et du(des) champignon(s) filamenteux au contact des fibres lignocellulosique de la matière lignocellulosique solide dans des conditions propres à permettre la crois sance ultérieure du(des) champignon(s) filamenteux dans ladite matière composite.
[0005] On connaît des articles de revue « Eugene Soh et al., 2020, Materials and Design, 195,
109058 » et « Mitchell Jones et al., 2020, Materials and Design, 187, 108397 », des maté riaux de construction composites formés à partir de mycélium fongique.
[0006] On connaît aussi de WO2019/226823 un procédé de fabrication d’un produit formé d’un biomatériau mycélien, dans lequel des copeaux de tremble sont mélangés avec un inocu- lum de Ganoderma lucidum de façon à former une composition versable. WO2019/226823 précise que le mélange peut être réalisé dans un mélangeur à vis sans fin et que les copeaux peuvent être soumis à une étape ultérieure de stérilisation. Dans le procédé de WO2019/226823, le mélange est placé dans une première enceinte, puis est compacté dans cette première enceinte dans laquelle il est soumis à une aération pendant une durée et une température suffisante pour permettre au mycélium de se développer et recouvrir les co peaux. Lors d’une étape ultérieure, les copeaux sont retirés de la première enceinte, sont mélangés avec des nutriments puis sont versés dans une seconde enceinte présentant la forme souhaitée du produit formé d’un biomatériau mycélien.
[0007] Le procédé de WO2019/226823 est complexe dans sa mise en œuvre et nécessite de nom breuses manipulations. Il n’est en pratique pas industrialisable. Le procédé de WO2019/226823 est limité au traitement de copeaux de bois et ne permet pas de traiter tout type de matière lignocellulosique, quelle que soit sa forme, notamment tout type de matière lignocellulosique fibreuse. Il ne permet pas en particulier de traiter tout type de matière lignocellulosique, telle que par exemple un déchet végétal issu de l’agriculture ou de l’industrie agro alimentaire.
[0008] L’invention vise à pallier les inconvénients précédemment évoqués en proposant un pro cédé d’ensemencement d’une matière lignocellulosique solide avec une biomasse fongique qui soit susceptible d’être mis en œuvre à l’échelle industrielle.
[0009] L’invention vise en particulier à proposer un tel procédé qui soit rapide à mettre en œuvre.
[0010] Ainsi l’invention vise un tel procédé qui permet de former rapidement une telle matière li gnocellulosique solide ensemencée avec une biomasse fongique, par exemple en moins d’une heure -notamment en une durée de l’ordre de quelques minutes.
[0011] L’invention vise un tel procédé qui permet de former en continu une telle matière lignocel lulosique solide ensemencée avec une biomasse fongique.
[0012] L’invention vise aussi un tel procédé qui permet de former en continu une telle matière li gnocellulosique solide ensemencée avec au moins un champignon filamenteux dans la quelle le développement ultérieur du(des) champignon(s) filamenteux est favorisé du fait de ce procédé.
[0013] En particulier, l’invention vise un tel procédé qui ne nécessite pas l’apport de nutriments pour la croissance du(des) champignon(s) filamenteux.
[0014] L’invention vise aussi un tel procédé qui permet de former en continu une telle matière li gnocellulosique solide ensemencée avec une biomasse fongique, avec une granulométrie de ladite matière lignocellulosique solide ensemencée qui est contrôlée et choisie en fonc tion de G utilisation souhaitée de ladite matière lignocellulosique solide ensemencée.
[0015] L’invention vise également à proposer un tel procédé permettant une valorisation de res sources végétales, qui ne sont plus des déchets, et qui sont susceptibles d’être valorisées à titre de matière première pour la fabrication d’objets en matériau composite exempt de constituant d’origine fossile.
[0016] En particulier, l’invention vise en particulier à proposer un tel procédé de traitement d’une matière lignocellulosique solide qui est disponible en grande quantité.
[0017] Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé de fabrication d’une matière composite à partir d’une telle matière lignocellulosique solide ensemencée avec une biomasse fongique.
[0018] L’invention vise également à atteindre ces objectifs à moindre coût, en proposant un tel procédé de préparation d’une telle matière composite qui soit simple dans sa mise en œuvre.
[0019] Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de préparation d’une matière, dite matière composite, lignocellulo sique solide ensemencée avec au moins un organisme, dit champi gnon filamenteux, eucaryote pluricellulaire formateur de mycélium, dans lequel : au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée d’une composition aqueuse est soumise à un traitement, dit traitement thermo-mécanique, dans lequel ;
• ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée est soumise à une succession de phases de compression, de détente et de cisaillement méca niques par malaxage d’au moins une matière lignocellulosique solide de ladite au moins une matière lignocellulosique imprégnée, au contact de la composi tion aqueuse ;
• ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée est portée à une température supérieure à 50°C ; ce par quoi une composition, dite composition hydratée, comprenant une matière lignocel lulosique solide, dite matière lignocellulosique hydratée, de surface spécifique et de taux d’hydratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d’hydratation de la dite au moins une matière lignocellulosique de départ est formée du fait de ce malaxage et de ce chauffage, ladite composition hydratée étant propre à être colonisée par ledit au moins un champignon filamenteux, puis ; une composition, dite composition fongique, comprenant dudit champignon filamen teux est ajoutée dans ladite composition hydratée en cours de malaxage dans des condi tions de malaxage propres à préserver la viabilité d’au moins un tel champignon fila menteux et à permettre un développement ultérieur dudit champignon filamenteux dans ladite matière composite ; procédé dans lequel les étapes successives sont réalisées en continu dans au moins un ex trader bi-vis entre une entrée amont dudit au moins un extradeur bi-vis par laquelle ladite au moins une matière lignocellulosique solide est introduite et une sortie aval dudit au moins un extradeur bi-vis, par laquelle ladite matière composite est évacuée.
[0020] Dans un procédé selon l’invention, on soumet ladite au moins une matière lignocellulo sique solide imprégnée audit traitement thermo-mécanique dans un extradeur bi-vis et dans des conditions propres à permettre un défibrage par désagrégation au moins partielle de fibres lignocellulosiques de la matière lignocellulosique solide par voie mécanique et ther mique et par déstructuration de ces fibres lignocellulosiques, puis on ajoute ladite composi tion fongique, comprenant au moins un champignon filamenteux apte à se développer au sein de ladite matière lignocellulosique au moins partiellement désagrégée -et de surface spécifique augmentée par rapport à la surface spécifique de la matière lignocellulosique de départ- de ladite composition hydratée et à former un liant de cohésion des fibres lignocel lulosiques de ladite matière composite du fait de ce développement -notamment par pro duction d’hyphes mycéliens-. [0021] Dans un procédé selon l’invention, ledit traitement thermo-mécanique est un traitement de stérilisation au moins partielle de la matière lignocellulosique solide imprégnée. Le pro cédé selon l’invention est un procédé de préparation de ladite matière composite dans la quelle la matière lignocellulosique solide forme un support apte à permettre le développe ment dudit champignon filamenteux dans ladite matière composite.
[0022] Les inventeurs ont déterminé que l’extrudeur bi-vis permet, en utilisant une vanne d’intro duction de ladite composition fongique dans le volume interne de l’extrudeur bi-vis mé nagé dans le fourreau par les vis de l’extrudeur bi-vis, une addition progressive et parfaite ment contrôlée -notamment à débit constant ou variable- de ladite composition fongique dans ladite composition hydratée en cours de convoyage dans l’extrudeur bi-vis. Une telle addition progressive et contrôlée permet un apport d’un volume lui-même contrôlé de la dite composition fongique dans un faible volume de ladite composition hydratée en cours de convoyage et de malaxage s’écoulant en regard de la voie d’entrée de ladite composi tion fongique dans le volume interne de l’extrudeur bi-vis. Ainsi, le rapport du volume de ladite composition hydratée recevant ladite composition fongique sur le volume de ladite composition fongique apportée au volume correspondant de ladite composition hydratée est faible et en tout état de cause plus faible que le rapport du volume total d’une composi tion hydratée préparée dans un réacteur recevant ladite composition fongique sur le volume de ladite composition fongique apportée dans le volume total correspondant de cette com position hydratée. Ainsi, le mélange de ladite composition fongique dans ladite composi tion hydratée est réalisé de façon plus efficace que le mélange réalisé par addition de ladite composition fongique dans le volume total de ladite composition hydratée, telle qu’elle est réalisée lors d’un mélange « en batch » dans un réacteur de mélange.
[0023] Ainsi, l’addition de ladite composition fongique dans ladite composition hydratée dans des conditions de convoyage et de malaxage de ladite composition hydratée dans l’extrudeur bi-vis, permet : une dispersion optimale de ladite composition fongique dans ladite composition hydra tée et une répartition du(des) champignon(s) filamenteux de ladite composition fon gique au contact des fibres lignocellulosiques au moins en partie désagrégées de ladite composition hydratée, et ; un mélange intime de ladite composition fongique et des fibres lignocellulosiques au moins en partie désagrégées de ladite composition hydratée ; tout en préservant -au moins en partie- la viabilité du(des) champignon(s) filamenteux de ladite composition fongique lors de ce mélange intime. Ainsi, du fait de cette préservation de la viabilité du(des) champignon(s) filamenteux dans ladite matière composite formée du fait de ce mélange, le développement ultérieur du(des) champignon(s) filamenteux au sein de ladite matière composite est favorisé.
[0024] Lors dudit traitement thermo-mécanique, la matière lignocellulosique solide de ladite ma tière lignocellulosique solide imprégnée subit une déstructuration au moins partielle par malaxage et/ou de broyage et/ou de cisaillement et/ou de compression et/ou de détente de ladite matière lignocellulosique solide combiné à un traitement thermique à une tempéra ture supérieure à 50°C conduisant à une diminution de la cohésion et une dissociation au moins partielle des fibres lignocellulosiques constitutives de la matière lignocellulosique solide. Un tel traitement thermo-mécanique permet de diminuer la granulométrie de ladite matière lignocellulosique solide pour l’adapter à G utilisation finale de ladite matière com posite formée. Une telle diminution de la granulométrie permet de favoriser une distribu tion plus homogène dudit au moins un champignon filamenteux dans ladite matière com posite, y compris pour de grands volumes de ladite matière composite préparée.
[0025] Avantageusement, l’imprégnation de ladite au moins une matière lignocellulosique solide par une composition aqueuse préalablement audit traitement thermo-mécanique permet d’éviter un échauffement incontrôlé de ladite matière lignocellulosique imprégnée et per met de faciliter son défibrage ultérieur.
[0026] Ladite composition hydratée est une composition qui est sensiblement exempte d’eau libre susceptible de s’écouler spontanément à partir de ladite composition hydratée. L’eau de la dite composition hydratée est associée à ladite matière lignocellulosique solide de surface spécifique et de taux d’hydratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d’hydratation de ladite au moins une matière lignocellulosique de départ. La quantité d’eau associée à ladite matière lignocellulosique solide de surface spécifique augmentée et de taux d’hydratation augmenté dépend de la matière lignocellulosique solide elle-même. En général, on forme ladite matière lignocellulosique solide imprégnée de façon que la masse de matière sèche de ladite matière lignocellulosique solide imprégnée sur la masse de la dite matière lignocellulosique solide imprégnée soit compris entre 30% et 60%, notamment compris entre 40% à 50%.
[0027] Les inventeurs ont observé que les phases successives de compression, de détente et de ci saillement mécaniques auxquelles ladite matière lignocellulosique solide est soumise dans l’extrudeur bi-vis lors dudit traitement thermo-mécanique permettent non seulement de for mer une matière lignocellulosique désagrégée et hydratée, propre à supporter le développe ment ultérieur dudit champignon filamenteux, mais permettent également une inactivation au moins partielle d’au moins une partie de la flore microbienne endogène de ladite ma tière lignocellulosique solide. Cette inactivation au moins partielle de cette flore endogène permet le développement ultérieur dudit champignon filamenteux au contact des fibres li gnocellulosiques de ladite matière lignocellulosique hydratée. Mais ils ont également dé fini des conditions de convoyage de ladite matière lignocellulosique hydratée dans l’extru- deur bi-vis permettant de réaliser un mélange intime du(des) champignon(s) filamenteux au cœur des fibres lignocellulosiques de ladite matière lignocellulosique hydratée en for mant ladite matière composite qui adaptée pour pouvoir être soumise à une étape de déve loppement, notamment de fermentation, sur milieu solide du(des) champignon(s) filamen teux au contact des fibres lignocellulosiques de ladite matière lignocellulosique hydratée.
[0028] Les effets de malaxage et/ou de broyage et/ou de cisaillement et/ou de compression et/ou de détente sont ici obtenus grâce à un déplacement entretenu d’au moins un organe méca nique rigide au sein et au contact de ladite matière lignocellulosique solide de ladite ma tière lignocellulosique solide imprégnée. Ce déplacement est dit entretenu du fait qu’il per dure pendant ledit traitement thermo-mécanique. Cela étant, ledit traitement thermo-méca nique peut être continu ou discontinu. [0029] Dans toute la suite, l’expression « extrudeur bi-vis » désigne un dispositif de malaxage comprenant deux vis co-pénétrantes à pas direct ou à pas inversé entraînées en rotation en synchronisme à l’intérieur d’un fourreau tubulaire présentant en section droite transversale une forme bilobée. Le fourreau et les vis co-pénétrantes peuvent être formés en tout alliage industriel adapté aux conditions opératoires en particulier d’abrasivité et de corrosion. Cha cune des vis co-pénétrantes peut être formée de tronçons de vis s’étendant axialement et successivement sur un axe cannelé et ménageant axialement des zones successives de trai tement de la matière lignocellulosique solide entre une zone d’entrée ou de chargement de G extrudeur bi-vis et une zone de sortie ou d’évacuation.
[0030] Un avantage de l’utilisation d’un extrudeur bi-vis vient de la rapidité de traitement. En ef fet, dans les conditions de mise en œuvre du procédé selon l’invention, quelques minutes à quelques dizaines de minutes, selon les dimensions de l’extrudeur bi-vis, suffisent pour préparer ladite matière composite. Le profil de vis -tel que défini par l’enchaînement, la forme et le pas des éléments constitutifs des vis de l’extrudeur bi-vis- et la vitesse de rota tion des vis dans le fourreau sont choisis pour obtenir un effet de malaxage et/ou de broyage et/ou de cisaillement et/ou de compression et/ou de détente de ladite matière li gnocellulosique solide et pour ménager un temps de séjour de ladite matière lignocellulo sique solide imprégnée dans l’extrudeur bi-vis, qui sont adaptés pour permettre une désa grégation au moins partielle des fibres lignocellulo siques de ladite matière lignocellulo sique solide.
[0031] Pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention, un tel extrudeur bi-vis présente l’in térêt de permettre une automatisation de l’ensemble des étapes et la réalisation de ce traite ment en une opération unique et continue.
[0032] L’emploi d’un extrudeur bi-vis permet avantageusement un contrôle précis d’un grand nombre de paramètres de fonctionnement d’un procédé selon l’invention (température de traitement, mode et force de compression, de détente et de cisaillement, temps de traite ment...). En effet, en modifiant certaines caractéristiques structurelles et/ou certaines ca ractéristiques de fonctionnement de l’extrudeur bi-vis, l’opérateur intervient sur les para mètres du procédé.
[0033] À titre d’exemple de caractéristiques structurelles d’un extrudeur bi-vis au niveau des quelles un opérateur peut intervenir, et qui sont généralement déterminées et fixées avant sa mise en marche (et qui ne sont pas normalement modifiables pendant son fonctionne ment), on cite en particulier le profil des vis, qui dépend essentiellement du type de vis uti lisé. Les vis peuvent être des vis de convoyage, de malaxage (tel que les éléments de ma laxage monolobe ou bilobe), de contrainte de cisaillement (tel que les vis à contrefilet). Les vis peuvent différer par la forme de leur filet (qui peut être par exemple trapézoïdal, conju gué, simple ou double...) et par la dimension de leur pas de vis. Chacune de ces vis peut également présenter différents tronçons (ou segments) qui peuvent éventuellement différer les uns des autres, par la forme du filet et/ou par le pas de vis. Éventuellement, certains de ces tronçons constitutifs de ces vis peuvent également correspondre à des éléments ma laxeurs monolobes ou bilobes.
[0034] Parmi ces caractéristiques de fonctionnement d’un extrudeur bi-vis mis en œuvre dans un procédé selon l’invention au niveau desquelles un opérateur peut intervenir à tout moment (aussi bien lorsque cet équipement est à l’arrêt que lorsqu’il est en marche), on peut ci ter notamment : la vitesse de rotation des vis ; la température du fourreau. Des températures particulières peuvent être fixées dans dif férents tronçons s’étendant longitudinalement dans ce fourreau.
[0035] Le grand choix dans les caractéristiques structurelles et de fonctionnement d’un tel extru- deur bi-vis permet une grande liberté d’ajustement des conditions de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention, et en particulier de définir des conditions optimales (par exemple la température, la force de cisaillement, la durée du traitement, le rapport li quide/solide) spécifiques à chacune des matières lignocellulosiques solides de départ choi sie. Avantageusement, les vis d’un extrudeur bi-vis utilisées dans le cadre de l’invention, peuvent comprendre au moins deux tronçons qui diffèrent par leur profil de vis.
[0036] Ces caractéristiques structurelles des vis de G extrudeur bi-vis sont adaptées pour permettre non seulement un convoyage de la matière lignocellulosique solide de ladite matière ligno- cellulosique solide imprégnée longitudinalement dans le fourreau de l’extrudeur bi-vis, mais aussi de former, lors de ce convoyage, des zones de compression et/ou de détente et/ou de malaxage et/ou de broyage et/ou de cisaillement et/ou de gonflement par hydrata tion de la matière lignocellulosique solide de ladite matière lignocellulosique solide impré gnée et une colonisation des fibres lignocellulosiques désagrégées de ladite composition hydratée, par le(les) champignon(s) filamenteux.
[0037] Selon certains modes de réalisation avantageux, le procédé est mis en œuvre en continu au moyen d’un extrudeur bi-vis unique. Un tel extrudeur bi-vis unique permet de soumettre ladite matière lignocellulosique solide imprégnée s’écoulant en continu de l’amont vers l’aval de G extrudeur bi-vis, audit traitement thermo-mécanique dans une partie amont de G extrudeur bi-vis, puis dans une partie aval de l’extrudeur bi-vis, à un mélange : de ladite composition hydratée convoyée par G extrudeur bi-vis et formée du fait dudit traitement thermo-mécanique et sensiblement exempte de toute flore endogène de la dite matière lignocellulosique solide de départ, et ; de ladite composition fongique introduite dans l’extrudeur bi-vis par une vanne d’in troduction ; dans des conditions de mélange propres à préserver au moins en partie la viabilité du dit/desdits) champignon(s) filamenteux.
[0038] Dans certains modes de réalisation, ledit traitement thermo-mécanique du procédé selon l’invention est un traitement d’inactivation d’au moins une partie de flore microbienne en dogène de ladite au moins une matière lignocellulosique solide. Dans ces modes de réalisa tion, on choisit la température de chauffage et la durée de chauffage de ladite matière li gnocellulosique solide imprégnée dans l’extrudeur bi-vis de façon à inactiver au moins une partie -notamment une majeure partie, en particulier sensiblement la totalité- de la flore mi crobienne endogène de ladite matière lignocellulosique solide. Une telle inactivation de la flore microbienne endogène initialement présente dans ladite matière lignocellulosique so lide permet de favoriser l’implantation et le développement ultérieur du(des) champignon(s) filamenteux en limitant les risques de compétition trophique avec la flore endogène de ladite matière lignocellulosique solide.
[0039] Dans ces modes de réalisation avantageux, on réalise le traitement thermo-mécanique et l’ajout de ladite composition fongique dans ladite composition hydratée -et le cas échéant, un refroidissement de ladite composition hydratée- à une température propre à préserver au moins en partie -notamment en totalité- la viabilité dudit(desdits) champignon(s) filamen teux et à permettre un développement ultérieur dudit(desdits) champignon(s) filamenteux dans ladite matière composite- successivement dans le même extrudeur bi-vis. Pour ce faire, G extrudeur bi-vis présente : une zone amont de traitement thermo-mécanique de ladite matière lignocellulosique solide imprégnée ; le cas échéant, une zone intermédiaire de refroidissement de ladite matière lignocellu losique solide imprégnée, et ; une zone aval d’ajout de ladite composition fongique dans ladite matière lignocellulo sique solide imprégnée -le cas échéant refroidie- et de mélange de ladite composition fongique dans ladite matière lignocellulosique solide imprégnée.
[0040] Dans d’autres modes de réalisation, on réalise le traitement thermo-mécanique et l’ajout de ladite composition fongique dans ladite composition hydratée successivement dans des ex- trudeurs bi-vis différents.
[0041] Selon certains modes de réalisation, la température de chauffage de ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée lors du traitement thermo-mécanique est com prise entre 50°C et 180°C, de préférence comprise entre 130°C et 150°C.
[0042] Selon certains modes de réalisation, ladite composition hydratée est refroidie à une tempé rature inférieure à 50°C, notamment comprise entre 5°C et 50°C, préalablement à l’ajout de ladite composition fongique. Selon certains modes de réalisation, le refroidissement de ladite composition hydratée est réalisé en continu dans G extrudeur bi-vis, par convoyage de ladite composition hydratée à refroidir dans au moins un tronçon de G extrudeur bi-vis muni d’un fourreau maintenu à la température de refroidissement. Selon certains modes de réalisation, le refroidissement de ladite composition hydratée est réalisé en continu dans G extrudeur bi-vis, par convoyage de ladite composition hydratée à refroidir dans au moins un tronçon de G extrudeur bi-vis muni uniquement de vis de convoyage, c’est-à-dire de vis exemptes d’organes alternés de compression et de détente. De telles vis de convoyage con juguées et inter-pénétrantes permettent le convoyage de ladite composition hydratée dans G extrudeur et favorisent les échanges thermiques avec le fourreau maintenu à la tempéra ture de refroidissement.
[0043] Selon certains modes de réalisation, ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée comprend une quantité de ladite au moins une matière lignocellulosique solide telle que le rapport de la masse de matière sèche de ladite au moins une matière lignocellu losique solide sur la masse de ladite au moins une matière lignocellulosique solide impré gnée est compris entre 30% et 60%, notamment compris entre 40% et 50%. Le rapport de la masse de matière sèche de ladite matière lignocellulosique solide de la matière lignocel lulosique solide imprégnée sur la masse totale de ladite matière lignocellulosique solide imprégnée est compris entre 30% et 60%.
[0044] Selon certains modes de réalisation d’un procédé selon l’invention, on forme ladite matière lignocellulosique solide imprégnée dans l’extrudeur bi-vis en introduisant un débit de com position aqueuse dans le débit de matière lignocellulosique en cours de convoyage dans l’extrudeur bi-vis, de façon à former une matière lignocellulosique solide imprégnée com prenant une quantité de matière lignocellulosique solide telle que le rapport de la masse de matière sèche de ladite au moins une matière lignocellulosique solide sur la masse de ladite matière lignocellulosique solide imprégnée soit compris entre 30% et 60%, notamment compris entre 40% et 50%.
[0045] On détermine la masse de telles matières sèches par une méthode connue en elle-même de l’homme du métier et par laquelle on réalise une pesée de ladite matière préalablement ex posée à un séchage à une température de l’ordre de 103°C pendant une durée nécessaire pour obtenir une masse sensiblement constante, cette masse sensiblement constante étant représentative de la masse de la matière sèche de ladite matière lignocellulosique solide.
[0046] Selon certains modes de réalisation, on ajuste la quantité de composition aqueuse dans la dite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée -notamment la quantité d’eau dans ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée- de façon que ladite matière composite soit exempte de composition aqueuse libre susceptible de s’écouler spontanément à partir de ladite matière composite. Selon certains modes de réalisation, on ajuste la quantité de composition aqueuse -notamment la quantité d’eau- dans ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée de façon que ladite matière compo site présente un taux d’humidité optimisé pour permettre une croissance optimale du(des) champignon(s) filamenteux. Selon certains modes de réalisation, ladite matière composite comprend une quantité de ladite matière lignocellulosique hydratée (de surface spécifique et de taux d’hydratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d’hydrata tion de ladite au moins une matière lignocellulosique de départ), telle que le rapport de la masse de matière sèche de ladite matière lignocellulosique hydratée sur la masse de ladite matière composite est compris entre 10% et 30% -notamment entre 15% et 30%-.
[0047] Selon certains modes de réalisation particuliers, ladite matière lignocellulosique hydratée présente une granulométrie inférieure à celle de ladite au moins une matière lignocellulo sique solide de départ et inférieure à celle de ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée. Cette granulométrie peut varier selon le choix de la matière lignocellulo sique solide de départ et selon les conditions de mise en œuvre dudit traitement thermo mécanique, notamment selon le profil de l’extrudeur bi-vis. À titre indicatif, selon certains modes de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention, les fibres lignocellulosiques de ladite composition hydratée présentent une plus grande dimension (notamment une lon gueur) moyenne comprise entre 103 m et 102 m et une plus petite dimension (notamment un diamètre) orthogonale à la plus grande dimension inférieure à 2 103 m.
[0048] Tout type de champignon filamenteux peut être utilisé dès lors qu’il est du type producteur de mycélium. Selon certains modes de réalisation, ledit champignon filamenteux est choisi dans le groupe formé des organismes de l’embranchement des Basidiomycota. Selon cer tains modes de réalisation particuliers, ledit champignon filamenteux est choisi dans le groupe formé de Grammothele fuligo , de Pleurotus citrinopileatus (pleurote jaune), de Lentinula edodes (ou lentin du chêne ou shiitake ou shiitaké), de Pleurotus ostreatus (pleu rote en forme d’huître ou pleurote gris), de Pleurotus pulmonarius (pleurote pulmonaire), de Pleurotus columbinus, des hybrides de pleurotes, de Ganoderma resinaceum (Gano- derme résineux), d 'Agrocybe brasiliensis, de Flammulina velutipes, de Hypholoma cap- noides, à'Hypholoma sublaterium, de Morchella angusticeps, de Macrolepiota procera, de Coprinus comatus, de Agaricus arvensis, de Ganoderma tsugae, de Ganoderma lucidum et de Inonotus obliquas. De tels champignons filamenteux se développant au contact des fibres lignocellulosiques désagrégées dans ladite matière composite produisent de la ma tière biologique formant un liant cohésif dans ladite matière composite en comblant des es paces laissés vacants par les fibres lignocellulosiques. Une telle matière biologique peut comprendre des protéines de structure constitutives du mycélium du(des) champignon(s) filamenteux, et/ou des protéines excrétées et/ou de la chitine.
[0049] Selon certains modes de réalisation, on prépare ladite au moins une matière lignocellulo- sique solide imprégnée préalablement à son introduction dans l’extrudeur bi-vis, par addi tion de la composition aqueuse dans ladite au moins une matière lignocellulosique solide.
[0050] Selon certains modes de réalisation, ladite au moins une matière lignocellulosique solide comprend : une proportion massique de celluloses, exprimée en poids sec de celluloses et en poids sec de ladite au moins une matière lignocellulosique solide (c’est-à-dire par le rapport de la masse de matière sèche de celluloses sur la masse de matière sèche de ladite au moins une matière lignocellulosique sèche) comprise entre 20 % et 99 %, notamment comprise entre 20 % et 98 %, en particulier comprise entre 20 % et 90 %, de préférence comprise entre 30 % et 60 % ; une proportion massique d’hémicelluloses, exprimée en poids sec d’hémicelluloses et en poids sec de ladite au moins une matière lignocellulosique solide (c’est-à-dire par le rapport de la masse de matière sèche des hémicelluloses sur la masse de matière sèche de ladite au moins une matière lignocellulosique solide) comprise entre 10 % et 50 %, notamment comprise entre 10% et 35% ; une proportion massique de lignines, exprimée en poids sec de lignines et en poids sec de ladite au moins une matière lignocellulosique solide (c’est-à-dire par le rapport de la masse de matière sèche des lignines sur la masse de matière sèche de ladite au moins une matière lignocellulosique solide) comprise entre 0,1 % et 35 %, notamment com prise entre 0,1 % et 30 %.
[0051] Toute matière lignocellulosique solide peut être utilisée dans un procédé selon l’invention, y compris le coton.
[0052] Selon certains modes de réalisation, au moins une matière lignocellulosique solide est choisie dans le groupe formé de tout ou partie d’une plante herbacée -notamment d’une cé réale (telle que par exemple le blé, l’orge, le riz, l’avoine, notamment), d’une paille d’une céréale, de tiges d’une plante cultivée (telle que par exemple le sorgho, le maïs, la canne à sucre..)-, de tout ou partie d’une plante ligneuse (écorces, copeaux de bois), d’un déchet d’une plante issu d’une valorisation de ladite plante (chènevotte, tourteau d’une plante oléagineuse, notamment) et de tout ou partie d’une plante productrice de fibres végétales comme le sisal, le lin, la noix de coco, le chanvre, le jute, la ramie, le coton, la grande or tie, par exemple.
[0053] Selon certains modes de réalisation, ladite composition fongique est ajoutée dans ladite composition hydratée maintenue à une température comprise entre 10°C et 30°C, notam ment comprise entre 20°C et 30°C. Dans ces modes de réalisation, ladite composition hy dratée est refroidie lors de son convoyage dans l’extrudeur bi-vis de façon à atteindre cette température comprise entre 10°C et 30°C. On ajuste la température de ladite composition hydratée par refroidissement d’au moins un tronçon longitudinal du fourreau de l’extrudeur bi-vis.
[0054] Selon certains modes de réalisation, ledit traitement thermo-mécanique est réalisé en con tinu dans au moins un extrudeur bi-vis comprenant d’amont en aval, une succession de tronçons de vis rotatives conjuguées à un fourreau tubulaire de G extrudeur bi-vis, adaptée pour que ladite au moins une matière lignocellulosique solide imprégnée soit soumise, au cours de son convoyage d’amont en aval dans l’extrudeur bi-vis, à des contraintes crois santes de compression, de cisaillement et de détente.
[0055] Selon certains modes de réalisation, la succession de tronçons de vis rotatives conjuguées au fourreau tubulaire de G extrudeur bi-vis comprend au moins une vis de convoyage et au moins une vis de contrainte -telles que des vis du type malaxeur bilobe montée à 90° ou - 45°, ou du type contrefilet ajouré ou des vis à pas plus large que les vis de convoyage pla cées en amont-.
[0056] Dans certains modes de réalisation, on réalise ledit traitement thermo-mécanique en con tinu dans au moins un extrudeur bi-vis présentant d’amont en aval, dans cet ordre : au moins un tronçon muni d’une vis de convoyage choisie dans le groupe formé des vis conjuguées à simple filet de type C1F, des vis conjuguées à double filet de type C2F, des vis trapézoïdales à double filet de type T2F, des vis trapézoïdales à simple filet de type T1F et leurs variantes, puis ; au moins un tronçon muni d’une vis de contrainte choisie dans le groupe formé des vis monolobe montées à +45°, des vis bilobe montées à +45° (correspondant à un décalage d’angle de +45° des éléments les uns par rapport aux autres), des vis monolobe mon tées à +90°, des vis bilobe montées à +90° (correspondant à un décalage d’angle de +90° des éléments les uns par rapport aux autres), des vis monolobe montées à -45°, des vis bilobe montées à -45° (correspondant à un décalage d’angle de -45° des élé ments les uns par rapport aux autres) et des vis inversées, dites « contrefilets », du type CF2C ajouré, puis ; au moins un tronçon muni de vis de convoyage choisies dans le groupe formé des vis conjuguées à simple filet de type C1F, des vis conjuguées à double filet de type C2F, des vis trapézoïdales à simple filet de type T1F, des vis trapézoïdales à double filet de type T2F et leurs variantes.
[0057] Dans certains modes de réalisation, ladite composition fongique est une composition li quide. Bien entendu, dans ces modes de réalisation, ladite composition fongique liquide est ajoutée dans ladite composition hydratée de façon que ladite matière composite présente un taux d’humidité optimisé et adapté pour permettre une croissance optimale du(des)dit(s) champignon(s) filamenteux. En particulier, ladite composition fongique liquide est ajoutée dans ladite composition hydratée de façon que ladite matière composite comprenne une quantité de ladite matière lignocellulosique hydratée (de surface spécifique et de taux d’hy dratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d’hydratation de ladite au moins une matière lignocellulosique de départ) telle que le rapport de la masse de matière sèche de ladite matière lignocellulosique hydratée sur la masse de ladite matière composite est compris entre 10% et 30% -notamment entre 15% et 30%-. Dans ces modes de réalisa tion, le mélange de ladite composition fongique liquide et de ladite composition hydratée est effectué dans au moins un tronçon d’extrudeur bi-vis équipé de vis d’un type de vis de convoyage conjuguées et inter-pénétrantes. Un tel type de vis de convoyage permet un mé lange efficace et une imprégnation efficace de ladite composition fongique dans ladite ma tière lignocellulosique hydratée pour former ladite matière composite
[0058] Dans certains de ces modes de réalisation, ladite composition fongique est une composition solide. Dans ces modes de réalisation, le mélange de ladite composition fongique solide et de ladite dispersion malaxée est effectué dans au moins un tronçon d’extrudeur bi-vis équipé de vis de convoyage choisies dans le groupe formé des vis conjuguées à simple filet de type GIF, des vis conjuguées à double filet de type C2F, des vis trapézoïdales à double filet de type T2F, des vis trapézoïdales à simple filet de type T1F et leurs variantes, et/ou ; de vis de contrainte du type malaxeur monolobé ou du type malaxeur bilobé (BB +45° ou MAF0 +45°), dont les monolobes ou les bilobes respectivement sont orientés per pendiculairement aux arbres cannelés et sont décalés les uns par rapport aux autres d’un angle de +45°, et/ou ; de vis de contrainte du type malaxeur monolobé ou du type malaxeur bilobé (BB 90° ou MAF090°), dont les monolobes ou les bilobes respectivement sont orientés perpen diculairement aux arbres cannelés et sont décalés les uns par rapport aux autres d’un angle de 90°.
[0059] F’invention s’étend à une matière composite obtenue par un procédé selon l’invention.
[0060] Mais l’invention s’étend aussi à une matière, dite matière composite, lignocellulosique so lide comprenant des fibres lignocellulosiques et au moins un organisme, dit champignon filamenteux, eucaryote pluricellulaire formateur de mycélium, ladite matière composite étant majoritairement sous forme de particules de forme globalement allongée et présentant une plus grande dimension (une longueur) supérieure à chacune des deux dimensions (lar geur et épaisseur) orthogonales à la plus grande dimension et orthogonales entre elles, le rapport de la plus grande dimension (longueur) sur chacune des dimensions orthogonales à la plus grande dimension (largeur et/ou épaisseur) étant supérieur à 2, notamment supérieur à 4, de préférence supérieur à 6, encore plus préférentiellement supérieur à 10.
[0061] F’invention s’étend également à toute utilisation d’une telle matière composite obtenue par un procédé de préparation selon l’invention.
[0062] F’invention vise en particulier G utilisation de ladite matière composite -obtenue ou non par un procédé de préparation selon l’invention- aux fins de digestion au moins partielle -no tamment totale- d’une matière lignocellulosique solide susceptible de pouvoir être décom posée par le(les)dit(s) champignon(s) filamenteux en développement -notamment préala blement à une étape d’hydrolyse enzymatique de la cellulose de la matière lignocellulo sique solide décomposée et sa conversion en sucres fermentescibles pour la production d’éthanol. L’invention vise donc un procédé selon l’invention de préparation d’une matière composite aux fins de digestion au moins partielle -notamment totale- de ladite matière li gnocellulosique solide.
[0063] L’invention s’étend aussi à un procédé de fabrication d’un objet solide dans lequel est mis en œuvre un procédé selon l’invention de préparation de ladite matière composite. L’inven tion s’étend aussi à un tel procédé de fabrication d’un objet solide dans lequel on choisit une matière composite obtenue par un procédé selon l’invention, puis on met en forme la dite matière composite et on soumet ladite matière composite ainsi mise en forme, à une étape de fermentation, dite fermentation en milieu solide, et de développement dudit au moins un champignon filamenteux dans ladite matière composite. Ladite fermentation en milieu solide peut être une fermentation anaérobie ou aérobie. La fermentation en milieu solide et le développement du(des) champignon(s) filamenteux se produisent au contact de la matière lignocellulosique hydratée de ladite matière composite en absence quasi-totale d’eau libre, ladite matière lignocellulosique hydratée faisant office de support de cette fer mentation et de ce développement, mais aussi, le cas échéant, de source nutritive du(des) champignon(s) filamenteux.
[0064] Dans certains modes de réalisation d’un procédé selon l’invention de fabrication d’un objet solide, l’objet solide fabriqué étant un objet moulé de faible masse volumique : on met en forme -notamment par moulage- ladite matière composite obtenue par un procédé de préparation de ladite matière composite selon l’invention, puis ; ladite matière composite mise en forme est soumise à une étape de fermentation, dite fermentation en milieu solide, et de développement dudit au moins un champignon fila menteux dans ladite matière composite, ce par quoi un matériau enrichi en mycélium est formé, puis ; le matériau enrichi en mycélium est séché de façon à former l’objet solide moulé cons titué d’un matériau composite de faible masse volumique. Dans ces modes de réalisa tion, la matière composite de faible masse volumique peut présenter une masse volu mique inférieure à 0,1 g/cm3.
[0065] Dans d’autres modes de réalisation d’un procédé selon l’invention de fabrication d’un objet solide, l’objet solide fabriqué étant un objet de masse volumique supérieure à 0,1 g/cm3, notamment de masse volumique comprise entre 0,6 g/cm3 et 1,4 g/cm3, en particulier com prise entre 0,6 g/cm3 et 1,0 g/cm3- et supérieure à la masse volumique du matériau enrichi en mycélium formant un objet solide obtenu par simple moulage : ladite matière composite est soumise à une étape de fermentation, dite fermentation en milieu solide, et de développement dudit au moins un champignon filamenteux dans ladite matière composite et au contact de ladite matière lignocellulosique hydratée, ce par quoi un matériau enrichi en mycélium est formé, puis ; ledit matériau riche en mycélium est soumis à une étape de mise en forme par thermo compression, le cas échéant après séchage et/ou broyage dudit matériau enrichi en my célium, de façon à former l’objet solide de masse volumique supérieure à 0,1 g/cm3. Dans ces modes de réalisation, le matériau formant l’objet solide présente une masse volumique supérieure à 0,1 g/cm3, notamment comprise entre 0,6 g/cm3 et 1,4 g/cm3, en particulier comprise entre 0,6 g/cm3 et 1,0 g/cm3.
[0066] Selon certains modes de réalisation, le procédé de fabrication ne comprend aucun apport dans ladite matière composite, d’une composition nutritive d’aide au développement dudit au moins un champignon filamenteux. Rien n’empêche cependant selon d’autres modes de réalisation, d’apporter en cours de formation de ladite matière composite ou dans ladite matière composite, une composition nutritive d’aide au développement dudit au moins un champignon filamenteux.
[0067] L'invention concerne également un procédé de préparation d’une matière, dite matière composite, lignocellulo sique solide ensemencée avec au moins un champignon filamen teux et un procédé de fabrication d’un objet solide caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. Quelle que soit la présenta tion formelle qui en est donnée, sauf indication contraire explicite, les différentes caracté ristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après ne doivent pas être considérées comme étroite ment ou inextricablement liées entre elles, l’invention pouvant concerner l’une seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de ces ca ractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de l’une de ces carac téristiques structurelles ou fonctionnelles, ou encore tout groupement, combinaison ou jux taposition de tout ou partie de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles.
[0068] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples suivants donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif de certains modes de réalisation possibles de l’invention et de la description suivante de certains modes de réalisation possibles de l’invention se référant aux dessins annexés dans lesquels :
[0069] [Fig 1] la figure 1 est un schéma synoptique d’une variante d’un procédé selon l’inven tion ;
[0070] [Fig 2] la figure 2 est un schéma fonctionnel d’un exemple d’extrudeur bi-vis susceptible de pouvoir être utilisé pour la mise en œuvre d’une première variante d’un procédé selon l’invention, et ;
[0071] [Fig 3] la figure 3 est un schéma fonctionnel d’un exemple d’extrudeur bi-vis susceptible de pouvoir être utilisé pour la mise en œuvre d’une deuxième variante d’un procédé selon l’invention.
[0072] Dans un procédé de préparation d’une matière, dite matière 1 composite, lignocellulo sique solide ensemencée avec au moins un champignon 2 filamenteux, on choisit une matière 4 lignocellulosique solide composée de celluloses, d’hémicelluloses et de lignine. Dans un procédé selon l’invention, une telle matière 4 lignocellulosique solide peut être une matière végétale issue de l’agriculture ou de la sylviculture ou se développant à l’état sauvage. Il peut s’agir de tout ou partie d’une production agricole. Il peut s’agir notamment d’une par tie d’une telle production agricole, considérée comme un déchet vis-à-vis de cette production agricole et qui, du fait de son utilisation dans un procédé selon l’invention, constitue une valorisation de cette production agricole. Avantageusement, la matière 4 li- gnocellulosique solide est formée d’une ressource végétale qui est renouvelable.
[0073] Dans un procédé de préparation de ladite matière 1 composite, on réalise une introduction 17 sensiblement en continu d’un débit de la matière 4 lignocellulosique solide fragmentée en partie amont d’un extrudeur 10 bi-vis configuré pour pouvoir recevoir la matière 4 li gnocellulosique solide et pour convoyer cette matière 4 lignocellulosique solide entre l’en trée amont de la matière 4 lignocellulosique dans G extrudeur 10 bi-vis et une sortie aval de ladite matière 1 composite formée dans l’extrudeur 10. Au cours du convoyage de la ma tière 4 lignocellulosique solide dans l’extrudeur 10, il est procédé à un apport 19 d’un débit d’une composition 5 aqueuse -notamment d’eau- dans le fourreau de l’extrudeur 10 de fa çon à former une matière 3 lignocellulosique solide imprégnée de composition 5 aqueuse du fait du convoyage de la matière 4 lignocellulosique solide et de son malaxage. On ajuste le débit de composition 5 aqueuse selon la nature et la composition de la matière 4 ligno cellulosique solide, de façon que le rapport de la masse de matière sèche la matière 4 ligno cellulosique solide dans ladite matière 3 lignocellulosique imprégnée soit compris entre 40% et 60%.
[0074] Ladite matière 3 lignocellulosique imprégnée est ensuite soumise au cours de son con voyage dans G extrudeur 10 à un traitement, dit traitement 6 thermo-mécanique, par le quel ladite matière 3 lignocellulosique imprégnée est soumise à une succession de phases de compression, de détente et de cisaillement mécaniques par malaxage de ladite au moins une matière 4 lignocellulosique solide au contact de la composition 5 aqueuse et à un échauffement à une température supérieure à 50°C, notamment comprise entre 50°C et 180°C. Rien n’empêche cependant de réaliser ledit traitement 6 thermo-mécanique à une température supérieure à 180°C mais sans risquer de brûler la matière 4 lignocellulosique. On réalise le traitement 6 thermo-mécanique de ladite matière 3 lignocellulosique impré gnée par chauffage du(des) fourreau(x) du(des) modules de l’extrudeur 10 correspondant à la zone de chauffage. On forme ainsi dans G extrudeur 10, du fait du chauffage et de la suc cession de phases de compression, de détente et de cisaillement mécaniques auxquels la matière 4 lignocellulosique solide est soumise dans l’extrudeur 10, une composition 7 hy dratée, comprenant une matière 8 lignocellulosique hydratée, de surface spécifique et de taux d’hydratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d’hydratation de la matière 4 lignocellulosique introduite dans G extrudeur 10. On choisit les conditions dudit traitement 6 thermo-mécanique, notamment de compression/détente et de chauffage de façon à former une composition 7 hydratée sensiblement exempte de flore microbienne endogène de la matière 4 lignocellulosique solide de départ. Selon l’invention, ledit traite ment 6 thermo-mécanique permet de former ladite composition 7 hydratée dans laquelle ladite matière 8 lignocellulosique hydratée est adaptée pour pouvoir être ultérieurement co lonisée par un champignon 2 filamenteux.
[0075] Dans un procédé selon l’invention de préparation d’une matière 1 composite, à l’issue du dit traitement 6 thermo-mécanique, ladite composition 7 hydratée est soumise à un refroi dissement 18 par la poursuite du convoyage de ladite composition 7 hydratée au travers des fourreaux de modules, dits modules de refroidissement, successifs de l’extrudeur 10 portés à basse température, notamment à une température comprise entre 10°C et 30°C, corres pondant à une zone de l’extrudeur 10 de refroidissement de ladite composition 7 hydratée chaude. Rien n’empêche de prévoir le maintien des phases de compression, de détente et de cisaillement mécaniques lors du refroidissement 18 susceptible de favoriser des échanges thermiques entre ladite composition 7 hydratée et le fourreau des modules de re froidissement.
[0076] L’entrainement de l’amont vers l’aval de l’extrudeur 10 de la composition 22 hydratée ainsi refroidie se poursuit dans un module de l’extrudeur 10 muni d’une entrée d’une com position, dite composition 9 fongique, comprenant au moins un champignon 2 filamenteux. Dans un procédé selon l’invention, ladite composition 9 fongique est apportée dans ladite composition 22 hydratée refroidie en cours de malaxage, dans des conditions de malaxage propres à préserver, au moins partiellement, la viabilité du(des) champignon(s) 2 filamen teux. On forme ainsi une matière, dite matière 1 composite, formée d’une matière lignocel- lulosique solide ensemencée avec des champignons 2 filamenteux viables, sensiblement uniformément répartis dans matière lignocellulosique solide et susceptibles de développer du mycélium au contact de la matière lignocellulosique solide et la coloniser. On maintient le malaxage par convoyage de ladite matière 1 composite dans l’extrudeur 10 de façon à favoriser une redistribution des champignons 2 filamenteux au contact des fibres lignocel- lulosiques de la matière lignocellulosique. Ladite matière 1 composite est expulsée en con tinu de l’extrudeur 10 à son extrémité longitudinale aval.
[0077] Dans une première variante d’une utilisation de ladite matière 1 composite représentée en figure 1, ladite matière 1 composite est soumise à un traitement 23 de mise en forme de la dite matière 1 composite. Il peut s’agir d’un étalement de ladite matière 1 composite sur un support de forme prédéterminée ou de tout autre type de mise en forme. La matière compo site mise en forme est ensuite placée dans des conditions propres à permettre le développe ment par fermentation 12 sur milieu solide, du(des) champignon(s) 2 filamenteux au con tact des fibres lignocellulosiques. Le développement du mycélium du(des) champignon(s)
2 filamenteux au contact des fibres lignocellulosiques permet de former un liant fongique assurant la cohésion d’un matériau 13 enrichi en mycélium. Après un traitement 21 de sé chage -notamment par séchage à chaud- du matériau 13 enrichi en mycélium, il est formé un objet 14 solide de faible masse volumique.
[0078] Dans une deuxième variante d’une utilisation de ladite matière 1 composite représentée en figure 1, ladite matière 1 composite est placée dans des conditions propres à permettre le développement du(des) champignon(s) 2 filamenteux au contact des fibres lignocellulo siques, par fermentation 12 sur milieu solide. Le développement du mycélium du(des) champignon(s) 2 filamenteux au contact des fibres lignocellulosiques permet de former un liant fongique assurant la cohésion d’un matériau 13 enrichi en mycélium. On réalise en suite une mise en forme du matériau 13 enrichi en mycélium par thermocompression, ce par quoi un objet 15 solide de masse volumique supérieure à 0,1 g/cm3 est formé. Rien n’empêche de réaliser une étape de séchage de cet objet 15 solide destinée à stabiliser le liant fongique et à interrompre le développement du(des) champignon(s) 2 filamenteux. À titre d’exemple, on soumet le matériau 13 enrichi en mycélium à une étape de compression sous une pression de 785 Kg/cm2 de façon à former une éprouvette normalisée. L’éprou vette normalisée présente une valeur de résistance en flexion de l’ordre de 19 MPa et un module d’élasticité en flexion de l’ordre de 2200 MPa. À titre comparatif, une éprouvette normalisée obtenue par compression d’une matière lignocellulo sique solide ayant subi ledit traitement thermo-mécanique mais qui n’est pas enrichi en mycélium et soumise à la même étape de compression sous 785 Kg/cm2, présente une valeur de résistance en flexion de l’ordre de 7 MPa et un module d’élasticité en flexion de l’ordre de 370 MPa. Ce matériau compressé non enrichi en mycélium est un matériau friable, contrairement au matériau for mant l’objet 15 solide selon l’invention.
[0079] Selon l’invention, notamment selon ces première et deuxième variantes, le développement du mycélium du(des) champignon(s) 2 filamenteux au contact des fibres lignocellulosiques est rendu possible du fait du traitement 6 thermo-mécanique de la matière 3 lignocellulo- sique solide et de sa stérilisation, au moins partielle, du fait de ce traitement 6 dans l’extru- deur 10. Les inventeurs ont observé qu’une matière lignocellulosique solide n’ayant pas subi ledit traitement 6 thermo-mécanique au moins partiellement stérilisant ne permet pas le développement du mycélium du(des) champignon(s) 2 filamenteux. Ils supposent que le développement de la flore naturelle d’une telle matière lignocellulo sique solide s’oppose au développement du(des) champignon(s) 2 filamenteux.
[0080] EXEMPLE 1 - Ensemencement de Chènevotte par une suspension liquide du champignon filamenteux Grammothele fuligo
[0081] Matière lignocellulosique solide
On choisit, à titre de matière lignocellulosique solide, une chènevotte de chanvre composée de 44% de celluloses, de 18% d’hémicelluloses et de 28% de lignine, formée de fragments de forme globalement cylindrique et de diamètre moyen en section droite transversale compris entre 0,5 mm et 6,3 mm. En particulier, 70% des fibres de la chènevotte de chanvre présentant un diamètre supérieur à 2 mm. Une analyse par tamisages successifs sur des tamis de mailles calibrées décroissantes, de la proportion massique de chacune des classes de taille des fragments formant la chènevotte est donnée au tableau 1 ci-après, dans lequel « d » représente le diamètre des fragments et « L » représente leur longueur.
[0082] [Table 1]
[0083] La chènevotte de chanvre à l’équilibre dans l’air atmosphérique ambiant, présente un taux (rapport de la masse constante de la chènevotte de chanvre maintenue à la température de 103°C sur la masse de la chènevotte de chanvre équilibrée dans l’air atmosphérique am biant à la température ambiante) de matière sèche de 87%.
[0084] Extrudeur bi-vis
On choisit un extrudeur bi-vis CLEXTRAL EV25 (CLEXTRAL SA, Firminy, France) comprenant un fourreau fixe et creux formant un alésage longitudinal de forme bilobée en section droite transversale, et deux arbres parallèles identiques entraînés chacun en rotation dans l’un des lobes du fourreau bilobé selon l’axe longitudinal de chacun des deux arbres et à une vitesse de rotation identique et dans le même sens de rotation. Le fourreau est constitué de 10 modules successifs bilobés de même dimension (d’une longueur de 100 mm chacun) montés solidaires linéairement les uns des autres. Chaque arbre rotatif est équipé longitudinalement d’une succession de tronçons de vis montées solidaires en rota tion des arbres. Chaque vis présente un diamètre maximal en section droite transversale de 25 mm, les vis montées en vis-à-vis sur chacun des deux arbres étant de même longueur et du type co-pénétrantes. Ces vis co-pénétrantes sont dimensionnées et adaptées pour coopé rer avec l’alésage bilobé du fourreau pour soumettre la chènevotte de chanvre à un con voyage selon une direction globalement longitudinale par rapport au fourreau et à un tra vail mécanique de cisaillement et de mélange au moyen de séquences successives de com pression, de cisaillement et de détente du matériau dans le fourreau de l’extrudeur. La vi tesse de rotation de chaque arbre et de chaque vis est de 200 tours par minute (rpm). La configuration particulière de l’extrudeur bi-vis CLEXTRAL EV25 est décrite à titre d’exemple en figure 2.
[0085] Le fourreau de l’extrudeur est représenté schématiquement en figure 2 s’étend sur une lon gueur totale de 1000 mm. Dans la représentation schématique des figures 2 et 3, « M » dé signe les modules (Ml à M10), « t » désigne la température de régulation du module cor respondant, « NV » représente le nombre de tronçon unitaire de vis, « TV » représente le type de vis, « P/A » représente le pas de la vis ou alternativement l’angle des lobes et « L » représente la longueur de chaque tronçon unitaire de vis.
[0086] L’extrudeur est constitué d’une succession de 10 modules (Ml à M10) de même longueur, enchaînés linéairement les uns avec les autres. Le fourreau du module Ml est ouvert de fa çon à permettre une introduction de la matière lignocellulo sique solide dans l’extrudeur bi- vis. Le fourreau du module M2 présente un orifice latéral d’introduction de ladite composi tion aqueuse dans le fourreau de l’extrudeur et au contact de la matière lignocellulo sique en cours de convoyage. Dans l’exemple 1, ladite composition aqueuse est de l’eau intro duite dans le fourreau de l’extrudeur au moyen d’une pompe avec un débit de l’ordre de 1,2 Kg/h. Le fourreau ouvert du module M6 est adapté pour permettre une évacuation de vapeur d’eau produite en amont du fait dudit traitement thermo-mécanique. Le fourreau du module M8 présente un orifice communiquant avec un organe latéral d’introduction de la dite composition fongique dans ladite composition hydratée en cours de convoyage dans l’extrudeur bi-vis, l’organe d’introduction comprenant une pompe à piston (Milroyal® Do- sapro, Milton Roy) délivrant un débit de ladite composition fongique de 1,6 Kg/h.
[0087] L’extrudeur bi-vis est équipé, comme décrit en figure 2 : de tronçons de vis de convoyage, notés C2L, conjuguées et à double filet présentant un pas de vis d’une longueur de 1,25D ou 1D ou 0,75D ou 0,5D, représentant la longueur de chaque tronçon de vis. Dans l’exemple donné, la constante « D » est égale à 25 mm. De telles vis de convoyage du type C2L permettent un convoyage de la matière ligno- cellulosique longitudinalement dans le fourreau, tout en permettant un brassage de la matière lignocellulosique du fait du profil co-pénétrant des vis ; de tronçons de vis trapézoïdales, notées Tl F, à simple filet et présentant un pas de vis d’une longueur de 0,75D et adapté pour permettre l’introduction de la matière lignocel- lulosique dans le fourreau de l’extrudeur bi-vis et son convoyage ; des disques malaxeurs bilobés, notés BB 90°, dont les bilobes sont orientés perpendicu lairement aux arbres cannelés et sont décalés les uns par rapport aux autres d’un angle de 90°. De tels disques malaxeurs sont adaptés pour permettre l’application de con traintes mécaniques modérées sur la matière lignocellulo sique et un malaxage efficace des fibres lignocellulosiques dans la composition aqueuse. De tels disques malaxeurs permettent également de produire des forces de cisaillement modérées sur les frag ments solides.
[0088] Composition fongique
La composition fongique est formée d’une suspension mycélienne dans de l’eau stérile, du champignon filamenteux Grammothele fuligo cultivé préalablement dans un bioréacteur.
La composition fongique présente une proportion de matière sèche de 7,5g/L de suspension mycélienne.
[0089] Préalablement à l’introduction de la chènevotte dans l’extrudeur bi-vis, les modules 6 à 10 de l’extrudeur sont soumis à un traitement par un jet de vapeur d’eau destiné à limiter les risques de contamination par l’extrudeur lui-même. En outre, la pompe de l’organe d’intro duction de ladite composition fongique dans ladite composition hydratée est traitée avec un mélange aqueux d’éthanol à 70°.
[0090] On introduit la chènevotte dans l’extrudeur avec un débit d’introduction de 1 Kg/h corres pondant à un débit d’introduction exprimé en masse de matière sèche de la chènevotte de 0,87 Kg/h.
[0091] Résultats
[0092] Des échantillons de ladite matière composite produite en sortie aval de l’extrudeur sont prélevés en sortie d’extrudeur dans des sacs de culture à filtre conçu pour la culture de champignons sur substrat solide. Une analyse de ladite matière composite formée par le procédé selon l’invention, par tamisages successifs sur des tamis de mailles calibrées, est donnée au tableau 2 ci-après, dans lequel « d » représente le diamètre des fragments et « L » représente leur longueur
[0093] [Table 2]
[0094] Ainsi, il est obtenu : une désagrégation des fibres lignocellulosiques de ladite chènevotte telle qu’indiquée par comparaison des tableaux 1 et 2 ; une inhibition de la flore endogène de chènevotte. Une telle inhibition a été analysée par étalement en boite de pétri de gélose standard et de gélose Sabouraud de dilutions sériées du surnageant d’une dispersion de ladite matière composite dans de l’eau sté rile ; une inoculation homogène des champignons filamenteux de ladite composition fon gique conduisant à une croissance homogène du champignon filamenteux par fermen tation en milieu (ou support) solide (FMS).
[0095] Le procédé de préparation de ladite matière composite rend possible, par une mise en forme de ladite matière composite dans un moule, suivie d’une étape de fermentation sur support solide pendant 7 à 15 jours de ladite matière composite à une température de 25°C et de production d’un matériau enrichi en mycélium, la production d’un objet solide formé d’un matériau moulé de faible masse volumique, notamment de masse volumique de l’ordre de 0,09 g/cm3. Mais le procédé de préparation de ladite matière composite permet également, après séchage et le cas échéant broyage du matériau enrichi en mycélium, la fabrication des matériaux thermopressés de résistance mécanique augmentée par l’apport en protéines et chitine issue du développement du champignon filamenteux.
[0096] Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’utilisation de chènevotte et la masse volu mique de l’objet solide formé d’un matériau moulé peut varier selon la masse volumique de la matière lignocellulosique solide de départ choisie et selon les conditions de mise en forme.
[0097] Rien n’empêche également d’utiliser une matière composite selon l’invention pour la fabri cation d’un objet solide formé d’un matériau thermopressé et de masse volumique supé rieure à 0,1 g/cm3, notamment comprise entre 0,6 g/cm3 et 1,4 g/cm3, en particulier com prise entre 0,6 g/cm3 et 1,0 g/cm3. Un tel matériau thermopressé peut présenter une valeur de résistance en flexion comprise entre 8 MPa et 40 MPa, notamment comprise entre 9 MPa et 20 MPa et un module d’élasticité en flexion de compris entre 800 MPa et 6000 MPa, notamment compris entre 800 MPa et 2300 MPa.
[0098] EXEMPLE 2 - Ensemencement de chènevotte avec une composition solide du champignon filamenteux Lentinula edodes
[0099] Il est procédé pour l’exemple 2 comme pour l’exemple 1 au moyen d’un extrudeur bi-vis
« CLEXTRAL EV25 » (CLEXTRAL SA, Firminy, France) représenté schématiquement en figure 3. Le fourreau du module M8 présente une ouverture communiquant avec un organe latéral d’introduction de ladite composition fongique comprenant du mycélium du champi gnon filamenteux Lentinula edodes cultivé sur milieu solide.
[0100] Le fourreau de l’extrudeur représenté schématiquement en figure 3 s’étend sur une lon gueur totale de 1000 mm. Il est constitué d’une succession de 10 modules (Ml à M10) de même longueur, enchaînés linéairement les uns avec les autres. Le fourreau du module Ml est ouvert de façon à permettre une introduction de la matière lignocellulosique solide dans l’extrudeur bi-vis. Le fourreau du module M2 présente un orifice latéral d’introduction de ladite composition aqueuse dans le fourreau de l’extrudeur et au contact de la matière li gnocellulosique en cours de convoyage. Dans l’exemple 2, ladite composition aqueuse est de l’eau introduite dans le fourreau de l’extrudeur au moyen d’une pompe avec un débit de l’ordre de 1,1 Kg/h. Le fourreau du module M6 présente un orifice latéral d’introduction d’eau dans le fourreau de l’extrudeur. Dans l’exemple 2, est réalisée une seconde injection d'eau dans le fourreau au niveau du module M6, au moyen d’une pompe avec un débit de l’ordre de 1,95 Kg/h. Cet apport en eau permet de contrôler la teneur en eau de ladite matière composite sortant de l’extrudeur et à permettre le développement ultérieur du(des) champignon(s) filamenteux. Le fourreau du module M8 présente un orifice communiquant avec un organe latéral d’introduction de ladite composition fongique dans ladite composi tion hydratée en cours de convoyage dans l’extrudeur bi-vis, l’organe d’introduction com prenant une pompe à piston délivrant un débit de ladite composition fongique de 1,6 Kg/h. [0101] L’extrudeur bi-vis est muni, comme décrit en figure 3 : de tronçons de vis de convoyage, notés C2F, conjuguées et à double filet présentant un pas de vis d’une longueur de 1,25D ou 1D ou 0,75D ou 0,5D, la constante « D » repré sentant la longueur de chaque tronçon de vis. Dans l’exemple donné, la constante « D » est égale à 25 mm. De telles de vis de convoyage du type C2F permettent un con voyage de la matière lignocellulo sique longitudinalement dans le fourreau, tout en per mettant un brassage de la matière lignocellulosique du fait du profil co-pénétrant des vis ; de tronçons de vis trapézoïdales, notées Tl F, à simple filet et présentant un pas de vis d’une longueur de 0,75D et adapté pour permettre l’introduction de la matière lignocel lulosique dans le fourreau de l’extrudeur bi-vis et son convoyage ; des disques malaxeurs bilobés, notés BB 90°, dont les bilobes sont orientés perpendicu lairement aux arbres cannelés et sont décalés les uns par rapport aux autres d’un angle de 90°. De tels disques malaxeurs sont adaptés pour permettre l’application de con traintes mécaniques modérées sur la matière lignocellulosique et un malaxage efficace des fibres lignocellulosiques dans la composition aqueuse. De tels disques malaxeurs permettent également de produire des forces de cisaillement modérées sur les frag ments solides ; des disques malaxeurs bilobés, notés BB +45°, dont les bilobes sont orientés perpendi culairement aux arbres cannelés et sont décalés les uns par rapport aux autres d’un angle de +45°. De tels disques malaxeurs sont adaptés pour permettre l’application de contraintes mécaniques moins intenses que les BB 90°. De tels disques malaxeurs sont choisis pour permettre un malaxage efficace des fibres lignocellulosiques dans la com position aqueuse tout en assurant leur convoyage.
[0102] Ainsi, il est obtenu : une désagrégation des fibres lignocellulosiques de la chènevotte telle qu’indiquée par comparaison des tableaux 1 et 2 ; une inhibition partielle de la flore endogène de chènevotte ; une inoculation homogène des champignons filamenteux de ladite composition fon gique conduisant à une croissance homogène du champignon filamenteux par fermen tation en milieu (ou support) solide (FMS).
[0103] Le procédé de préparation de ladite matière composite rend possible, par une mise en forme de ladite matière composite dans un moule, suivie d’une étape de fermentation sur support solide pendant 7 à 15 jours de ladite matière composite à une température de 25°C et de production d’un matériau enrichi en mycélium, la production d’un objet solide formé d’un matériau moulé de faible masse volumique.
[0104] L’invention peut faire l’objet de nombreuses variantes et applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, il va de soi que sauf indication contraire les différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles de chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus ne doivent pas être considérées comme combinées et/ou étroitement et/ou inextri cablement liées les unes aux autres, mais au contraire comme de simples juxtapositions. En outre, les caractéristiques structurelles et/ou fonctionnelles des différents modes de réalisa tion décrits ci-dessus peuvent faire l’objet en tout ou partie de toute juxtaposition différente ou de toute combinaison différente.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de préparation d’une matière, dite matière (1) composite, lignocellulosique solide ensemencée avec au moins un organisme, dit champignon (2) filamenteux, eucaryote pluricellulaire formateur de mycélium, dans lequel : au moins une matière (3) lignocellulosique solide imprégnée d’une composition (5) aqueuse est soumise à un traitement, dit traitement (6) thermo-mécanique, dans lequel ;
• ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée est soumise à une succession de phases de compression, de détente et de cisaillement mécaniques par malaxage d’au moins une matière (4) lignocellulosique solide de ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée, au contact de la composition (5) aqueuse ;
• ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée est portée à une température supérieure à 50°C ; ce par quoi une composition, dite composition (7) hydratée, comprenant une matière lignocellulosique solide, dite matière (8) lignocellulosique hydratée, de surface spécifique et de taux d’hydratation augmentés par rapport à la surface spécifique et au taux d’hydratation de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique de départ est formée du fait de ce malaxage et de ce chauffage, ladite matière (8) lignocellulosique hydratée étant propre à être colonisée par ledit au moins un champignon (2) filamenteux, puis ; une composition, dite composition (9) fongique, comprenant dudit champignon (2) filamenteux est ajoutée dans ladite composition (7) hydratée en cours de malaxage dans des conditions de malaxage propres à préserver la viabilité d’au moins un tel champignon (2) filamenteux et à permettre un développement ultérieur dudit champignon (2) filamenteux dans ladite matière (1) composite ; procédé dans lequel les étapes successives sont réalisées en continu dans au moins un extrudeur (10) bi-vis entre une entrée amont dudit au moins un extrudeur (10) bi-vis par laquelle ladite au moins une matière (4) lignocellulo sique solide est introduite et une sortie aval dudit au moins un extrudeur (10) bi-vis, par laquelle ladite matière (1) composite est évacuée.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre en continu au moyen d’un extrudeur (10) bi-vis unique.
[Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit traitement (6) thermo-mécanique est un traitement d’inactivation d’au moins une partie de flore microbienne endogène de ladite au moins une matière (4) lignocellulo sique solide.
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite composition (7) hydratée est refroidie à une température inférieure à 50°C, notamment comprise entre 5°C et 50°C, préalablement à l’ajout de ladite composition (9) fongique.
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée comprend une quantité de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide telle que le rapport de la masse de matière sèche de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide sur la masse de ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée est compris entre 30% et 60%.
[Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite matière (8) lignocellulosique hydratée présente une granulométrie inférieure à celle de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide de départ.
[Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’au moins un champignon (2) filamenteux est choisi dans le groupe formé des organismes de l’embranchement des Basidiomycota.
[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’au moins un champignon (2) filamenteux est choisi dans le groupe formé de Grammothele fuligo, de Pleurotus citrinopileatus, de Lentinula edodes, de Pleurotus ostreatus, de Pleurotus pulmonarius, de Pleurotus columbinus, des hybrides de pleurotes, de Ganoderma resinaceum, d’Agrocybe brasiliensis, de Flammulina velutipes, de Hypholoma capnoides, à'Hypholoma sublaterium, de Morchella angusticeps, de Macrolepiota procera, de Coprinus comatus, de Agaricus arvensis, de Ganoderma tsugae, de Ganoderma lucidum et de Inonotus obliquas.
[Revendication 9] Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide comprend : une proportion massique de celluloses, exprimée en poids sec de celluloses et en poids sec de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide, comprise entre 20 % et 99 % ; une proportion massique d’hémicelluloses, exprimée en poids sec d’hémicelluloses et en poids sec de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide, comprise entre 10 % et 50 % ; une proportion massique de lignines, exprimée en poids sec de lignines et en poids sec de ladite au moins une matière (4) lignocellulosique solide, comprise entre 0,1 % et 35 %.
[Revendication 10] Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’au moins une matière (4) lignocellulosique solide est choisie dans le groupe formé de tout ou partie d’une plante herbacée, d’une céréale, de plant de blé, de plan d’orge, de plan de riz, de plan d’avoine, d’une paille d’une céréale, de tiges d’une plante cultivée, de tiges de plant de sorgho, de tiges d’un pied de maïs, de tiges de canne à sucre, de tout ou partie d’une plante ligneuse, des écorces, des copeaux de bois, de déchets d’une plante issus d’une valorisation de ladite plante, des chènevottes, des tourteaux de plante oléagineuse, de tout ou partie d’une plante productrice de fibres végétales, du sisal, du lin, de la noix de coco, du chanvre, du jute, de la ramie, du coton et de la grande ortie .
[Revendication 11] Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la température de chauffage de ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée lors du traitement (6) thermo-mécanique est comprise entre 50°C et 180°C.
[Revendication 12] Procédé selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ladite composition (9) fongique est ajoutée dans ladite composition (7) hydratée maintenue à une température comprise entre 10°C et 30°C.
[Revendication 13] Procédé selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit traitement (6) thermo-mécanique est réalisé en continu dans au moins un extrudeur (10) bi-vis comprenant d’amont en aval, une succession de tronçons de vis rotatives conjuguées à un fourreau tubulaire de l’extrudeur (10) bi-vis, adaptée pour que ladite au moins une matière (3) lignocellulosique imprégnée soit soumise, au cours de son convoyage d’amont en aval dans G extrudeur (10) bi-vis, à des contraintes croissantes de compression, de cisaillement et de détente.
[Revendication 14] Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la succession de tronçons de vis rotatives conjuguées au fourreau tubulaire de l’extrudeur (10) bi- vis comprend d’amont en aval, dans cet ordre :
• au moins un tronçon muni de vis de convoyage choisies dans le groupe formé des vis conjuguées à simple filet de type C1F, des vis conjuguées à double filet de type C2F, des vis trapézoïdales à double filet de type T2F, des vis trapézoïdales à simple filet de type T1F et leurs variantes, puis ;
• au moins un tronçon muni d’une vis de contrainte choisie dans le groupe formé des vis monolobe montées à +45° et des vis bilobe montées à +45°, des vis monolobe montées à +90°, des vis bilobe montées à +90°, des vis monolobe montées à -45°, des vis bilobe montées à -45° et des vis inversées, dites contrefilets, du type CF2C ajouré, puis ;
• au moins un tronçon muni de vis de convoyage choisies dans le groupe formé des vis conjuguées à simple filet de type C1F, des vis conjuguées à double filet de type C2F, des vis trapézoïdales à simple filet de type Tl F, des vis trapézoïdales à double filet de type T2F et leurs variantes.
[Revendication 15] Procédé selon l’une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que ladite composition (9) fongique est une composition liquide.
[Revendication 16] Procédé selon l’une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que ladite composition (9) fongique est une composition solide.
[Revendication 17] Procédé de fabrication d’un objet (11) solide dans lequel on utilise une matière (1) composite obtenue par un procédé selon l’une des revendications 1 à 16.
[Revendication 18] Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l’objet (11) solide étant un objet (14) solide moulé de faible masse volumique : on met en forme ladite matière (1) composite, puis ; la matière (1) composite mise en forme est soumise à une étape de fermentation, dite fermentation (12) en milieu solide, et de développement dudit au moins un champignon (2) filamenteux dans ladite matière (1) composite, ce par quoi un matériau (13) enrichi en mycélium est formé, puis ; ledit matériau (13) enrichi en mycélium est séché de façon à former l’objet (14) solide moulé constitué d’un matériau composite de faible masse volumique.
[Revendication 19] Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l’objet (11) solide étant un objet (15) solide de masse volumique supérieure à 0,1 g/cm3 : ladite matière (1) composite est soumise à une étape de fermentation, dite fermentation (12) en milieu solide, et de développement dudit au moins un champignon (2) filamenteux dans ladite matière (1) composite, ce par quoi un matériau (13) enrichi en mycélium est formé, puis ; ledit matériau (13) enrichi en mycélium est soumis à une étape (16) de mise en forme par thermocompression de façon à former l’objet (15) solide de masse volumique supérieure à 0,1 g/cm3.
[Revendication 20] Matière, dite matière (1) composite, lignocellulo sique solide comprenant des fibres lignocellulosiques et au moins un organisme, dit champignon (2) filamenteux, eucaryote pluricellulaire formateur de mycélium, ladite matière (1) composite étant majoritairement sous forme de particules de forme globalement allongée et présentant une plus grande dimension supérieure à chacune des deux dimensions orthogonales à la plus grande dimension et orthogonales entre elles, le rapport de la plus grande dimension sur chacune des dimensions orthogonales à la plus grande dimension étant supérieur à 2.
[Revendication 21] Utilisation d’une matière (1) composite selon la revendication 20.
[Revendication 22] Utilisation d’une matière (1) composite obtenue par un procédé selon l’une des revendications 1 à 16.
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