Changes in the world energy context, the increasing awareness of the environmental stakes and the development of research on the production of and third biofuels revealed a clear need to write a new book which updates and complements all technical, financial and environmental aspects of Les Biocarburants - Etat des lieux, perspectives et enjeux du developpement (Biofuels - Current status, outlook and development stakes) published in 2006. This book provides a detailed state of the art of the first biofuel production technologies. It describes the new second generation pathways which use lignocellulosic biomass as raw material and are starting to find industrial applications, thereby reducing the competition between the food resource and the use of agricultural materials for energy purposes. It also provides a technical update on the algaeto-energy pathway (third generation) and the production of methane and hydrogen by biochemical pathways. The book arrives at exactly the right time to renew the interest in biofuels, including for air transport, and provide an insight on the technological research and development axes currently being investigated. It is intended for transport companies, refiners, forestry companies, the agricultural and agribusiness sectors as well as the public authorities, students, university teachers and researchers.

Dans cet article, on expose les principales caractéristiques du procédé IFP de production de protéines ex-méthanol en les comparant à celles du procédé à partir de n-paraffines. This article describes the main features of the IFP process for producing proteins ex-methanol by comparing them with those of the process ex n-paraffins.

A process for producing cellulolytic and / or hemicellulolytic uses the residue of the ethanolic fermentation of enzymatic hydrolyzates of cellulosic or ligno-cellulosic materials. This method can be integrated into a process for producing ethanol from cellulosic or lignocellulosic materials which comprises the following steps: 1) chemical pretreatment and / or physical of a cellulosic or lignocellulosic substrate 2) the enzymatic hydrolysis of the pretreated substrate using cellulolytic and / or hemicellulolytic and 3) the ethanolic fermentation by an appropriate alcohol-producing microorganism of the hydrolyzate from step (2) and obtaining a fermentation broth; and4) separating the microorganism alcooligerie used in step (3), the separation / purification of ethanol and obtaining an aqueous phase constituting a residue; and wherein said residue is used to produce the cellulolytic and / or hemicellulolytic used in step (2).

Cette étude fait le point des connaissances scientifiques et techniques dans le domaine de la production alcoolique à partir de susbstrats lignocellulosiques. Ce travail, réalisé dans le cadre d'Agrice (Agriculture pour la chimie et l'énergie), est une synthèse bibliographique qui a cherché à identifier les avancées capables de débloquer certains verrous technologiques et économiques liés à ce type de procédé. La biomasse lignocellulosique est un substrat complexe, constitué des trois principales fractions que sont la cellulose, les hémicelluloses et la lignine. Le procédé de production d'éthanol consiste à récupérer par hydrolyse le maximum de sucres issus à la fois des fractions cellulosiques et hémicellulosiques, puis de fermenter ces sucres en éthanol. Les premiers procédés d'hydrolyse utilisés étaient surtout chimiques, mais ils sont peu compétitifs à l'heure actuelle, en raison notamment du coût des réactifs et de la formation de nombreux sous-produits et de composés inhibiteurs rendant les hydrolysats peu fermentescibles. Ils sont désormais concurrencés par les procédés enzymatiques, plus spécifiques et qui permettent de meilleurs rendements d'hydrolyse dans des conditions moins sévères. Cependant, la biomasse lignocellulosique n'est pas directement accessible aux enzymes, et elle doit subir au préalable une phase de prétraitement dont l'objectif est d'améliorer la susceptibilité à l'hydrolyse enzymatique de la cellulose et éventuellement d'hydrolyser la fraction hémicellulosique en sucres monomères. Parmi les nombreuses méthodes de prétraitement qui ont été étudiées, nous en avons identifié trois répondant au mieux aux objectifs précédemment cités : le prétraitement à l'acide dilué, l'explosion à la vapeur avec utilisation d'un catalyseur, et la thermohydrolyse. Ces trois méthodes permettraient d'atteindre des rendements d'hydrolyse enzymatique de la cellulose proches de 100 %, tout en permettant un taux d'hydrolyse des hémicelluloses supérieur à 80 %, et en minimisant la formation de composés de dégradation. L'hydrolyse enzymatique doit encore être améliorée afin de réduire le coût lié à la consommation d'enzymes. Les principales voies de recherche devraient porter sur l'amélioration de l'activité des cellulases, afin de se rapprocher le plus possible de celles d'enzymes telles que les amylases. Le développement du procédé SFS (saccharification et fermentation simultanées) permet d'améliorer l'efficacité des enzymes en minimisant les réactions d'inhibition des enzymes par les produits formés. Son inconvénient est lié aux différences entre les températures optimales de l'hydrolyse enzymatique et de la fermentation. La recherche de micro-organismes conservant de bonnes performances fermentaires à température élevée doit donc se poursuivre. Un autre verrou technologique du procédé concerne la fermentation alcoolique des pentoses, qui peuvent représenter jusqu'à 25 à 40 % des sucres totaux contenus dans la biomasse lignocellulosique. C'est pourquoi il est indispensable de les valoriser en éthanol. Contrairement à la fermentation alcoolique du glucose, largement connue et maîtrisée, celle des pentoses n'est toujours pas résolue, en raison des performances fermentaires médiocres des micro-organismes utilisés. Le développement des outils génétiques et les nouvelles voies de recherche portant sur la transformation de Saccharomyces cerevisiae et de Zymomonas mobilis afin de leur faire acquérir la capacité à fermenter les pentoses, devraient permettre d'améliorer les performances, et éventuellement de se rapprocher de celles enregistrées sur glucose par Saccharomyces Cette étude fait le point des connaissances scientifiques et techniques dans le domaine de la production alcoolique à partir de susbstrats lignocellulosiques. Ce travail, réalisé dans le cadre d'Agrice (Agriculture pour la chimie et l'énergie), est une synthèse bibliographique qui a cherché à identifier les avancées capables de débloquer certains verrous technologiques et économiques liés à ce type de procédé. La biomasse lignocellulosique est un substrat complexe, constitué des trois principales fractions que sont la cellulose, les hémicelluloses et la lignine. Le procédé de production d'éthanol consiste à récupérer par hydrolyse le maximum de sucres issus à la fois des fractions cellulosiques et hémicellulosiques, puis de fermenter ces sucres en éthanol. Les premiers procédés d'hydrolyse utilisés étaient surtout chimiques, mais ils sont peu compétitifs à l'heure actuelle, en raison notamment du coût des réactifs et de la formation de nombreux sous-produits et de composés inhibiteurs rendant les hydrolysats peu fermentescibles. Ils sont désormais concurrencés par les procédés enzymatiques, plus spécifiques et qui permettent de meilleurs rendements d'hydrolyse dans des conditions moins sévères. Cependant, la biomasse lignocellulosique n'est pas directement accessible aux enzymes, et elle doit subir au préalable une phase de prétraitement dont l'objectif est d'améliorer la susceptibilité à l'hydrolyse enzymatique de la cellulose et éventuellement d'hydrolyser la fraction hémicellulosique en sucres monomères. Parmi les nombreuses méthodes de prétraitement qui ont été étudiées, nous en avons identifié trois répondant au mieux aux objectifs précédemment cités : le prétraitement à l'acide dilué, l'explosion à la vapeur avec utilisation d'un catalyseur, et la thermohydrolyse. Ces trois méthodes permettraient d'atteindre des rendements d'hydrolyse enzymatique de la cellulose proches de 100 %, tout en permettant un taux d'hydrolyse des hémicelluloses supérieur à 80 %, et en minimisant la formation de composés de dégradation. L'hydrolyse enzymatique doit encore être améliorée afin de réduire le coût lié à la consommation d'enzymes. Les principales voies de recherche devraient porter sur l'amélioration de l'activité des cellulases, afin de se rapprocher le plus possible de celles d'enzymes telles que les amylases. Le développement du procédé SFS (saccharification et fermentation simultanées) permet d'améliorer l'efficacité des enzymes en minimisant les réactions d'inhibition des enzymes par les produits formés. Son inconvénient est lié aux différences entre les températures optimales de l'hydrolyse enzymatique et de la fermentation. La recherche de micro-organismes conservant de bonnes performances fermentaires à température élevée doit donc se poursuivre. Un autre verrou technologique du procédé concerne la fermentation alcoolique des pentoses, qui peuvent représenter jusqu'à 25 à 40 % des sucres totaux contenus dans la biomasse lignocellulosique. C'est pourquoi il est indispensable de les valoriser en éthanol. Contrairement à la fermentation alcoolique du glucose, largement connue et maîtrisée, celle des pentoses n'est toujours pas résolue, en raison des performances fermentaires médiocres des micro-organismes utilisés. Le développement des outils génétiques et les nouvelles voies de recherche portant sur la transformation de Saccharomyces cerevisiae et de Zymomonas mobilis afin de leur faire acquérir la capacité à fermenter les pentoses, devraient permettre d'améliorer les performances, et éventuellement de se rapprocher de celles enregistrées sur glucose par Saccharomyces cerevisiae. The reported study intends to describe the state of the art in the domain of ethanol production from lignocellulosic biomass. It was sustained and managed by a specialized group of the French Agrice (Agriculture for Chemical and Energy Organization). Its first goal was to pinpoint the main technical and economical bottlenecks of the processes which are today under consideration, and to identify which research and development efforts could be implemented to overcome them (in the short or middle term). Lignocellulosic biomass is a complex substrate, and essentially made of cellulose, hemicellulose and lignin. The processes which have been considered, attempt to recover a maximum amount of sugars from the hydrolysis of cellulose and hemicellulose, and to ferment them into ethanol. The hydrolysis processes used in the past are essentially chemical processes, but the acid recovery costs and the formation of toxic products make them uncompetitive. They are now substituted by enzymatic processes, which are more specific and allow higher hydrolysis yields under less severe conditions. However, the cellulose that is the target of the enzymatic hydrolysis, is not directly accessible to the enzymes. It is the reason why a pretreatment step has to precede the enzymatic hydrolysis, in order to improve the enzymatic susceptibility of the cellulose, and to hydrolyse the hemicellulosic fraction. Different types of pretreatment have been studied, but three methods appear more efficient: dilute acid hydrolysis, steam explosion with catalyst addition and thermohydrolysis. These pretreatments could result in high hydrolysis yields of the cellulose fraction (close to 100%), and in a maximum recovery of the sugars from the hemicellulosic fraction. Enzymatic hydrolysis has yet to be improved in order to reduce the cost of consumption of the enzymes. Research works will have to focus upon the enzyme specific activity, in order to achieve higher efficiencies such as those obtained with amylases. The SSF (Saccharfication and Simultaneous Fermentation) process improves the enzyme efficiency by reducing the feed-back inhibition from the hydrolysis products. The screening of efficient fermentative microorganisms under high temperature conditions (45°C) has thus to be further implemented. The last technological barrier of the process concerns the ethanolic fermentation of the pentoses. Indeed, the pentoses, originating from the hemicellulosic fraction, can represent up to 40% of total sugars in some lignocellulosic substrates. Nobody has yet identified a microorganism which is able to ferment the pentoses into ethanol with performances similar to those of Saccharomyces cerevisiae on glucose. But recent genetic improvements focused on the transformation of Saccharomyces cerevisiae and Zymomonas mobilis could result in good fermentative performances on pentoses. The reported study intends to describe the state of the art in the domain of ethanol production from lignocellulosic biomass. It was sustained and managed by a specialized group of the French Agrice (Agriculture for Chemical and Energy Organization). Its first goal was to pinpoint the main technical and economical bottlenecks of the processes which are today under consideration, and to identify which research and development efforts could be implemented to overcome them (in the short or middle term). Lignocellulosic biomass is a complex substrate, and essentially made of cellulose, hemicellulose and lignin. The processes which have been considered, attempt to recover a maximum amount of sugars from the hydrolysis of cellulose and hemicellulose, and to ferment them into ethanol. The hydrolysis processes used in the past are essentially chemical processes, but the acid recovery costs and the formation of toxic products make them uncompetitive. They are now substituted by enzymatic processes, which are more specific and allow higher hydrolysis yields under less severe conditions. However, the cellulose that is the target of the enzymatic hydrolysis, is not directly accessible to the enzymes. It is the reason why a pretreatment step has to precede the enzymatic hydrolysis, in order to improve the enzymatic susceptibility of the cellulose, and to hydrolyse the hemicellulosic fraction. Different types of pretreatment have been studied, but three methods appear more efficient: dilute acid hydrolysis, steam explosion with catalyst addition and thermohydrolysis. These pretreatments could result in high hydrolysis yields of the cellulose fraction (close to 100%), and in a maximum recovery of the sugars from the hemicellulosic fraction. Enzymatic hydrolysis has yet to be improved in order to reduce the cost of consumption of the enzymes. Research works will have to focus upon the enzyme specific activity, in order to achieve higher efficiencies such as those obtained with amylases. The SSF (Saccharfication and Simultaneous Fermentation) process improves the enzyme efficiency by reducing the feed-back inhibition from the hydrolysis products. The screening of efficient fermentative microorganisms under high temperature conditions (45°C) has thus to be further implemented. The last technological barrier of the process concerns the ethanolic fermentation of the pentoses. Indeed, the pentoses, originating from the hemicellulosic fraction, can represent up to 40% of total sugars in some lignocellulosic substrates. Nobody has yet identified a microorganism which is able to ferment the pentoses into ethanol with performances similar to those of Saccharomyces cerevisiae on glucose. But recent genetic improvements focused on the transformation of Saccharomyces cerevisiae and Zymomonas mobilis could result in good fermentative performances on pentoses.

Cette étude fait le point sur les nouveautés actuelles en matière de fabrication industrielle de l'éthanol au niveau de la technologie de fermentation, du choix des souches et des techniques de séparation. L'optimisation économique de la fabrication de l'éthanol se fera dans l'avenir par des progrès relatifs à la tolérance des souches de levures vis-à-vis de l'éthanol et par l'amélioration des techniques de séparation (usage de technologies autres que la distillation). This article is a state-of-the art review of the industrial manufacturing of ethanol. It describes fermentation technology, the choice of strains and separation techniques. The economic optimization of ethanol manufacturing in the future will come from progress concerning the tolerance of yeast strains to ethanol and by improvements in separation techniques (use of technologies other than distillation).

Cet article présente les grandes lignes du procédé ,IFP de production de protéines d'organismes unicellulaires, procédé réalisé avec un nouveau type de réacteur (jet-liquide Vogelbusch). Le microorganisme sélectionné est une souche de levure Candida tropicalis IFP 10, le substrat carboné employé étant une coupe de n-paraffines purifiées C18-C18. Avec le réacteur Vogelbusch, la fermentation est réalisée en un seul étage avec un taux d'hydrocarbures résiduels inférieur à 0,5 %o et une productivité élevée de l'ordre de 4 g " I-1 " h-1. Enfin sont résumés les résultats des tests toxicologiques et nutritionnels effectués sur la poudre de levures sèches. This article describes the leading aspects of the IFP process for producing singlecell proteins by means of a new type of reactor (Vogelbusch liquid jet). The microoganism chosen is a strain of Candida tropicalis IFP 10 yeast, while the carbon-containing substrate utilized is a C13-c18 cut of purified n-paraffins. With the Vogelbusch reactor, fermentation is done in a single stage with a residual hydrocarbon concentration lower than 0.5 %o and a high productivity of about 4 g-I-1- h r1. The results of toxicological and nutritional tests performed with dry yeast powder are summed up.

Cette étude précise l'état actuel des connaissances relatives au contrôle du métabolisme et de la fermentation éthanolique des sucres chez les levures. L'aspect régulation du métabolisme est abordé en prenant en compte principalement les effets du glucose et de l'oxygène. Concernant la fermentation éthanolique proprement dite, on décrit le rôle et l'influence combinée ou non de plusieurs paramètres dont les plus importants sont l'éthanol, l'oxygène, la température et le pH. This article reviews the state-of-the-art concerning the control of ethanol metabolism and fermentation of sugars in yeast. Metabolism regulation is approached mainly with regard to the effects of glucose and oxygen. With regard to actual ethanol fermentation, the role and combined influence or not of several parameters are described, with the most important ones being ethanol, oxygen, temperature and pH.

Method of production of ethanol from lignocellulosic or cellulosic materials comprising the steps of: physical 1) chemical pretreatment and / or cellulosic or lignocellulosic substrate one; 2) the enzymatic hydrolysis of pretreated substrate using cellulolytic enzymes produced by the fungi belonging to the species Trichoderma reesei; 3) ethanolic fermentation by an appropriate alcohol-microorganism of the hydrolyzate from step (2) and obtaining a fermentation broth; and 4) separation of alcoholigenous microorganism used in step (3), separation / purification of ethanol and obtaining an aqueous phase is waste, where the residue consisting of vinotes distillation is used, after separation of ethanol, as a source of inducing or full for the production of said carbon cellulolytic enzymes.

De nombreux travaux portant sur l'étude du métabolisme du méthanol chez les bactéries et les levures ont été publiés depuis la fin des années cinquante, et nous permettent d'avoir une meilleure connaissance des mécanismes d'assimilation de ce substrat par les micro-organismes. Cet article précise l'état actuel des connaissances acquises sur les mécanismes d'oxydation du méthanol et sur les deux voies biosynthétiques différentes, la voie sérine et le cycle des ribose-phosphates, trouvées chez les micro-organismes capables d'une croissance méthylotrophique. A great mony research reports on studies of the methanol metabolism in bacteria and yeast has been published since the end of the 1950s and give us a better understanding of the mechanisms by which this substrate is assimulated by microorganisms. This article reviéws the state-of-the-art of knowledge about methanol oxidation mechanisms and two different biosynthesis procedures, 1. e.the serine one and the cycle of the ribose-phosphates found in microorganisms capable of methylotrophic growth.

The combined fate and effects of hydrocarbons (HC) on a soilecosystem affected by bioremediation were studied during 480days in a field experiment. The HC removal rates, the HC andmetabolites mobility and the potential toxicity were assessed.A clayey soil polluted by 18 000 mg HC kg -1 dry soil, wastreated with either static-ventilated biopile or series of fivewindrows periodically tilled in order to determine the relativeinfluence of nutrients, bulking agents, aeration and soiltemperature. HC concentrations were determined by infraredspectrometry, gravimetry, gas chromatography andthermodesorption. Between 70 to 81% of the initial HC wereremoved through biological processes in fertilized soils,whereas natural attenuation without added nutrients was 56%.When adding fertilizers, residual HC were cyclic compoundspoorly biodegraded and strongly trapped on the organo-mineralmatter. Leaching of HC and water-soluble metabolites wasdemonstrated during the first stages of biodegradation. Lowlevels of the HC were detected in the leachates at day 480.Maximal toxicity was highest immediately after the introductionof oil then decreased as biodegradation proceeded. No toxiceffect was recorded on worms survival and on seeds germinationat day 480. However growth of plants was reduced in treatedsoils and a potential residual toxicity was observed on thebasis of photosynthesis inhibition and bacterial bioluminescence (Microtox) tests.