Cellulose 58442 31648381 2008-07-17T10:06:10Z Sensonet2 293173 +{{fchim li|(C|6|H|10|O|5|)|n}} La '''cellulose''' est un [[glucide]], [[polymère]] du [[glucose]] (ou [[polysaccharide]] de glucose), de formule {{fchim li|(C|6|H|10|O|5|)|n}} (<math>n</math> compris entre 200 et 14&nbsp;000) et principal constituant des végétaux et en particulier de la [[paroi cellulaire|paroi]] de leurs cellules. [[Image:Zellstoff 200 fach Polfilter.jpg|thumb|240px|La '''cellulose''' d'un mouchoir en papier grossie 200 fois et photographiée en [[lumière polarisée]].]] == Sources de Cellulose == Lorsque la cellulose est solubilisée, elle forme des fibres végétales (microfibrilles). Il s'établit des liaisons hydrogène entre les molécules de glucose des différentes chaînes. C'est le principal constituant du [[bois]]. La cellulose constitue la matière organique la plus abondante sur la [[Terre]] (plus de 50 % de la biomasse). La quantité synthétisée par les végétaux est estimée à 50-100 milliards de tonnes par an. <gallery> Image:Feld mit reifer Baumwolle.jpeg|Le [[coton]] est une source importante de cellulose Image:Weymouth-Kiefer Holz.JPG|La cellulose est le constituant principal du [[bois]] </gallery> Les champignons filamenteux comme le Trichophyton (dermatophyte) possèdent une membrane qui peut être constituée de cellulose. == Structure == Les monomères de glucose sont liés entre eux par des liaisons bêta 1-4, conduisant à des polymères linéaires. Ces polymères s'associent entre eux par des liaisons intermoléculaires de type [[Liaison hydrogène|liaisons hydrogène]], conférant ainsi une structure fibrillaire à la cellulose. [[Image:Polymère cellulose.PNG|800px|center|Structure de la cellulose]] La structure de la cellulose a une grande influence sur le comportement chimique et les propriétés macroscopiques de celle-ci. Différents niveaux de description structurale sont à prendre en compte. === Structure moléculaire === La cellulose est un [[homopolymère]] linéaire composé de très nombreuses unités de D-Anhydroglucopyranose (AGU) reliées entre elles par des liaisons glycosidiques β-(1→4). Le motif de répétition est le dimère [[cellobiose]]. Les AGU se trouvent en conformation chaise et possèdent 3 fonctions [[hydroxyle]]s : 2 alcools secondaires (en position 2 et 3) et un alcool primaire (en position 6). Ces fonctions hydroxyles, ainsi que les liaisons glycosidiques, se situent en position équatoriale par rapport au plan du cycle ce qui entraîne donc que les [[hydrogène]]s du cycle se trouve en position axiale. Le [[degré de polymérisation]] diffère énormément selon l'origine de la cellulose; sa valeur peut varier de quelques centaines à quelques dizaines de milliers. === Structure supramoléculaire === La molécule est étirée, car les liaisons sont équatoriales, et permettent donc une extension maximale. L'agencement se fait ensuite en micro-fibrilles (environ 1500 molécules par fibre). ==Propriétés== Elle n'est pas [[digestion|digérée]] par l'homme, mais est cependant utile au bon fonctionnement des intestins sous forme de [[fibre végétale|fibres végétales]]. Les animaux herbivores utilisent en général des [[enzyme]]s d'origine [[exogène]], c'est-à-dire produites par certaines bactéries de la [[flore intestinale]] pour digérer la cellulose. L'un des meilleurs solvants de la cellulose est le cupri-éthylène-diamine (CED). On obtient empiriquement un produit proche, la liqueur de Schweitzer, en laissant couler de l'ammoniaque sur des copeaux de cuivre et en refaisant passer le liquide plusieurs fois. Il devient d'un bleu intense. Il ne faut pas secouer des copeaux dans de l'ammoniaque pour produire la liqueur car l'excès d'oxygène bloque la réaction. Les filtres habituels seraient dissous. La cellulose ainsi dissoute est libérée dans l'eau acififiée : c'est une manière de produire de la [[rayonne]]. ==Principaux dérivés== Les [[hydroxyle|groupements hydroxyles]] de la cellulose peuvent réagir partiellement ou totalement avec différents réactifs chimiques pour donner des dérivés cellulosiques possédant des propriétés propres. Les principales familles de dérivés de la cellulose sont les [[Ester de cellulose|esters]] et les [[Ether de cellulose|éthers de cellulose]]. == Applications == ===[[Biocarburants]] - Filière éthanol cellulosique=== [[Image:Workertermite1.jpg|thumb|170px|right|Les '''[[termites]]''' possèdent des bactéries capables de transformer de manière efficace et économique les déchets de bois en sucres pour la production d'éthanol]] La transformation de la [[lignine]] et de la cellulose (du bois, de la paille) en alcool ou en gaz (filière lignocellulosique-biocombustible) fait l'objet d'intenses recherches dans le monde entier. Les technologies de la transformation de la cellulose (la macromolécule la plus commune sur Terre) sont complexes, allant de la dégradation enzymatique à la gazéification. Des entreprises canadiennes (comme par exemple Iogen), américaines (Broin Co.) et deux universités suédoises (Usine pilote d'Örnsköldsvik) passent actuellement à la phase de production industrielle d'éthanol cellulosique. Selon le directeur du Programme des Nations Unies pour l'Environnement, les termites possèdent des bactéries capables de transformer "de manière efficace et économique les déchets de bois en sucres pour la production d'éthanol". Les enzymes trouvées dans le tube digestif des termites et produites par ces bactéries symbiotiques sont en effet capables de convertir le bois en sucre en 24 heures. Le potentiel de la filière cellulosique est énorme et les technologies évoluent rapidement. ===Bois énergie=== La cellulose est le principal composant du bois. En ce sens, c'est l'élément essentiel de la combustion du [[bois énergie|bois]] qui est, par exemple, la première source d'énergie renouvelable en France. ===Additif alimentaire=== La cellulose et ses dérivés sont utilisés dans l'[[industrie agroalimentaire]]. En tant qu'[[additif alimentaire|additifs alimentaires]], ils portent les codes de E 460 à E 466 : * E 460 I : Cellulose microcristalline * E 460 II : Poudre de cellulose * E 461 : [[Méthylcellulose]] * E 462 : [[Éthylcellulose]] (non autorisé en industrie alimentaire) * E 463 : [[Hydroxypropylcellulose]] * E 464 : [[Hydroxypropylméthylcellulose]] * E 465 : [[Éthylméthylcellulose]] * E 466 : [[Carboxyméthylcellulose]] ===Autre=== La cellulose est une importante [[matière première]] industrielle. Elle sert : * soit sous forme de fibres brutes à la fabrication de pâte à [[papier]], soit pâte mécanique qui inclut la cellulose, l'[[hémicellulose]] et la [[lignine]] du bois, soit pâtes chimiques qui contiennent des fibres de cellulose uniquement ; * soit, après transformation dans l'industrie chimique : ** à la fabrication de fibres textiles artificielles : acétate de cellulose, [[viscose]], [[rayonne]]... Ces fibres de cellulose artificielles sont de plus des précurseurs pour la fabrication de fibres de carbone thermiquement isolantes utilisées comme renfort des matériaux de protection thermique de l'industrie aérospatiale. ** de produits divers : [[acétate de cellulose]], [[cellophane]], [[celluloïd]], [[rhodoïd]], [[collodion]]… ** d'explosifs : nitrate de cellulose, [[nitrocellulose]]. * Sous forme [[cristal|microcristalline]], elle peut servir de liant pour fabriquer des cachets à partir de poudre. * Elle peut servir également d'[[isolant thermique]] et phonique, soit en panneaux, soit en vrac ([[ouate de cellulose]]). * Elle est aussi utilisée pour la fabrication de feuilles à rouler transparentes, ressemblant à du film plastique. <!-- Suggestion de présentation des annexes. Aide : http://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Note --> == Annexes == === Notes et références === <references/> === Bibliographie === *{{en}}''Comprehensive Cellulose Chemistry'' par D. Klemm, B. Philipp, T. Heinze, U. Heinze et W. Wagenknecht, éditions Wiley-VCH 1998. === Articles connexes === * [[Fibre alimentaire]] * [[Éther de cellulose]] * [[Polyoside]] * === Liens et documents externes === * {{Portail|Biochimie|chimie}} [[Catégorie:Cellulose| ]] [[Catégorie:Polymère]] [[Catégorie:Matière première végétale]] [[Catégorie:Glucane]] [[ar:سليولوز]] [[bg:Целулоза]] [[bs:Celuloza]] [[ca:Cel·lulosa]] [[cs:Celulóza]] [[da:Cellulose]] [[de:Cellulose]] [[en:Cellulose]] [[eo:Celulozo]] [[es:Celulosa]] [[et:Tselluloos]] [[fa:سلولز]] [[fi:Selluloosa]] [[he:תאית]] [[hr:Celuloza]] [[hu:Cellulóz]] [[id:Selulosa]] [[io:Celulozo]] [[is:Sellulósi]] [[it:Cellulosa]] [[ja:セルロース]] [[lt:Celiuliozė]] [[mk:Целулоза]] [[ms:Selulosa]] [[nl:Cellulose]] [[nn:Cellulose]] [[no:Cellulose]] [[oc:Cellulòsa]] [[pl:Celuloza]] [[pt:Celulose]] [[qu:Silulusa]] [[ru:Целлюлоза]] [[sh:Celuloza]] [[simple:Cellulose]] [[sk:Celulóza (organická látka)]] [[sl:Celuloza]] [[sq:Celuloza]] [[sr:Целулоза]] [[su:Selulosa]] [[sv:Cellulosa]] [[ta:மாவியம்]] [[th:เซลลูโลส]] [[tr:Selüloz]] [[uk:Целюлоза]] [[vi:Cellulose]] [[zh:纤维素]]