Le projet européen Open-bio, coordonné par l’Institut néérlandais de standardisation (NEN), a réuni, de 2013 à 2016, un consortium de 14 partenaires européens dans le but de stimuler l’utilisation et la fabrication de produits biosourcés par les entreprises et leur acceptabilité par les consommateurs. En développant la normalisation et la labellisation de ces produits pour certifier leurs qualités, fonctionnalités et durabilité, le projet visait à démontrer leur viabilité économique et sociale. Une base de données a été créée sur la centaine de produits biosourcés existants et testés. Le succès de ce projet se traduit également par l’apport des éléments scientifiques nécessaires à leur normalisation afin de favoriser l’émergence d’un marché européen de produits bio-sourcés.

 

L’un des objectifs du projet concernait l’évaluation de méthodes complémentaires à la méthode officielle normalisée de détermination du contenu en biosourcé par analyse du carbone 14 (radiocarbone). En effet, pour déterminer le contenu biosourcé total d’un produit, il est nécessaire de connaître la part totale des constituants dérivés de la biomasse et de disposer d’une méthode analytique fiable. L’Institut des Sciences Analytiques (ISA) a contribué à ce projet en prenant en charge cet objectif et en investiguant le potentiel de l’analyse des isotopes stables organiques, une méthode couramment utilisée pour définir les origines (naturelles ou de synthèse) de composants tels que les arômes, huiles essentielles… ; une méthode également plus rapide et moins onéreuse que la méthode radiocarbone.
Des études multi-isotopiques par couplages AE-IRMS et GC-IRMS, ont été réalisées sur des bioplastiques, bio-caoutchoucs, biocarburants, bio-solvants, bio-tensioactifs, bio-cosmétiques… soit sur une très large gamme de composants allant des matières premières aux produits semi-finis et aux composés s commerciaux. L’ensemble des données isotopiques collectées et évaluées ont montré que la méthode isotopique ne constituait pas une méthode directe et globale pour la détermination du contenu biosourcé en raison de la trop grande amplitude des origines de la biomasse et du chevauchement entre les valeurs isotopiques issus de la biomasse et de l’origine fossile pétrole.
Cependant, dans certaines conditions, la méthode isotopique s’avère particulièrement intéressante. Par exemple, lorsque le produit biosourcé est issu d’un nombre réduit de composés naturels, la détermination des origines et la quantité totale de biosourcé peut être déterminée avec l’un ou les trois isotopes principaux (2H, 13C, 18O). De même, lorsqu’un procédé industriel ne varie pas (matières premières toujours identiques et pour lesquelles les valeurs isotopiques de chaque composant et la quantité sont connues), le contenu biosourcé du produit final peut alors être directement corrélé aux valeurs isotopiques. Par cette approche, les fabricants peuvent vérifier et certifier, rapidement et à faible coût, le contenu biosourcé directement sur des lignes de production.

Les scientifiques de l’ISA ont également démontré que l’analyse isotopique pouvait permettre de connaitre précisément dans un produit partiellement biosourcé l’origine végétale de la biomasse parmi les composés. De plus, l’analyse isotopique, en déterminant les origines (animales ou végétales) de la biomasse, fournissait des informations complémentaires et nécessaires à l’évaluation de la durabilité du produit concerné et à son acceptabilité par les consommateurs.

Pour en savoir plus sur le projet Open-bio grant agreement n° KBBE/FP7EN/613677  : Description sur le site cordis –  Site web du projet Open-bio (en anglais)

 

L’ensemble des recherches sur la détermination du contenu total biosourcé par analyse isotopique dans ce projet a été réalisé par le groupe analyse isotopique et organique de l’ISA. Le rapport concernant ces recherches, a été repris par le comité européen de normalisation (NEN) pour devenir le document de référence dédié à la normalisation de la détermination du contenu en biosourcés à l’aide des isotopes stables organiques.

Les références ci-après  illustrent l’expertise du groupe en analyse isotopique ainsi que le large panel d’applications correspondant.

  • Cuchet A., Anchisi A, Telouk P., Yao Y, Schiets F., Fourel F., Clément Y., Lantéri P., Carénini E., Jame P., Casabianca H. Multi-element (13C, 2H and 34S) bulk and compound-specific stable isotope analysis for authentication of Allium species essential oils. Food Control, 2021, 126 :108086. ⟨10.1016/j.foodcont.2021.108086⟩.
  • Cuchet A., Jame P., Anchisi A., Schiets F., Oberlin C., Lefèvre J-C, Carénini E., Casabianca H. Authentication of the naturalness of wintergreen (Gaultheria genus) essential oils by gas chromatography, isotope ratio mass spectrometry and radiocarbon assessment. Industrial Crops and Products, 2019, 142, 111873. ⟨10.1016/j.indcrop.2019.111873⟩.
  • Gaubert A., Jame P., Bordes C., Clément Y., Guibert S., Batteau M., Lomberget T., Anchisi A., Lantéri P., Casabianca H. Determination of surfactant bio-sourced origin by isotope-ratio mass spectrometry . Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2016, 30 (9):1108-1114 ⟨10.1002/rcm.7537⟩
  • Jame P., Bonjour E., Batteau M, Jose C, Paul P., Ponthus J., Quignard A., Charon N. Progress in Oxygen Trace Analyses in Biomass Organic Liquids Using a High-Temperature Pyrolysis Reactor and Non-dispersive Infrared Detector. Energy and Fuels, 2015, 29 (5): 3176-3180. ⟨10.1021/acs.energyfuels.5b00211⟩.
  • Jame P., Casabianca H., Batteau M, Goetinck P, Guibert S., Watts R. Determination of squalane origin in commercial cosmetic creams using isotope ratio mass spectrometry. SOFW journal, 2011, 137 (1-2):12-16.