L’organisation de la thèse

La thèse est organisée en 7 chapitres, dont la présente introduction, en constitue le premier chapitre.

Le second chapitre est dédié à l’évaluation de la variabilité existante au sein du genre Miscanthus pour les caractères d’intérêt associés à la production et à la composition de la

biomasse. Nous explorons cette variabilité à travers une revue bibliographique par l’analyse de

données issues de la littérature concernant ces caractères au sein du genre Miscanthus. Plus précisément, nous explorons la variabilité phénotypique pour ces caractères en décomposant cette variabilité en variabilité environnementale et génotypique, et ce, à travers différents facteurs de variation pouvant influencer les caractères d’intérêt. A la lumière de la variabilité génotypique

observée, nous discutons également des conséquences pour l’amélioration du miscanthus dans le cadre de la production de bioénergies, et notamment de bioéthanol de 2ème _{génération.}

Le troisième chapitre présente le cadre expérimental, le matériel et les méthodes utilisées dans la suite de ce travail.

Le quatrième chapitre concerne l’étude des relations entre les caractères associés à la

production et à la composition de biomasse chez les clones de miscanthus. Cette étude est réalisée

à travers les données expérimentales acquises sur le dispositif mis en place pour ce travail (description en chapitre 3). Après avoir décrit la variabilité obtenue pour les caractères associés à la production et à la composition de biomasse au sein des 21 clones de miscanthus implantés sur notre dispositif, nous nous attachons notamment à déterminer, à l’aide d’analyses en composantes principales (ACP) et de corrélations, (i) s’il existe des caractères antagonistes pour la production et la composition de biomasse dont il faudrait tenir compte dans un programme de sélection, (ii) quels caractères privilégier dans une démarche de sélection, et, (iii) quels clones de miscanthus semblent les plus intéressants dans un objectif de sélection pour la production de bioéthanol de 2ème génération.

Le cinquième chapitre de ce travail apporte des éléments concernant la qualité technologique

des clones de miscanthus et plus particulièrement leur aptitude à être transformés en bioéthanol de 2ème génération. Ce chapitre s’attache en particulier à mettre en évidence si des clones de

miscanthus contrastés pour leur composition de biomasse se comportent différemment ou non au cours du procédé de transformation en bioéthanol de 2ème génération. Pour ce faire, 5 clones, choisis parmi les 21 étudiés dans ce travail comme étant contrastés pour leur composition de biomasse, ont été testés au sein du pilote FUTUROL situé sur le site de Pomacle-Bazancourt. Nous exploitons les résultats de ces essais afin de (i) déterminer s’il existe des différences lors du procédé de production de bioéthanol de 2ème génération pour les clones testés et afin de (ii) déterminer quels clones semblent les plus adaptés à cette transformation si des différences entre clones sont mises en évidence au cours du procédé. Ces premiers résultats nous permettront également de proposer des pistes pour l’amélioration du miscanthus par l’identification de critères à prendre en compte en sélection pour la conversion de la biomasse de miscanthus en bioéthanol de 2ème génération.

Le sixième chapitre concerne le développement d’outils de sélection adaptés au miscanthus dans un souci de pouvoir prédire, dès les stades jeunes de la culture, les clones potentiellement

intéressants en termes de production et de composition de biomasse pour la production de bioéthanol de 2ème génération. Dans un premier temps, nous étudions les corrélations existantes

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composition de biomasse, et ce, afin de déterminer si les prédictions dès les stades jeunes de la culture sont possibles. Dans un second temps, nous nous attachons à mettre au point sur miscanthus la technique de spectroscopie proche infra-rouge afin de pouvoir prédire rapidement la composition de biomasse. Cette technique est couramment utilisée sur d’autres cultures pour prédire la composition de la biomasse car elle permet de traiter rapidement un grand nombre d’échantillons et elle est également plus simple et moins onéreuse que les analyses chimiques classiques. Elle nécessite cependant une mise au point sur miscanthus avec, notamment, l’établissement de courbes de calibration adaptées à cette plante pour chacun des constituants de la biomasse à analyser. Cette étape constitue la première étape essentielle pour pouvoir ensuite prédire de façon fiable et robuste les caractères d’intérêt par cette technique NIRS. Pour établir ces courbes, nous comparons les données de composition de biomasse issues des analyses chimiques classiques et les mesures au spectromètre proche infra-rouge qui ont été réalisées sur plusieurs centaines d’échantillons issus de notre dispositif.

Enfin, le septième chapitre apporte une conclusion générale à ce travail. Ce chapitre amène également des perspectives, notamment en termes de pistes de sélection pour créer de nouvelles variétés de miscanthus adaptées à la production de bioéthanol de 2ème génération.

Le schéma ci-dessous (Figure 1-4) présente l’organisation du manuscrit intégré dans la filière de production de bioéthanol de 2ème génération.

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Figure 1-4 : Organisation du manuscrit et intégration dans la filière bioéthanol de 2ème génération

IMPLICATIONS POUR LA SELECTION DU MISCANTHUS

BIOMASSE TRANSFORMEE

Efficacité des différentes étapes du procédé industriel

BIOMASSE NATIVE

Forte production de biomasse à l’hectare et composition de biomasse adaptée à la production de bioéthanol de 2ème génération

Chapitre 2 : Variabilité existante au sein du genre Miscanthus

pour les caractères d’intérêt associés à la production et la composition de biomasse

Définition d’idéotypes de miscanthus pour la production de bioéthanol de 2ème génération à partir des caractères

identifiés

Chapitre 4 : Relations entre les caractères de production

et de composition de biomasse chez 21 clones de miscanthus

Chapitre 5 : Qualité technologique des clones de miscanthus :

aptitude à la transformation en bioéthanol de 2ème génération

Chapitre 6 : Développement d’outils de sélection adaptés au

miscanthus

Chapitre 6-1 : Prédiction des caractères d’intérêt associés à la

production et la composition de biomasse dès les stades jeunes

Chapitre 6-2 : Mise au point d’équations de prédiction par

spectroscopie proche infra-rouge pour évaluer la composition de la biomasse

Possibilité de sélectionner les caractères d’intérêt à partir de ces outils

Chapitre 7 : Conclusions et perspectives

Proposition de pistes de sélection afin d’élargir l’offre variétale pour une valorisation en

bioéthanol de 2ème génération

Caractères d’intérêt

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