Kokou Adjallé

Expertises

Biotechnologies environnementales , Bioproduits , Valorisation de la biomasse

Téléphone
418 654-2610

Télécopieur
418 654-2600

Courriel
kokou.adjalle@ete.inrs.ca

Centre Eau Terre Environnement

490, rue de la Couronne
Québec (Québec)  G1K 9A9
Canada

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Intérêts de recherche

Les compétences et expertises de recherche du professeur Kokou Adjallé portent sur les biotechnologies environnementales et la chimie verte dans les domaines de la production des bioproduits à valeur ajoutée, des biocarburants et les biomatériaux. Plus précisément, ses travaux de recherche portent sur :

  1. Prétraitement et hydrolyse enzymatique de résidus lignocellulosiques dans le concept de bioraffinage;
  2. Production par fermentation et formulation des bioproduits (biopesticides, enzymes, etc.) pour différentes applications;
  3. Production des microalgues à des fins énergétiques et pour l’obtention des molécules d’intérêt;
  4. Développement des matériaux biosourcés (colles, résines et mousse d’isolation thermique) à base de lignine et de tanins.

 

Futurs étudiants

J’invite les étudiant(e)s intéressé(e)s par mes recherches et désireux de poursuivre des études de 2e et 3e cycles à me contacter. Vous pouvez aussi consulter la liste des projets de recherche pour étudiants du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS.

Son équipe

Lalit V. Kumar
Associé de recherche

Bharti Bharti

Doctorat en sciences de l’eau

Daphné Brodeur

Stagiaire

Formation universitaire

  • B. Sc. Physique-chimie, Université de Lomé, Togo
  • M. Sc. Physique-chimie, Université de Lomé, Togo
  • D.E.A. Sciences de l’environnement, Université de Liège, Belgique
  • Ph. D. Sciences de l’eau, Institut national de la recherche scientifique
    Postdoctorat, Université du Québec à Trois-Rivières

Biographie

Le professeur Kokou Adjallé a précédemment travaillé comme agent de recherche pour la Chaire de recherche industrielle en environnement et biotechnologie  (CRIEB) à l’Institut d’Innovations en Écomatériaux, Écoproduits et Écoénergies (I2E3) à base de biomasse (ex. Centre de recherche sur les matériaux lignocellulosiques – CRML) de l’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR). Il a aussi été chargé de cours à l’UQTR, chargé de projet chez Innofibre (centre collégial de transfert technologique – CCTT à Trois-Rivières). Il est actuellement professeur associé à l’Université de Sherbrooke et conseiller scientifique externe pour la Ville de Victoriaville.

  • Conseiller scientifique externe de la Ville de Victoriaville, QC, Canada
  • Membre du Centre de recherche sur les matériaux renouvelables (CRMR)
  • Membre du Consortium de recherche et innovations en bioprocédés industriels au Québec (CRIBIQ)
  • Membre du Réseau VERTECH
  • Membre du Réseau BioFuelNet

Valorisation des résidus de canneberges via la pyrolyse et l’ultrafiltration pour l’obtention de produits à valeur ajoutée pour l’agriculture

Il s’agit de la valorisation de résidus agricoles (particulièrement des résidus de canneberge) par un procédé thermochimique pour produire une phase aqueuse (le vinaigre de bois) qui sera ensuite traité par un procédé membranaire pour obtenir deux fractions de produits d’intérêt (l’acide acétique et un mélange de composés phénoliques). L’acide acétique peut-être valorisé comme agent de conservation pour l’agriculture. Quant aux composés phénoliques, ils feront l’objet d’analyses (qualitatives et quantitatives) approfondies de leurs compositions en différentes molécules d’intérêt (pharmaceutiques, agroalimentaires, biocides/désinfectants, etc.) afin de déterminer différentes voies de valorisation. Ce projet apportera une solution plus écologique et économique à la valorisation des résidus agricoles dans une optique de bioéconomie et d’économie circulaire dans le monde agricole. L’impact à moyen/long terme sera de proposer une gamme de produits phytosanitaires écologiques à base de vinaigre de bois. L’extraction et la valorisation des molécules d’intérêt issues du vinaigre de bois apporteraient une valeur ajoutée aux producteurs agricoles confrontés au problème de gestion de leurs résidus. Ce projet sera aussi la preuve qu’il est possible de produire localement au Québec du vinaigre de bois d’une manière optimale afin de valoriser séparément ses principaux composants.

Financement : Projet Innov Action – Volet 1A – Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ) (2020-2023)

 

 

Nouvelle approche de prétraitement des biomasses lignocellulosiques combinant extrusion réactive et biodélignification afin d’augmenter la digestibilité enzymatique

Les biomasses lignocellulosiques (BLC) sont aujourd’hui considérées comme une source abondante de biomasse, peu coûteuse, renouvelable et durable, pour obtenir du carbone organique sans aucune émission de gaz à effet de serre. Cependant, certains défis liés à leur utilisation persistent toujours. L’un de ces défis est le développement d’un procédé efficace de prétraitement qui en retirerait complètement la lignine pour augmenter le niveau de valorisation des carbohydrates. Bien que plusieurs procédés de prétraitement existent déjà, leurs résultats sur le plan écologique et économique restent à ce jour mitigés. Toutefois, certains prétraitements semblent plus prometteurs que d’autres. Ainsi, les retombées économiques et environnementales potentielles de l’essor du secteur d’innovation qu’est la bioraffinerie justifient largement de poursuivre le développement de procédés plus efficients de prétraitement des BLC. Le programme de subventions à la découverte du CRSNG nous offre une occasion unique de s’attaquer à cette problématique. Le programme de recherche proposé entend sur le long terme développer une technologie novatrice et écologique visant à rentabiliser la valorisation des BLC. Pour cela, une analyse approfondie de deux méthodes écologiques et prometteuses de prétraitement est prévue. Ces procédés de prétraitement sont l’extrusion à bis-vis et la biodélignification. Il s’agira donc de combiner ces deux procédés de manière à corréler et optimiser leurs conditions opératoires pour d’une part enlever une partie de la lignine, tout en réduisant la rigidité de la structure du complexe carbohydrates-lignine (résiduelle) pendant l’extrusion, et d’autre part, augmenter le taux de croissance bactérienne pendant la biodélignification pour ainsi améliorer les possibilités de mise en échelle du procédé. Ainsi, les objectifs de ce programme sont : (1) analyser et optimiser les paramètres de prétraitement par extrusion pour enlever une fraction de lignine dans différentes BLC sans générer d’inhibiteurs; (2) analyser et optimiser les paramètres de biodélignification par fermentation solide des différentes BLC prétraitées par extrusion pour enlever le reste de la lignine; (3) réaliser une étude pilote de mise à échelle de la combinaison des deux procédés; (4) réaliser des essais pilotes des deux prétraitements et d’hydrolyse enzymatique et faire des bilans de masse et énergétique du procédé; (5) étudier et analyser les différentes options technico-économiques et les comparer avec d’autres scénarios de procédés de production et de valorisation des sucres en différents produits à valeur ajoutée. Ce programme implique une recherche fondamentale et appliquée aussi bien à l’échelle du laboratoire que pilote. Il contribuera à la formation multidisciplinaire d’étudiants aux cycles supérieurs et du 1er cycle dans les domaines en fort développement que sont le bioraffinage et la bioéconomie.

Financement : CRSNG – Subventions à la  découverte (2020-2025)

 

 

Valorisation des digestats de biométhanisation pour l’élevage d’insectes destinés au surcyclage de résidus organiques pour une économie circulaire renforcée

Au Québec, la production de déchets organiques (urbains, agro-alimentaires et agro-industriels) est estimée à plusieurs millions de tonnes par année. Le Gouvernement du Québec s’est donné pour objectif de bannir les matières organiques des sites d’enfouissement d’ici 2022. Les municipalités prises avec de grands volumes à gérer doivent recourir à différentes méthodes de valorisation, dont la biométhanisation qui génère un digestat. La gestion de ce digestat peut être coûteuse et est soumise à diverses contraintes. Des alternatives à l’enfouissement de ces résidus existent comme leur utilisation dans des moulées pour des insectes comestibles. Cette option permettrait non seulement de réduire le gaspillage alimentaire, d’éviter l’enfouissement et de réduire les émissions de gaz à effet de serre , mais également de « surcycler » (c.-à-d. rehausser la valeur) de nombreuses matières résiduelles en protéines et lipides de haute qualité pouvant être utilisés en production agricole et aquacole comme ingrédients de moulée. Dans une perspective de transition énergétique et d’économie circulaire, le couplage de la biométhanisation à l’élevage et l’utilisation d’insectes décomposeurs de résidus organiques apparaissent comme une excellence combinaison pour obtenir des protéines pour l’alimentation animale dans une région, une MRC ou une ville. Ce projet a donc pour but de développer une nouvelle voie de valorisation des digestats de biométhanisation qui serait aussi une solution pour réduire le coût du régime d’alimentation utilisé dans l’élevage d’insectes comestibles, en l’occurrence les larves de mouches soldats noires. Ce projet réunit une équipe de chercheurs dont l’expertise permet de prétraiter les digestats et de les formuler pour avoir un régime d’alimentation bon marché et efficace pour la croissance des larves. L’équipe et ses partenaires souhaitent faire de cette approche un modèle de bioéconomie circulaire applicable dans des régions du Québec où une gestion efficiente des digestats de biométhanisation est recherchée et des entreprises en production d’insectes comestibles sont localisées ou en voie d’émerger.

Financement : FQRNT – Projet de recherche en équipe (2020-2023)
Collaborateurs : Simon Barnabé (UQTR), Grant Vandenberg et Céline Vaneeckhaute (U. Laval), Marc-André Déry (Innofibre, Cégep de Trois-Rivières).

 

 

Formulation d’une résine à base de lignine modifiée pour la fabrication d’une mousse biosourcée pour une isolation thermoacoustique

Les résines phénol-formaldéhyde (PF) sont généralement synthétisées à partir de sous-produits pétroliers tels que le phénol et le formaldéhyde. Elles sont utilisées dans la fabrication de nombreux matériaux de construction en raison de leurs excellentes propriétés d’adhésion, de résistance à l’eau et à la chaleur et de stabilité chimique. Cependant, les produits fabriqués avec les résines PF sont généralement toxiques dû aux risques d’émission de formaldéhyde. Il en est de même pour les matériaux d’isolation thermique et/ou acoustique. C’est pourquoi l’utilisation de ressources naturelles renouvelables dans la formulation de biopolymères apparaît comme une solution écologique  pour remplacer le formaldéhyde et d’autres produits d’origine pétrochimique. Toutefois, la synthèse de biopolymères représente un défi important et encore peu de ces matériaux sont commercialisés. Les biopolymères présentent des propriétés intrinsèques uniques qui peuvent contribuer au développement d’une nouvelle génération de matériaux de haute performance comparés à ceux dérivés du pétrole. Aussi, avec l’interdiction d’utilisation du formaldéhyde (no added formaldehyde – NAF) dans les matériaux d’isolation et dans les adhésifs, de nouvelles formulations des matériaux à partir de ressources renouvelables sont nécessaires. C’est dans ce contexte que Mecanum a approché le professeur Adjallé pour un contrat de recherche sur la fabrication d’une mousse à base de lignine. Plus précisément, les travaux de recherche consistent à une fonctionnalisation (modification chimique) de la lignine afin de l’ajouter dans une résine appropriée pour la formulation et la fabrication d’une mousse d’isolation thermique et/ou acoustique. Ainsi les objectifs spécifiques de ce projet sont : (1) fonctionnaliser la lignine en y greffant des fonctions appropriées; (2) ajouter la lignine fonctionnalisée dans une résine appropriée et développer une formulation pour la fabrication d’une mousse d’isolation thermoacoustique. Les propriétés thermoacoustiques de la mousse fabriquée feront l’objet de différentes analyses sur la microstructure (pourcentage de cellules ouvertes et fermées, taille des pores, etc.), la conductivité thermique, le coefficient d’absorption acoustique, etc.

Financement : Programme Solutions innovatrices Canada, Ressources naturelles Canada (avril-déc. 2020)

Partenaire : Mecanum

 

 

 

 

Publications

Bayart, M; Adjallé, K; Diop, A; Ovlaque, P; Barnabé, S; Robert, M et Elkoun, S (2020). PLA/flax fiber bio-composites: Effect of polyphenol-based surface treatment on interfacial adhesion and durability. Compos. Interfaces.
DOI: 10.1080/09276440.2020.1773179

Barnabé S, Jacques J-P, Villemont C, Lemire P-O, Adjallé K, Bourdeau N, Rezazgui O, Audy J-F, Labelle F,Mangin P (2019) How Industries and Cities Are Seizing the Opportunity of the Bioeconomy to Enable Prosperous and Sustainable Regions: Cases from QuebecIndustrial Biotechnology 15(3):113-117.
DOI: 10.1089/ind.2019.29169.sba

Chen, J; Adjalle, K.; Lai, TT; Barnabé, S; Perrier, M et Paris, J (2019). Effect of mechanical pretreatment for enzymatic hydrolysis of woody residues, corn stover and alfalfa. Waste Biomass Valor., 11:5847-5856
DOI: 10.1007/s12649-019-00856-x

Thiffault, E; Barrette, J; Blanchet, P; Nguyen, Quy Net Adjalle, K (2019). Optimizing quality of wood pellets made of hardwood processing residuesForests, 10 (7) : Art. 607.
DOI : 10.3390/f10070607

Chen J, Adjallé K, Barnabé S, Perrier M, Paris J (2019) Mechanical and Thermal Pretreatment Processes for Increasing Sugar Production from Woody Biomass Via Enzymatic Hydrolysis. Waste and Biomass Valorization 10(7):2057-2065.
DOI: 10.1007/s12649-018-0217-x

Khatri V, Meddeb-Mouelhi F, Adjallé K, Barnabé S, Beauregard M (2018) Determination of optimal biomass pretreatment strategies for biofuel production: Investigation of relationships between surface-exposed polysaccharides and their enzymatic conversion using carbohydrate-binding modules. Biotechnology for Biofuels 11(1).
DOI: 10.1186/s13068-018-1145-5

Moreno-Garcia L, Adjalle K, Barnabe S, Raghavan GSV (2017) Microalgae biomass production for a biorefinery system: Recent advances and the way towards sustainability. Renewable & Sustainable Energy Reviews 76:493-506.
DOI: 10.1016/j.rser.2017.03.024

Lai TT, Pham TTH, Adjallé K, Montplaisir D, Brouillette F, Barnabé S (2017) Production of Trichoderma Reesei RUT C-30 Lignocellulolytic Enzymes Using Paper Sludge as Fermentation Substrate: An Approach for On-Site Manufacturing of Enzymes for Biorefineries. Waste and Biomass Valorization 8(4):1081-1088
DOI: 10.1007/s12649-016-9686-y

Diop A, Adjallé K, Boëns B, Montplaisir D, Barnabé S (2017) Synthesis and characterization of lignin-melamine-formaldehyde resin. Journal of Thermoplastic Composite Materials 30(9):1255-1266.
DOI: 10.1177/0892705716632856

Bourdeau N, Bélanger-Lépine F, Adjallé K, Dubois-Caléro N, Dosnon-Olette R, Samson G, Barnabé S (2017) Mixotrophic Cultivation of an Algae-Bacteria Consortium in Aluminium Smelter Wastewaters (Quebec, Canada): High Nitrogen Concentration Increases Overall Lipid Production. Industrial Biotechnology 13(5):260-269.
DOI: 10.1089/ind.2017.0006

Adjalle K, Larose LV, Bley J, Barnabé S (2017) The effect of organic nitrogenous compound content and different pretreatments on agricultural lignocellulosic biomass characterization methods. Cellulose 24(3):1395-1406
DOI: 10.1007/s10570-017-1199-8

Boëns B, Pilon G, Bourdeau N, Adjallé K, Barnabé S (2016) Hydrothermal liquefaction of a wastewater native Chlorella sp. bacteria consortium: biocrude production and characterization. Biofuels 7(6):611-619.
DOI: 10.1080/17597269.2016.1168027

Lai TT, Pham TTH, Adjallé K, Brouillette F, Barnabé S (2015) Strategies for Using Pulp and Paper Sludges as Culture Media for Xylanase Production with Bacillus pumilus. Waste and Biomass Valorization 6(6):1103-1113.
DOI: 10.1007/s12649-015-9404-1

Gelinas M, Pham TTH, Boens B, Adjalle K,Barnabe S (2015) Residual corn crop hydrolysate and silage juice as alternative carbon sources in microalgae production. Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts 12:33-42.
DOI: 10.1016/j.algal.2015.08.001

Adjallé K, Moreau A, Camirand E, Frignon JC, Barnabé S (2012). Prétraitement des residues de collecte 3-voies pour améliorer leur biométhanisation. Vecteur environnement, 45(4):54-60

Adjallé KD, Vu KD, Tyagi RD, Brar SK, Valéro JR, Surampalli RY (2011) Optimization of spray drying process for Bacillus thuringiensis fermented wastewater and wastewater sludge. Bioprocess and Biosystems Engineering 34(2):237-24
DOI: 10.1007/s00449-010-0466-y

Adjalle KD, Tyagi RD, Brar SK, Valero JR, Surampalli RY (2009) Recovery of entomotoxicity components from Bacillus thuringiensis fermented wastewater and sludge: Ultrafiltration scale-up approach. Separation and Purification Technology 69(3):275-279.
DOI: 10.1016/j.seppur.2009.08.003

Adjalle KD, Brar SK, Tyagi RD, Valero JR, Surampalli RY (2009) Photostabilization of Bacillus thuringiensis fermented wastewater and wastewater sludge based biopesticides using additives. Acta Tropica 111(1):7-14.
DOI: 10.1016/j.actatropica.2008.11.016

Adjalle KD, Brar SK, Verma M, Tyagi RD, Valero JR, Surampalli RY (2007) Ultrafiltration recovery of entomotoxicity from supernatant of Bacillus thuringiensis fermented wastewater and wastewater sludge. Process Biochemistry 42(9):1302-1311.