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Une approche d’imagerie exploitant la lumière du synchrotron SOLEIL et l’imagerie MALDI a été mise en oeuvre sur des coupes d’échantillons de tiges de maïs natives et prétraitées hydrothermiquement. L’imagerie en temps réel a permis de visualiser l’évolution de la distribution des enzymes au sein de l’échantillon et de suivre la cinétique de la dégradation des parois cellulaires. Le prétraitement hydrothermique induit une nouvelle hétérogénéité de composition des parois en fonction des types cellulaires et de la position dans l’entrenoeud des tiges de maïs. Les cellules du parenchyme de la moelle les plus distantes de l’écorce et les plus en contact avec l’eau sont plus fortement affectées par le prétraitement.

Des variations de rendement et de cinétique de dégradation des parois cellulaires sont mises en évidence. Les profils de dégradation ont été corrélés à la distribution non homogène des enzymes qui se concentrent préférentiellement au début de la réaction sur les parois riches en cellulose accessible, puis diffusent vers les parois plus récalcitrantes. Toutefois, les parois de l’écorce et des faisceaux vasculaires riches en lignines demeurent résistantes à la dégradation enzymatique.

Progresser dans notre compréhension de l’effet du prétraitement hydrothermique pour une meilleure maitrise nécessiterait de mieux appréhender les facteurs limitant le transfert de chaleur et de diffusion de l’eau dans des échantillons aussi hétérogènes que la biomasse lignocellulosique. La caractérisation des interactions entre les polymères, entre les polymères et les enzymes, et de l’organisation des polymères au sein de la paroi est également un point clé pour expliquer la plus ou moins grande réactivité des tissus lignocellulosiques aux prétraitements et à l’action des enzymes.