Les propriétés optiques d’os bovin comme indicateur de transformabilité

Contexte

L’os est le sous-produit animal le plus abondant. En Europe, ca. 7.2 Mt/an d’os bovin (filière viande et lait) sont générés, et s’élèvent à ca. 63 Mt/an au niveau mondial. Actuellement, des valorisations à faible valeur ajoutée (pet-food) ou palliatives (export, incinération) sont mises en œuvre. Néanmoins, des valorisations innovantes, pour des produits biosourcés, sont possibles grâce aux propriétés mécaniques, thermiques, électriques et biologiques de l’os. Pour exploiter ce potentiel, une compréhension de la variabilité de l’os est indispensable, car, si sa composition chimique reste presque invariée, sa structure, articulée sur cinq niveaux, peut évoluer avec certains facteurs biologiques et en particulier avec l’âge de l’animal et l’anatomie de l’os. La spectroscopie térahertz dans le domaine temporel (THz-TDS), a été utilisée pour déterminer certaines propriétés optiques de l’os, à savoir l’indice de réfraction (n) et le coefficient d’absorption (k). Des os de différents âges et anatomies (fémur/tibia) ont été considérés. Ces propriétés optiques ont été mises en lien avec l’extractabilité da la phase organique et minérale de l’os.

Résultats

Fémur et tibia représentent deux clusters différents ; le cluster des tibias est plus homogène que celui des fémurs. L’âge représente ca. 27 % de la variabilité totale tandis que l’anatomie en représente ca. 68 %. L’indice de réfraction augmente avec l’âge tandis que le coefficient d’absorption diminue avec ce facteur. Les variations sont plus évidentes pour le fémur. L’indice de réfraction corrèle positivement avec l’extractibilité de la phase minérale de l’os, signifiant que, à travers le même procédé, un meilleur rendement sera obtenu d’un fémur plus âgé par rapport au plus jeune, et encore plus par rapport au tibia du même âge. Au contraire, le coefficient d’absorption corrèle positivement avec l’extractibilité de la matière organique, et en particulier du collagène, principalement à partir des tibias, pour lesquels ce paramètre est inférieur par rapport aux fémurs .

Perspectives

La variabilité des biomasses, considérée comment un frein à la valorisation à haute valeur ajoutée, a été très peu étudiée. Ce travail représente la toute première recherche permettant d’identifier des marqueurs de transformabilité d’os bovin pour des applications plus ciblées. Entre autres, il s’agit de la toute première application de la spectroscopie THz à l’étude des propriétés optiques de l’os. Cette spectroscopie, qui est la plus récente parmi toutes (découverte en 1990), a l’avantage de permettre l’acquisition d’informations qui ne sont pas accessibles à la radiation infrarouge, et la mesure directe de plusieurs propriétés optiques.