L'extraction au CO₂ supercritique : la troisième voie

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Un instant, si vous avez déjà écrasé une feuille de cassis entre vos doigts, où l'odeur qui monte est si complète, si stratifiée, si manifestement vivante, que vous comprenez immédiatement pourquoi aucun parfum au cassis ne l'a jamais véritablement capturée. La morsure verte, le musc félin, le sous-courant vaguement soufré, le jus sucré-acidulé menaçant d'arriver — tout cela existe pendant peut-être deux secondes avant que les molécules volatiles ne se dispersent dans l'air et que l'odeur ne s'effondre en quelque chose de plus simple. De plus plat. De mort.

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Cette fenêtre de deux secondes est la baleine blanche de l'extraction. Chaque méthode que la parfumerie ait jamais conçue est, en son coeur, une tentative de capturer cet instant et de le figer. Pendant cinq cents ans, nous avons eu deux moyens d'essayer. Les deux échouent de manières instructives. Il y en a désormais un troisième.

La méthode la plus ancienne est la distillation. On prend un matériau végétal — fleurs, feuilles, écorce, racines — et on le soumet à la vapeur. La chaleur rompt les parois cellulaires. Les molécules aromatiques volatiles, plus légères que l'eau, chevauchent la vapeur vers le haut, condensent dans un serpentin de refroidissement, et se séparent en une couche d'huile essentielle flottant sur l'hydrolat. C'est, en principe, simple. Un alambic en cuivre, un feu, de la patience. La technologie n'a pas changé de manière fondamentale depuis que le polymathe arabe Jabir ibn Hayyan et ses successeurs la raffinèrent aux huitième et neuvième siècles. L'alambic et le condenseur restent le fondement de l'approvisionnement en matières premières du parfumeur.

Mais la chaleur est une violence. La distillation à la vapeur soumet les matières premières à des températures entre 80 et 100 degrés Celsius, souvent pendant des heures. À ces températures, les molécules ne se libèrent pas simplement. Elles se transforment. Les esters s'hydrolysent. Les terpènes se réarrangent. Les aldéhydes s'oxydent. L'huile essentielle qui se recueille dans le vase florentin n'est pas un portrait fidèle de la plante. C'est une traduction, et comme toutes les traductions, elle porte l'accent du traducteur. L'huile essentielle de lavande sent la lavande, certes, mais elle sent la lavande cuite — la version camphrée, herbacée, simplifiée d'une fleur dont l'odeur vivante inclut des facettes cireuses, miellées, presque animales que la vapeur détruit avant qu'elles n'atteignent jamais le condenseur.

C'est pourquoi certains matériaux ne peuvent pas du tout être distillés. Le jasmin, la tubéreuse, le narcisse, le mimosa : leurs molécules clés sont trop fragiles, trop lourdes ou trop réactives pour survivre à la violence thermique de la vapeur. Pour ceux-ci, la parfumerie a développé sa deuxième méthode : l'extraction par solvant.

La logique de l'extraction par solvant est différente. Au lieu de la chaleur, on utilise la chimie. On lave le matériau brut dans un solvant organique volatil — historiquement l'éther de pétrole, aujourd'hui presque universellement l'hexane — qui dissout les composés aromatiques ainsi que les cires, les pigments et autres matériaux lipophiles. On évapore le solvant sous vide, et ce qui reste est une pâte cireuse, profondément colorée, appelée concrète. On lave la concrète à l'éthanol pour séparer la fraction aromatique des cires, on refroidit, on filtre, on évapore l'éthanol, et ce qui reste est une absolue : un matériau aromatique concentré d'une richesse saisissante.

Les absolues sont des matières magnifiques. Une absolue de jasmin ou une absolue de rose possède une profondeur et une complexité que l'huile essentielle correspondante ne peut approcher. La méthode préserve les molécules plus lourdes — celles qui donnent aux fleurs leur corps, leur chaleur et leur sous-courant indolique. Mais l'extraction par solvant porte ses propres coûts, et ils ne sont pas anodins.

Le premier coût est le résidu. Aucune évaporation n'est parfaite. L'hexane a un point d'ébullition de 69 degrés Celsius, et sous vide il peut être éliminé à des niveaux remarquablement bas. Les normes de l'IFRA autorisent jusqu'à 50 parties par million de solvant résiduel dans les absolues finies — mais « remarquablement bas » n'est pas zéro. Chaque absolue porte un fantôme de son solvant. Que cela compte toxicologiquement à de telles concentrations est discutable. Que cela compte philosophiquement ne l'est pas. L'extrait n'est pas pur. C'est un artefact contaminé, si faiblement que ce soit, par le processus industriel qui l'a créé.

Le deuxième coût est la sélectivité — ou plutôt, son absence. L'hexane n'est pas un solvant subtil. Il dissout ce que l'on veut (les molécules aromatiques) et beaucoup de ce que l'on ne veut pas (cires, chlorophylle, certains résidus de pesticides si présents). Les lavages subséquents à l'éthanol sont une opération de nettoyage — un aveu que l'extraction initiale était trop agressive. L'absolue est un produit raffiné deux fois, chaque raffinement retirant quelque chose qui était soit indésirable soit un dommage collatéral.

Le troisième coût est environnemental. L'hexane est un dérivé du pétrole. Il est neurotoxique aux niveaux d'exposition professionnelle. Il est inflammable. Il contribue aux émissions de composés organiques volatils. Sa fabrication dépend de l'infrastructure des combustibles fossiles. Rien de cela ne le disqualifie (les quantités utilisées en parfumerie sont modestes comparées aux applications industrielles), mais cela place l'extraction par solvant fermement dans un paradigme pétrochimique que le vingt-et-unième siècle apprend, lentement, à questionner.

Pendant cinq siècles, ce furent les seules options. La chaleur ou le solvant. La violence par la température ou la violence par la chimie. Chaque matériau naturel dans l'orgue de chaque parfumeur arrivait par l'une de ces deux portes. La carte de l'extraction était complète — ou semblait l'être.

En 1822, le baron Charles Cagniard de la Tour scella de l'éther et de l'alcool dans des canons de fusil séparés, les chauffa au-delà de leurs points d'ébullition tout en maintenant assez de pression pour les empêcher de bouillir réellement, et observa quelque chose de particulier. À un certain seuil de température et de pression, différent pour chaque substance, la phase liquide et la phase gazeuse cessaient simplement d'exister comme états distincts. Le ménisque entre liquide et gaz disparaissait. Ce qui restait était un fluide homogène unique avec les propriétés des deux : la densité et le pouvoir dissolvant d'un liquide, la diffusivité et la faible viscosité d'un gaz.

Il avait découvert l'état supercritique, et il n'avait aucune idée de ce qu'il devait en faire. Personne d'autre non plus, pendant environ cent cinquante ans.

Le point critique du dioxyde de carbone est 31,1 degrés Celsius et 73,8 bars. C'est, selon les standards industriels, d'une commodité inhabituelle. Trente et un degrés est à peine au-dessus de la température ambiante. Soixante-quatorze bars est une pression significative — environ soixante-quatorze fois la pression atmosphérique — mais bien dans la portée de l'équipement standard de génie chimique. Et le dioxyde de carbone lui-même est bon marché, abondant, non toxique, ininflammable, chimiquement inerte, et un gaz dans les conditions ambiantes — ce qui signifie que quand on relâche la pression après l'extraction, il s'évapore simplement. Complètement. Sans trace. Pas de résidu. Pas de fantôme.

L'extraction au CO₂ supercritique fonctionne ainsi : on charge le matériau végétal dans un récipient haute pression. On pompe du CO₂ liquide dans le récipient tout en élevant la température et la pression au-delà du point critique. Le fluide supercritique — ni liquide ni gaz, possédant les qualités des deux — pénètre le matériau végétal avec la facilité d'un gaz et dissout les composés aromatiques avec l'efficacité d'un liquide. Le fluide chargé s'écoule vers un récipient séparateur, où l'on réduit la pression. Le CO₂ redevient gaz et s'échappe, laissant derrière le matériau extrait. On récupère le CO₂, on le recomprime et on le recircule. Le système est fermé. Le solvant est l'air que vous respirez déjà.

La méthode fut développée pour des applications industrielles à partir des années 1970 et 1980. La décaféination du café, pionnière par Kurt Zosel à l'Institut Max Planck pour la recherche sur le charbon dans les années 1960 et brevetée en 1970, fut le premier usage commercial majeur. L'extraction du houblon suivit. Les sociétés pharmaceutiques l'adoptèrent pour extraire des composés actifs de matériaux végétaux sans dégradation thermique.

La parfumerie remarqua. La parfumerie fut lente à agir.

Les extraits produits par extraction au CO₂ supercritique sont différents des huiles essentielles et des absolues, et la différence n'est pas subtile. Ouvrez un flacon d'extrait CO₂ de gingembre à côté d'un flacon d'huile essentielle de gingembre, et vous comprendrez immédiatement. L'huile essentielle sent le gingembre — vif, piquant, citronnée, chaud. L'extrait CO₂ sent la racine de gingembre — terreux, âcre, résineux, avec une épicéité brute qui s'enregistre presque comme texture plutôt que comme odeur. L'huile essentielle a été traduite. L'extrait CO₂ a été transcrit.

Cette fidélité tient à plusieurs facteurs. D'abord, la température. L'extraction au CO₂ supercritique opère près de 31 degrés, essentiellement à l'ambiante. À ces températures, les molécules thermolabiles survivent intactes. Ensuite, la sélectivité. En ajustant pression et température, l'opérateur peut accorder le pouvoir solvant du CO₂ supercritique avec une précision fine. Enfin, la pureté. Parce que le CO₂ ne laisse aucun résidu, l'extrait est exactement et uniquement ce qui était dans la plante. Rien d'ajouté. Rien ne subsistant du procédé.

La conséquence olfactive est un extrait qui sent plus proche de la plante vivante que tout ce que la distillation ou l'extraction par solvant peuvent produire. Les parfumeurs qui travaillent avec des extraits CO₂ les décrivent dans un langage qui confine au spirituel : « transparents », « tridimensionnels », « vivants ».

Si l'extraction au CO₂ supercritique est supérieure, pourquoi n'est-elle pas universelle ? La réponse est l'économie, l'inertie, et un type particulier de conservatisme industriel qui gouverne la chaîne d'approvisionnement du parfum.

L'équipement est coûteux. Le débit est souvent inférieur. Les opérateurs requièrent une formation plus spécialisée. Pour une maison de parfum de marché de masse produisant des milliers de tonnes de matériaux aromatiques par an, ces économies sont prohibitives — ou plutôt, elles sont prohibitives étant donné la structure de prix du marché de masse, qui exige des coûts de matières premières mesurés en dizaines d'euros par kilogramme plutôt qu'en centaines.

Il y a aussi la question de la convention de formulation. Les parfumeurs apprennent leur métier avec une palette de matériaux stable depuis des décennies. Les extraits CO₂ se comportent différemment. Leurs profils moléculaires sont différents, ce qui signifie que leurs interactions avec les autres composants de la formule sont différentes. Un parfumeur passant de l'absolue de jasmin à l'extrait CO₂ de jasmin ne peut pas simplement substituer l'un à l'autre à la même concentration. La formule doit être repensée.

Et puis il y a l'inertie institutionnelle profonde de la chaîne d'approvisionnement. Les grandes maisons de parfum à Grasse, à Genève, à New York, ont des relations d'approvisionnement et des infrastructures d'extraction construites sur des générations. Passer au CO₂ supercritique ne signifie pas simplement acheter de nouveaux équipements. Cela signifie restructurer les achats, requalifier les matériaux, reformuler les produits, recycler les parfumeurs. Cela signifie, dans un sens réel, admettre que les méthodes qui ont bâti l'industrie furent toujours des compromis plutôt que des idéaux.

La dimension philosophique de l'extraction au CO₂ supercritique est, pour quiconque pense sérieusement à ce qu'est la parfumerie et ce qu'elle prétend faire, la plus intéressante.

La parfumerie se présente comme un art de capture de la nature. C'est, dans une certaine mesure, un noble mensonge. La distillation ne capture pas la rose. Elle capture ce qui survit à la rencontre de la rose avec la vapeur. L'extraction par solvant ne capture pas le jasmin. Elle capture ce que l'hexane dissout, moins ce que le lavage à l'éthanol retire, plus quelques parties par million d'hexane lui-même. Chaque matériau « naturel » sur l'étagère d'un parfumeur est un artefact.

L'extraction au CO₂ supercritique ne résout pas entièrement ce problème. L'extrait reste une fraction de la chimie totale de la plante. Mais c'est la fraction la moins interventionniste. C'est la méthode qui touche le matériau le plus délicatement, qui impose le moins d'elle-même sur ce qu'elle prend. Le CO₂ arrive, dissout, transporte, libère et disparaît. C'est un courrier qui livre le colis sans l'ouvrir.

Une satisfaction philosophique, même éthique, réside dans une méthode d'extraction dont le solvant est la même molécule que la plante elle-même utilisait, durant la photosynthèse, pour construire les composés mêmes qui sont extraits. Le dioxyde de carbone entre dans la feuille comme matière première ; la plante le transforme en terpènes, esters, aldéhydes — tout le vocabulaire de l'odeur ; l'extraction au CO₂ supercritique utilise la même molécule pour récupérer ce qui fut fabriqué à partir d'elle. Le cercle est élégant d'une façon que l'hexane, une fraction pétrolière sans relation biologique avec la plante, ne peut jamais être.

Une poignée d'extracteurs — des opérations artisanales à Grasse, des firmes spécialisées en Allemagne, quelques producteurs pionniers en Inde et à Madagascar — se sont engagés dans le CO₂ supercritique comme méthode principale ou exclusive. Leurs catalogues sont restreints. Leurs prix sont élevés. Leurs clients sont, par nécessité, les maisons prêtes à payer pour la fidélité plutôt que pour le volume.

Ce n'est pas une technologie en attente d'être découverte. C'est une technologie en attente d'être choisie. L'ingénierie est mature. La science est établie. La supériorité olfactive est reconnue par virtuellement chaque parfumeur ayant travaillé avec les deux. Ce qui reste est une question de valeurs : si l'industrie du parfum, et les consommateurs qui la soutiennent, sont disposés à payer le vrai coût de la capture de ce qu'une plante sent réellement.

Trente et un degrés. Soixante-quatorze bars. Une molécule qui touche tout et ne laisse rien derrière. La troisième voie est là depuis des décennies. La question n'a jamais été de savoir si elle fonctionne. La question est de savoir si nous nous en soucions assez pour l'utiliser.

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