Extraction au CO₂ supercritique : la troisième voie

Premiere Peau 11 min

Un instant, si vous avez déjà écrasé une feuille de cassis entre vos doigts, où le parfum qui s’en dégage est si complet, si stratifié, si clairement vivant, que vous comprenez immédiatement pourquoi aucun parfum de cassis n’a jamais vraiment su le capturer. La fraîcheur verte, le musc félin, la légère note sulfureuse en sous-texte, le jus doux-acidulé qui menace d’arriver : tout cela existe 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. Plus plat. Mort.

10 min

Cette fenêtre de deux secondes est la baleine blanche de l’extraction. Chaque méthode que la parfumerie a jamais inventée est, en son cœur, une tentative de capturer cet instant et de le figer. Depuis cinq cents ans, nous avons deux façons d’essayer. Les deux échouent de manière instructive. Il y en a maintenant une troisième.

La méthode la plus ancienne est la distillation. On prend du matériel végétal, fleurs, feuilles, écorce, racines, et on le soumet à la vapeur. La chaleur fait éclater les parois cellulaires. Les molécules aromatiques volatiles, plus légères que l’eau, montent avec la vapeur, se condensent dans un serpentin refroidi, 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 fondamentalement changé depuis que le polymathe arabe Jabir ibn Hayyan et ses successeurs l’ont perfectionnée aux VIIIe et IXe siècles. L’alambic et le condenseur restent la base 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 contentent pas de se libérer. Elles se transforment. Les esters s’hydrolysent. Les terpènes se réarrangent. Les aldéhydes s’oxydent. L’huile essentielle qui s’accumule dans la fiole florentine 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 le parfum vivant inclut des facettes cireuses, miellées, presque animales que la vapeur détruit avant même qu’elles n’atteignent le condenseur.

C’est pourquoi certaines matières ne peuvent pas du tout être distillées. 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 celles-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 la matière première 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, 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, filtre, évapore l’éthanol, et ce qui reste est un absolu : un matériau aromatique concentré d’une richesse saisissante.

Les absolus sont des matières magnifiques. Un absolu de jasmin ou un absolu de rose a 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 a ses propres coûts, et ils ne sont pas négligeables.

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 IFRA autorisent jusqu’à 50 parties par million de solvant résiduel dans les absolus finis, mais « remarquablement bas » n’est pas zéro. Chaque absolu porte un fantôme de son solvant. Que cela ait une importance toxicologique à de telles concentrations est discutable. Que cela ait une importance philosophique ne l’est pas. L’extrait n’est pas pur. C’est un artefact contaminé, même faiblement, par le procédé 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 vous voulez (les molécules aromatiques) et beaucoup de ce que vous ne voulez pas (cire, chlorophylle, résidus de pesticides s’ils sont présents). Les lavages à l’éthanol qui suivent sont une opération de nettoyage, une reconnaissance que l’extraction initiale était trop agressive. L’absolu est un produit raffiné deux fois, chaque raffinement éliminant 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 à des niveaux d’exposition professionnelle. Il est inflammable. Il contribue aux émissions de composés organiques volatils. Sa fabrication dépend des infrastructures fossiles. Rien de tout 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 XXIe siècle apprend lentement à remettre en question.

Pendant cinq siècles, ce furent les seules options. Chaleur ou solvant. Violence par la température ou violence par la chimie. Chaque matière naturelle dans chaque orgue de parfumeur est arrivée 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 a scellé de l’éther et de l’alcool dans des canons, les a chauffés au-delà de leur point d’ébullition tout en maintenant une pression suffisante pour les empêcher de bouillir, et a observé quelque chose d’étrange. À un certain seuil de température et de pression, différent pour chaque substance, les phases liquide et gazeuse ont simplement cessé d’exister comme états distincts. Le ménisque entre liquide et gaz a disparu. Il restait un fluide homogène unique possédant 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 pouvait en faire. Personne d’autre non plus, pendant environ cent cinquante ans.

Le point critique du dioxyde de carbone est de 31,1 degrés Celsius et 73,8 bars. C’est, selon les standards industriels, exceptionnellement pratique. Trente et un degrés, c’est à peine au-dessus de la température ambiante. Soixante-quatorze bars, c’est une pression importante, environ soixante-quatorze fois la pression atmosphérique, mais bien dans la gamme des équipements standards de génie chimique. Et le dioxyde de carbone lui-même est bon marché, abondant, non toxique, non inflammable, chimiquement inerte, et gazeux à température ambiante, ce qui signifie qu’en relâchant la pression après extraction, il s’évapore simplement. Complètement. Sans laisser de trace. Pas de résidu. Pas de fantôme.

L’extraction au CO₂ supercritique fonctionne ainsi : vous chargez le matériel végétal dans une cuve haute pression. Vous injectez du CO₂ liquide dans la cuve tout en augmentant la température et la pression au-delà du point critique. Le fluide supercritique, ni liquide ni gaz, possédant les qualités des deux, pénètre le matériel végétal avec la facilité d’un gaz et dissout les composés aromatiques avec l’efficacité d’un liquide. Le fluide chargé passe dans un séparateur où la pression est réduite. Le CO₂ redevient gaz et s’échappe, laissant le matériau extrait derrière. Vous récupérez le CO₂, le recomprimez, et le recirculez. Le système est fermé. Le solvant est l’air que vous respirez déjà.

La méthode a été 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 la première grande utilisation commerciale. L’extraction du houblon a suivi. Les entreprises pharmaceutiques l’ont adoptée pour extraire des composés actifs de matières végétales sans dégradation thermique.

La parfumerie a remarqué. La parfumerie a été lente à agir.

Les extraits produits par extraction au CO₂ supercritique diffèrent des huiles essentielles et des absolus, et la différence n’est pas subtile. Ouvrez une bouteille d’extrait de gingembre au CO₂ à côté d’une bouteille d’huile essentielle de gingembre, et vous comprendrez immédiatement. L’huile essentielle sent le gingembre : vif, piquant, citronné, chaud. L’extrait au CO₂ sent la racine de gingembre : terreux, tranchant, résineux, avec une épice brute qui se perçoit presque comme une texture plutôt qu’une odeur. L’huile essentielle a été traduite. L’extrait au CO₂ a été transcrit.

Cette fidélité tient à plusieurs facteurs. D’abord, la température. L’extraction au CO₂ supercritique se fait près de 31 degrés, essentiellement à température ambiante. À ces températures, les molécules thermolabiles survivent intactes. Ensuite, la sélectivité. En ajustant pression et température, l’opérateur peut régler avec précision le pouvoir dissolvant du CO₂ supercritique. 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 de laissé par le 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 au CO₂ les décrivent dans un langage qui frôle le spirituel : « transparent », « tridimensionnel », « vivant ».

Si l’extraction au CO₂ supercritique est supérieure, pourquoi n’est-elle pas universelle ? La réponse est économique, liée à l’inertie et à un certain conservatisme industriel qui gouverne la chaîne d’approvisionnement du parfum.

Le matériel est coûteux. Le débit est souvent plus faible. Les opérateurs nécessitent une formation plus spécialisée. Pour une maison de parfum grand public produisant des milliers de tonnes de matières aromatiques par an, ces coûts sont prohibitifs, ou plutôt, ils le sont compte tenu de la structure tarifaire 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 matières stable depuis des décennies. Les extraits au CO₂ se comportent différemment. Leur profil moléculaire diffère, ce qui signifie que leurs interactions avec le reste de la formule diffèrent aussi. Un parfumeur passant d’un absolu de jasmin à un extrait de jasmin au CO₂ ne peut pas simplement substituer l’un à l’autre à la même concentration. La formule doit être repensée.

Et puis il y a la profonde inertie institutionnelle de la chaîne d’approvisionnement. Les grandes maisons de parfum à Grasse, Genève et New York ont des relations d’approvisionnement et une infrastructure d’extraction construites sur des générations. Passer au CO₂ supercritique ne signifie pas simplement acheter un nouvel équipement. Cela signifie restructurer les achats, requalifier les matières, reformuler les produits, requalifier les parfumeurs. Cela signifie, en un sens réel, admettre que les méthodes qui ont construit l’industrie ont toujours été des compromis plutôt que des idéaux.

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

La parfumerie se présente comme un art de la 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 enlève, plus quelques parties par million d’hexane lui-même. Chaque matière « naturelle » sur l’étagère d’un parfumeur est un artefact.

L’extraction au CO₂ supercritique ne résout pas complètement 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 la matière le plus doucement, qui impose le moins d’elle-même à ce qu’elle prend. Le CO₂ arrive, dissout, transporte, libère, et disparaît. C’est un messager qui livre le colis sans l’ouvrir.

Il y a une satisfaction philosophique, voire éthique, dans une méthode d’extraction dont le solvant est la même molécule que la plante elle-même a utilisée, lors de la photosynthèse, pour construire les composés extraits. Le dioxyde de carbone entre dans la feuille comme matière première ; la plante le transforme en terpènes, esters, aldéhydes, tout le vocabulaire du parfum ; l’extraction au CO₂ supercritique utilise cette même molécule pour récupérer ce qui en a été construit. Le cercle est élégant d’une manière que l’hexane, fraction pétrolière sans lien biologique avec la plante, ne pourra jamais être.

Une poignée d’extracteurs, des opérations artisanales à Grasse, des entreprises spécialisées en Allemagne, quelques producteurs pionniers en Inde et à Madagascar, se sont engagés à utiliser le CO₂ supercritique comme méthode principale ou exclusive. Leurs catalogues sont limités. 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 qui attend d’être découverte. C’est une technologie qui attend d’être choisie. L’ingénierie est mature. La science est établie. La supériorité olfactive est reconnue par pratiquement tous les parfumeurs qui ont travaillé avec les deux. Il reste une question de valeurs : si l’industrie du parfum, et les consommateurs qui la soutiennent, sont prêts à payer le vrai prix pour capturer ce à quoi une plante sent réellement.

Trente et un degrés. Soixante-quatorze bars. Une molécule qui touche tout et ne laisse rien derrière elle. 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 tenons suffisamment à l’utiliser.

Sept extraits à 20%, une collection. Le Discovery Set réunit les sept en flacons de 2 ml.

La collection