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L'extraction au CO2 supercritique utilise du dioxyde de carbone comprimé et tiédi comme solvant. Il dissout les huiles et les composés aromatiques d'une plante, puis les relâche quand on baisse la pression, sans laisser de résidu. C'est l'une des voies pour obtenir des extraits lipophiles, à côté des solvants organiques.
Cette fiche rassemble le principe physique, les étapes, les réglages, la comparaison avec les extractions à l'hexane ou à l'éthanol, la réglementation et l'histoire du procédé.
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| Critère | Extraction au CO2 supercritique et extractions lipidiques |
|---|---|
| Famille de procédé | Extraction solide-fluide sous pression (CO2) ou extraction solide-liquide par solvant organique |
| Principe | Au-delà de 31 °C et de 74 bar environ, le CO2 devient supercritique : il dissout les composés gras et aromatiques, puis les relâche quand on baisse la pression |
| Matières premières | Fruits, graines, écorces, fleurs, résines séchés et broyés : fruits de sabal (palmier de Floride), écorce de pygeum, graines de courge, houblon, épices… |
| Étape de la chaîne | Après séchage et broyage, avant la mise en capsules molles ou en gélules |
| Paramètres clés | Pression (souvent 100 à 350 bar), température (souvent 35 à 60 °C), débit de CO2, durée, finesse de broyage, humidité, co-solvant éventuel |
| Ce qui est obtenu | Un extrait huileux ou pâteux, sans résidu de solvant, riche en lipides, en composés liposolubles et en arômes |
| Co-produits | Tourteau dégraissé, CO2 recyclé en circuit fermé |
| Textes de référence | Directive 2009/32/CE (solvants d'extraction), Pharmacopée européenne (extraits de drogues végétales, extrait de fruit de sabal), règlement (UE) 2018/848, directive 2002/46/CE, arrêté du 24 juin 2014 |
Chaque corps pur a un point critique. Pour le dioxyde de carbone, il se situe à environ 31 °C et 74 bar. Au-delà de ces deux valeurs, le CO2 n'est plus ni vraiment un gaz ni vraiment un liquide. On l'appelle fluide supercritique. Il a la densité d'un liquide, ce qui lui permet de dissoudre des substances, et la fluidité d'un gaz, ce qui lui permet de pénétrer facilement dans une poudre végétale.
Son pouvoir solvant se règle avec la pression et la température. À pression modérée, il dissout surtout les molécules légères et volatiles, comme les huiles essentielles. À pression plus élevée, il dissout aussi les huiles grasses, les cires et d'autres composés lipophiles. Le CO2 reste un solvant peu polaire : il extrait mal les sucres, les sels ou les composés très solubles dans l'eau. On peut élargir son action en ajoutant un peu d'éthanol, appelé co-solvant.
Le grand avantage du procédé tient à la séparation. Il suffit de baisser la pression : le CO2 redevient gazeux, perd son pouvoir solvant et laisse tomber l'extrait. Aucun solvant ne reste dans le produit. Le gaz est recomprimé et réutilisé.
Les extractions lipidiques classiques utilisent un solvant organique liquide, le plus souvent l'hexane, parfois l'éthanol concentré. Elles sont efficaces et moins coûteuses en équipement, mais le solvant doit ensuite être éliminé par distillation et contrôlé dans le produit fini.
Les fruits, graines ou écorces sont séchés à une humidité faible, car l'eau gêne l'extraction des lipides. Ils sont ensuite broyés ou floconnés. La taille des particules est un compromis : assez fines pour que le CO2 atteigne l'intérieur des cellules, pas trop pour éviter que le lit de poudre se tasse et bloque le passage du fluide. Voir le broyage.
La poudre est placée dans un panier, puis dans un autoclave en acier capable de résister à plusieurs centaines de bars. L'extracteur est fermé et purgé de l'air.
Le CO2 liquide est pompé, chauffé et comprimé jusqu'aux conditions choisies, souvent entre 100 et 350 bar et entre 35 et 60 °C. Il traverse le lit de matière pendant une à plusieurs heures. Il se charge progressivement des composés solubles. La température modérée protège les composés sensibles à la chaleur.
Le fluide chargé passe dans un ou plusieurs séparateurs, où la pression est abaissée par paliers. À chaque palier, une fraction différente se dépose : d'abord les composés les moins solubles, puis les plus légers. On peut ainsi obtenir séparément une fraction huileuse et une fraction aromatique. L'extrait est soutiré au bas des séparateurs.
Le CO2 redevenu gazeux est refroidi, condensé et renvoyé vers la pompe. Le circuit est fermé : seule une petite quantité est perdue à chaque ouverture de l'extracteur. Le CO2 utilisé est de qualité alimentaire, souvent récupéré comme co-produit d'autres industries.
Dans la voie classique, la matière broyée est lavée par de l'hexane ou de l'éthanol dans un extracteur. Le liquide obtenu, appelé miscella, est distillé pour récupérer le solvant. L'extrait est ensuite chauffé sous vide pour éliminer les dernières traces. Le tourteau est désolvanté à la vapeur. Des analyses vérifient que le solvant résiduel reste sous les limites fixées.
L'extrait huileux est filtré, homogénéisé et parfois mélangé à une huile végétale. Il est ensuite conditionné à l'abri de l'air et de la lumière, puis mis en capsules molles. Un extrait pâteux peut aussi être absorbé sur une poudre pour remplir des gélules.
| Point de contrôle | Pourquoi | Ce qui peut rater |
|---|---|---|
| Humidité et broyage de la matière | Conditionnent le rendement | Extraction incomplète, colmatage |
| Pression et température | Règlent ce que le CO2 dissout | Fraction trop pauvre ou trop chargée en cires |
| Composition de l'extrait | Profil en acides gras, stérols ou marqueurs | Écart d'un lot à l'autre |
| Indice de peroxyde, acidité | Fraîcheur des lipides | Oxydation au stockage |
| Solvant résiduel (voie hexane ou éthanol) | Respect des teneurs maximales | Désolvantation insuffisante |
| Contaminants | Pesticides, HAP, métaux | Les composés liposolubles suivent les lipides |
| Identité botanique | Espèce et partie de plante | Substitution ou mélange |
La directive 2009/32/CE dresse la liste des solvants d'extraction autorisés pour les denrées. Le dioxyde de carbone y figure parmi les solvants utilisables dans le respect des bonnes pratiques de fabrication, pour tous les usages. L'hexane est autorisé pour certains usages, avec des teneurs résiduelles maximales. Point important : certains contaminants liposolubles, comme des pesticides ou des hydrocarbures aromatiques polycycliques, peuvent se concentrer dans une fraction grasse. La qualité de la matière première reste décisive.
Une installation au CO2 supercritique est un équipement sous pression. Elle fait l'objet de contrôles réglementaires de sécurité, en plus des exigences d'hygiène et de la démarche HACCP.
L'extraction au CO2 donne un extrait qui ressemble de près au profil lipophile de la plante : huile, arômes, pigments liposolubles. L'absence de chauffage prolongé préserve les composés volatils et fragiles. L'extrait a souvent une odeur plus fidèle à la plante que celle d'un extrait obtenu par distillation ou par solvant chauffé.
Pour le sabal, l'extrait lipophile est une huile ambrée à brune, riche en acides gras, avec une odeur marquée, parfois décrite comme rance ou fromagée, liée aux acides gras libres. Pour le pygeum, l'extrait d'écorce est une pâte brune. L'huile de graines de courge, quand elle est pressée à froid, a une couleur vert foncé à rougeâtre et un goût de noisette.
Ces extraits sont sensibles à l'oxydation. On les protège de l'air, de la chaleur et de la lumière. La capsule molle est une forme adaptée, car elle enferme l'huile à l'abri de l'oxygène.
Certains produits mentionnent un « extrait lipidique » sans préciser le solvant. Le terme décrit la nature de l'extrait, pas la technique : il peut s'agir d'une extraction au CO2, à l'éthanol ou à l'hexane. Seul le fabricant peut indiquer le procédé.
| Procédé | Solvant | Température | Résidu de solvant | Usages typiques |
|---|---|---|---|---|
| CO2 supercritique | CO2 sous pression | Souvent 35 à 60 °C | Aucun | Extraits lipophiles, arômes, café décaféiné, houblon |
| CO2 subcritique (liquide) | CO2 liquide | Basse | Aucun | Fractions aromatiques légères |
| Extraction à l'hexane | Hexane | Modérée, puis désolvantation | Traces contrôlées | Huiles végétales raffinées, extraits lipophiles |
| Extraction à l'éthanol concentré | Éthanol | Modérée | Traces contrôlées | Extraits lipophiles et semi-polaires |
| Pression à froid | Aucun | Faible | Aucun | Huiles vierges, voir la pression à froid |
| Distillation à la vapeur | Vapeur d'eau | Environ 100 °C | Aucun | Huiles essentielles, voir la distillation |
Pour les extraits aqueux ou hydroalcooliques séchés, voir l'extrait sec. Pour les extraits dont la teneur en un constituant est garantie, voir l'extrait titré.
Les extraits lipophiles de sabal, de pygeum ou de courge vendus en compléments alimentaires relèvent de la directive 2002/46/CE et du décret 2006-352. Les plantes doivent figurer dans l'arrêté du 24 juin 2014. L'étiquette indique la quantité d'extrait par portion journalière, la composition de la capsule et les avertissements obligatoires. Le procédé d'extraction n'est pas une mention obligatoire, mais il est souvent précisé quand il s'agit du CO2.
Le pygeum (Prunus africana) est inscrit depuis 1995 à l'annexe II de la Convention sur le commerce international des espèces menacées (CITES). Le commerce de son écorce et de ses extraits est donc soumis à des permis d'exportation, pour éviter la surexploitation de l'arbre.
En bio, le règlement (UE) 2018/848 encadre les solvants utilisables pour les ingrédients biologiques. L'extraction au CO2 est compatible avec la production biologique, alors que l'hexane n'est pas utilisé pour les huiles et extraits bio.
Le point critique est découvert en 1822 par le physicien français Charles Cagniard de La Tour. Au XIXe siècle, des chercheurs observent déjà que les fluides supercritiques peuvent dissoudre des solides.
L'application industrielle date des années 1960 et 1970. Le chimiste allemand Kurt Zosel, à l'Institut Max-Planck de recherche sur le charbon, met au point la décaféination du café au CO2 supercritique. Les premières usines de décaféination et d'extraction de houblon ouvrent à la fin des années 1970 et au début des années 1980. Le procédé s'étend ensuite aux épices, aux huiles spéciales et aux extraits de plantes.
« Le CO2 laisse des résidus dans l'extrait. » À pression normale, le CO2 redevient gazeux et s'échappe. Il ne reste pas de solvant dans le produit.
« Le CO2 supercritique extrait tout. » Il extrait surtout les composés peu polaires. Les sucres, les sels et de nombreux composés hydrosolubles restent dans la plante.
« Extrait lipidique veut dire extrait au CO2. » Le terme décrit la nature grasse de l'extrait, pas la technique utilisée.
C'est un état de la matière au-delà du point critique, où le fluide a la densité d'un liquide et la fluidité d'un gaz. Pour le CO2, ce point se situe vers 31 °C et 74 bar.
Il est non inflammable, disponible en qualité alimentaire, facile à éliminer et permet de travailler à température modérée.
Elle demande des équipements résistant à de fortes pressions et une forte dépense d'énergie pour comprimer le gaz.
Oui. Les extraits lipophiles de sabal ont une odeur marquée, liée à leurs acides gras. Une odeur très piquante ou de vieux gras peut en revanche signaler une oxydation.
À l'abri de la chaleur, de la lumière et de l'air, emballage bien fermé. La capsule molle protège l'huile de l'oxygène.
Le CO2 employé est en général récupéré d'autres procédés et recyclé en circuit fermé. L'essentiel de l'impact vient de l'énergie de compression.
Le procédé figure parfois sur l'étiquette ou la fiche du produit. À défaut, seul le fabricant peut le préciser.
Plantes liées : le sabal · le pygeum · le houblon · la racine d'ortie. Procédés voisins : la pression à froid · la distillation à la vapeur · l'extrait sec · les capsules molles · la préparation du café.
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Fiche rédigée par Jolivia à partir de la documentation technique et réglementaire citée, mise à jour en septembre 2026. Elle décrit le procédé tel qu'il est pratiqué en général, pas la fabrication d'un produit en particulier. L'étiquette du produit fait foi pour la composition, le conseil d'utilisation et les précautions d'emploi. Ces informations ne constituent pas un conseil médical.