Extraction CBD : CO2 supercritique, éthanol, butane, le comparatif
Calm&Co
Comment est extrait le CBD du chanvre ?
Le principe est le même pour toutes les méthodes à solvant. La fleur de chanvre séchée et broyée est mise en contact avec un fluide qui dissout les cannabinoïdes. Ce fluide est séparé de la matière végétale par filtration ou centrifugation, puis évaporé ou dépressurisé. Il reste l'extrait.
Deux données chimiques expliquent les écarts entre méthodes, d'après la revue de López-Olmos et ses collègues (Frontiers in Natural Products, 2022).
- La polarité du solvant. Les cannabinoïdes neutres comme le cannabidiol se dissolvent mieux dans les solvants apolaires. Les formes acides, plus polaires, préfèrent les solvants polaires.
- L'état de la matière première. Non chauffée, la plante contient surtout des formes acides (CBDA). Le passage à la forme neutre s'obtient par chauffage.
Un extrait brut contient donc bien plus que du cannabidiol : terpènes, cires végétales, lipides, pigments comme la chlorophylle. Les étapes suivantes trient ce mélange : voir notre article sur le raffinage par winterisation, décarboxylation et distillation.
Aucun solvant n'extrait le cannabidiol seul. Une méthode se juge sur trois points : ce qu'elle dissout en plus des cannabinoïdes, le post-traitement qu'elle impose et les résidus qu'elle peut laisser.
Extraction CBD au CO2 supercritique : comment ça marche ?
Le dioxyde de carbone devient supercritique au-delà de son point critique : 31,1 °C et 7,4 MPa, soit environ 74 bar (de Aguiar et al., Molecules, 2023). Dans cet état, il traverse la matière végétale comme un gaz et dissout les composés comme un liquide. En fin de cycle, la pression retombe, le CO2 redevient gazeux et quitte l'extrait.
Pression et température : les ordres de grandeur
- Les études recensées par de Aguiar et al. travaillent entre 10 et 38 MPa (100 à 380 bar) et entre 35 et 80 °C.
- López-Olmos et al. situent les conditions usuelles entre 100 et 300 bar et entre 35 et 60 °C.
Une sélectivité qui se règle
Le pouvoir solvant du CO2 dépend de sa densité, qui augmente avec la pression. De Aguiar et al. en décrivent la contrepartie : à haute pression, le rendement en cannabinoïdes monte et la sélectivité baisse.
Une étude sur des fleurs de chanvre (Luca, Kittl et Minceva, Industrial Crops and Products, 2022) illustre ce réglage. Entre 90 et 110 bar et entre 40 et 50 °C, trois terpènes du chanvre sont extraits vite et efficacement. Il faut 200 à 300 bar pour bien récupérer le cannabidiol. En enchaînant ces paliers, les auteurs séparent une fraction riche en terpènes d'une fraction riche en cannabidiol.
Ce que le CO2 extrait
- Cannabinoïdes : oui, surtout sous forme neutre. Les formes acides y sont moins solubles (de Aguiar et al.).
- Terpènes : oui, dès les basses pressions.
- Cires : oui. Une winterisation peut être nécessaire, selon un brevet cité par López-Olmos et al.
- Chlorophylle : très peu. Qamar et al. (Processes, 2022) décrivent un extrait sans chlorophylle.
Certains procédés ajoutent de l'éthanol comme co-solvant, jusqu'à 16,7 % en masse dans les études recensées. D'après de Aguiar et al., l'extrait est alors souvent plus chargé en cires et en chlorophylle, et l'éthanol doit être retiré ensuite.
CO2 subcritique : quelle différence ?
Le CO2 est dit subcritique quand il reste sous son point critique, en dessous de 31,1 °C ou de 74 bar. D'après la revue d'Al Ubeed et al. (Molecules, 2022), ces systèmes servent à extraire cannabinoïdes, terpènes et flavonoïdes, et le CO2 supercritique est plus efficace. Les revues consultées donnent peu de chiffres comparatifs : les données manquent pour aller plus loin.
Avantages et limites
Utilisé seul, le CO2 est non toxique, non inflammable, recyclable et ne laisse aucun résidu de solvant dans l'extrait (de Aguiar et al.). En contrepartie, l'investissement matériel est élevé et les cires restent à retirer. Qamar et al. notent aussi un rendement en cannabinoïdes légèrement supérieur avec l'éthanol.
Croire qu'une mention « extraction au CO2 » dispense de toute analyse de solvants. Un co-solvant peut avoir été ajouté, et certaines purifications décrites dans la littérature, comme la cristallisation dans l'hexane, utilisent un solvant organique. Seul le certificat d'analyse du lot renseigne sur le produit fini.
Extraction à l'éthanol : à froid ou à température ambiante ?
L'éthanol est l'un des solvants les plus utilisés pour extraire les cannabinoïdes, selon López-Olmos et al. Il ne demande pas de haute pression et dissout bien cannabinoïdes et terpènes. Sa polarité a un revers : il entraîne aussi la chlorophylle, les caroténoïdes, des glycosides et des flavonoïdes.
À température ambiante ou à chaud
L'éthanol à température ambiante produit environ 15 % d'extrait en plus que l'éthanol refroidi (López-Olmos et al.). Cet extrait est plus chargé en pigments, d'où sa couleur verte. Al Ubeed et al. décrivent aussi la macération à chaud comme efficace pour les cannabinoïdes.
La décoloration a un coût. Dans une étude de laboratoire comparant cinq protocoles (Romano et Hazekamp, Cannabinoids, 2013), le traitement au charbon actif retirait la chlorophylle et réduisait d'environ 50 % la teneur en cannabinoïdes.
À froid
L'extraction à froid utilise un éthanol refroidi entre 5 °C et -80 °C. D'après López-Olmos et al., ce froid limite la co-extraction de la chlorophylle, des triglycérides et des cires. Le post-traitement est allégé. La contrepartie est énergétique : il faut refroidir le solvant et l'installation.
Quels résidus ?
L'éthanol est retiré par évaporation, de préférence sous 60 °C selon la même revue. Il peut en rester une trace si cette étape est incomplète. L'ICH Q3C le range en classe 3, celle des solvants à faible potentiel toxique.
Butane, propane, hexane : l'extraction aux hydrocarbures
Le butane et le propane sont des gaz à température ambiante. À pression atmosphérique, ils bouillent autour de 0 °C pour le butane (273 K) et de -42 °C pour le propane (231 K), selon le NIST. Liquéfiés sous pression, ils traversent la matière végétale puis s'évaporent. Il reste un concentré.
Ce que ces solvants extraient
- Cannabinoïdes et terpènes : oui. Al Ubeed et al. décrivent des extraits au butane riches en arômes.
- Cires et lipides : oui. López-Olmos et al. le documentent pour l'hexane, autre hydrocarbure apolaire, qui ne co-extrait pas la chlorophylle.
Des risques documentés
Al Ubeed et al. décrivent le butane comme très inflammable, incolore et inodore, donc difficile à manipuler en volume. Il porte la note d'inflammabilité maximale (4) du classement NFPA, rappellent López-Olmos et al. Les systèmes en circuit fermé sont jugés plus sûrs que les systèmes ouverts. Cette extraction relève d'installations industrielles : toute tentative artisanale expose à un risque d'incendie et d'explosion.
Deux travaux documentent les résidus.
- Romano et Hazekamp (2013) ont trouvé des résidus significatifs d'hydrocarbures pétroliers dans les extraits préparés au naphta et à l'éther de pétrole.
- Raber, Elzinga et Kaplan (Journal of Toxicological Sciences, 2015) ont analysé 57 concentrés du marché californien du cannabis médical. Plus de 80 % étaient contaminés d'une manière ou d'une autre, par des solvants résiduels ou des pesticides.
Ces résultats portent sur des produits riches en THC, sur un autre marché, il y a plus de dix ans. Les sources consultées ne donnent pas de mesure équivalente pour les concentrés de chanvre vendus en Europe.
L'hexane, hydrocarbure liquide, est rangé en classe 2 par l'ICH, avec une limite de 290 ppm. Le butane et le propane doivent figurer nommément dans les analyses d'un concentré obtenu avec ces gaz.
Macération dans une huile végétale et procédés sans solvant
La macération : l'huile comme solvant
Les cannabinoïdes sont solubles dans les corps gras. Une huile végétale peut donc servir à la fois de solvant et de support. Dans la comparaison de Romano et Hazekamp, les préparations à l'huile d'olive retenaient davantage de terpènes et ne contenaient aucun résidu toxique. Al Ubeed et al. rapportent aussi une dégradation des cannabinoïdes plus lente dans l'huile d'olive que dans l'éthanol.
La limite est physique : une huile ne s'évapore pas. Le macérat ne peut pas être concentré et sa teneur dépend directement de la plante utilisée. Notre comparatif teinture, huile et macérat de chanvre détaille ces préparations.
Les procédés sans solvant
D'autres techniques séparent la résine par des moyens physiques : tamisage à sec, séparation à l'eau glacée, pressage à chaud. Sans solvant organique, elles ne laissent aucun résidu de ce type. Nous leur consacrons un article à part : le rosin, une extraction sans solvant.
CO2, éthanol ou butane : quelle différence ?
Ce tableau résume, à partir des revues et études citées, ce que chaque méthode extrait, ses points forts, ses limites et les résidus à surveiller.
| Méthode | Ce qu'elle extrait | Avantages | Limites | Résidus à surveiller |
|---|---|---|---|---|
| CO2 supercritique (au-delà de 31,1 °C et 74 bar) | Cannabinoïdes neutres, terpènes, cires. Très peu de chlorophylle | Non toxique, non inflammable, sélectivité réglable | Équipement coûteux, cires à retirer | Aucun si CO2 seul. Éthanol si co-solvant |
| CO2 subcritique (sous le point critique) | Cannabinoïdes, terpènes, flavonoïdes | Températures basses | Moins efficace, peu de données publiées | Aucun si CO2 seul |
| Éthanol à température ambiante | Cannabinoïdes, terpènes, chlorophylle, caroténoïdes | Simple, peu coûteux, environ 15 % d'extrait en plus qu'à froid | Extrait vert, décoloration nécessaire | Éthanol (classe 3 ICH) |
| Éthanol à froid (5 °C à -80 °C) | Cannabinoïdes, terpènes. Moins de chlorophylle et de cires | Post-traitement allégé | Coût énergétique du froid | Éthanol (classe 3 ICH) |
| Butane, propane (gaz liquéfiés) | Cannabinoïdes, terpènes, cires et lipides | Extraits riches en arômes | Très inflammable, circuit fermé indispensable | Butane, propane |
| Hexane, éther de pétrole | Cannabinoïdes, cires, lipides. Pas de chlorophylle avec l'hexane | Bon pouvoir solvant | Toxicité, inflammabilité, impuretés variables | Hexane (classe 2 ICH, 290 ppm), hydrocarbures pétroliers |
| Macération dans une huile végétale | Cannabinoïdes, terpènes | Aucun solvant volatil | Impossible à concentrer | Aucun solvant organique |
| Sans solvant (tamisage, eau glacée, pressage) | Résine entière | Aucun solvant organique | Dépend de la matière première | Aucun solvant organique |
La méthode d'extraction reste un critère parmi d'autres. Support, concentration et analyses du lot comptent autant : notre guide complet pour choisir son huile CBD les passe en revue.
Solvants résiduels : c'est quoi et quelles limites ?
Un solvant résiduel est un composé organique volatil utilisé pendant la fabrication et que les techniques de production n'ont pas totalement éliminé (définition des lignes directrices ICH Q3C). Trois référentiels donnent des limites. Aucun n'a été rédigé pour les extraits de chanvre vendus hors du circuit pharmaceutique : ils servent de repères.
ICH Q3C : trois classes de solvants
Ce texte (révision R9, en vigueur depuis le 29 avril 2024 selon l'Agence européenne des médicaments) vise les substances actives, les excipients et les médicaments. Il classe les solvants selon leur toxicité.
- Classe 1 : solvants à éviter, cancérogènes avérés ou fortement suspectés. Le benzène y est limité à 2 ppm.
- Classe 2 : solvants à limiter. L'hexane est plafonné à 290 ppm, le méthanol à 3 000 ppm.
- Classe 3 : solvants à faible potentiel toxique, dont l'éthanol, l'acétone, l'heptane, le pentane et le propan-2-ol. Une teneur de 5 000 ppm, soit 0,5 %, est jugée acceptable sans justification.
Nous n'avons trouvé ni le butane ni le propane dans les tableaux de ce texte. López-Olmos et al. s'appuient sur ces classes pour comparer les solvants d'extraction des cannabinoïdes.
Directive 2009/32/CE : les solvants d'extraction des denrées alimentaires
Cette directive du 23 avril 2009 encadre les solvants utilisés pour fabriquer des denrées alimentaires et leurs ingrédients. Son annexe I distingue plusieurs listes.
- Partie I : propane, butane, acétate d'éthyle, éthanol, dioxyde de carbone, acétone et protoxyde d'azote. Ils sont utilisables pour tous les usages selon les bonnes pratiques de fabrication : les résidus se limitent à des quantités techniquement inévitables et sans danger pour la santé.
- Partie II : solvants soumis à des teneurs maximales. L'hexane est limité à 1 mg/kg dans les matières grasses et les huiles. Le méthanol et le propan-2-ol sont limités à 10 mg/kg pour tous les usages.
Dans l'Union européenne, les extraits de chanvre contenant des cannabinoïdes relèvent du règlement (UE) 2015/2283 sur les nouveaux aliments et aucun n'est autorisé à ce jour. Le point complet figure dans notre article sur l'avis de l'EFSA sur le CBD nouvel aliment.
Pharmacopée européenne
La Pharmacopée européenne traite le sujet dans son chapitre général 5.4 « Solvants résiduels » et sa méthode 2.4.24 « Identification et contrôle des solvants résiduels ». Un document de la Direction européenne de la qualité du médicament (EDQM) précise que les solvants de classe 3 peuvent être limités par un essai de perte à la dessiccation plafonné à 0,5 %.
Où lire les solvants résiduels sur un certificat d'analyse ?
Sur un certificat d'analyse complet, les solvants forment une rubrique distincte de celle des cannabinoïdes, intitulée « Solvants résiduels » ou « Residual solvents ». Le dosage se fait par chromatographie en phase gazeuse, technique utilisée par Romano et Hazekamp. La rubrique se lit colonne par colonne.
- Solvant recherché : la liste doit inclure le solvant du procédé. Éthanol pour un extrait à l'éthanol, butane et propane pour un concentré aux hydrocarbures.
- Résultat : exprimé en ppm ou en mg/kg, deux unités équivalentes. « ND » signifie non détecté. « < LOQ » signifie inférieur à la limite de quantification de la méthode.
- Limite appliquée : la valeur de référence retenue par le laboratoire et, idéalement, le référentiel dont elle provient.
Vérifie aussi que le numéro de lot du certificat correspond à celui du produit. Si la rubrique est absente, l'analyse n'a pas été faite ou n'a pas été communiquée. Les autres lignes sont expliquées dans notre guide pour lire un certificat d'analyse de CBD.
Avant de choisir une huile ou un extrait, demande le certificat d'analyse du lot et repère trois lignes : les cannabinoïdes, le THC et les solvants résiduels. Dans nos boutiques de Marseille, Arles et Pau, nos conseillers peuvent t'aider à le déchiffrer.
L'extraction change-t-elle le spectre et le taux de THC ?
Un solvant qui dissout le cannabidiol dissout aussi les autres cannabinoïdes neutres, THC compris. De Aguiar et al. documentent ainsi la solubilité du CBD, du THC, du CBG et du CBN dans le CO2 supercritique. Un extrait brut reflète donc le profil de la fleur, en plus concentré.
Ce sont surtout les étapes de raffinage qui font passer d'un extrait à spectre complet à un broad spectrum ou à un isolat. Les définitions figurent dans notre article full spectrum, broad spectrum ou isolat.
Le cadre français vise la plante comme le produit fini. D'après la MILDECA, qui présente l'arrêté du 30 décembre 2021, les variétés de chanvre autorisées ont un taux de THC inférieur ou égal à 0,3 %, et les extraits comme les produits qui les incorporent doivent respecter ce même seuil. Une étude soutenue par la MILDECA sur 223 produits au CBD achetés en France en 2022 et 2023 a relevé 28 échantillons au-dessus de ce seuil. Sa note de synthèse ne mentionne aucune recherche de solvants résiduels. La législation française est détaillée dans notre guide légal du CBD en France.
Questions fréquentes
Quelle est la meilleure méthode d'extraction CBD ?
Aucune méthode ne domine sur tous les critères. Le CO2 supercritique, porté au-delà de 31,1 °C et de 74 bar, ne laisse pas de résidu de solvant quand il est utilisé seul, mais l'équipement est coûteux. L'éthanol est simple et efficace, avec davantage de post-traitement.
Un extrait à l'éthanol contient-il encore de l'alcool ?
L'éthanol est évaporé après l'extraction, mais une trace peut subsister. Le certificat d'analyse l'indique dans la rubrique des solvants résiduels. L'ICH Q3C classe ce solvant en classe 3, avec un repère de 5 000 ppm.
Pourquoi certains extraits de chanvre sont-ils verts ?
La couleur verte vient de la chlorophylle. L'éthanol à température ambiante en dissout beaucoup, alors que l'éthanol à froid, le CO2 et l'hexane en entraînent peu ou pas. Elle peut être retirée par filtration sur charbon ou sur argile, avec une perte possible en cannabinoïdes.
Le butane et le propane sont-ils des solvants autorisés ?
La directive 2009/32/CE les cite parmi les solvants d'extraction utilisables pour fabriquer des denrées alimentaires, dans le respect des bonnes pratiques de fabrication. Ce texte porte sur les solvants. Il ne dit rien du statut des extraits de chanvre eux-mêmes, qui relève d'autres règles.
Peut-on obtenir un extrait de chanvre sans aucun solvant ?
Oui. Le tamisage à sec, la séparation à l'eau glacée et le pressage à chaud isolent la résine par des moyens physiques. La macération dans une huile végétale évite elle aussi les solvants volatils, sans pouvoir concentrer l'extrait.
En résumé
L'extraction CBD repose sur quatre familles de procédés. Le CO2 supercritique, utilisé au-delà de 31,1 °C et de 74 bar, offre une sélectivité réglable et ne laisse pas de résidu quand il est employé seul. L'éthanol extrait beaucoup, avec plus de pigments à température ambiante qu'à froid. Le butane et le propane donnent des extraits aromatiques, avec un risque d'inflammabilité élevé et des résidus à contrôler. La macération dans une huile végétale évite tout solvant volatil, sans pouvoir concentrer. Dans tous les cas, la rubrique « solvants résiduels » du certificat d'analyse renseigne sur ce que contient réellement le lot.
