Objectifs

Nos travaux portent sur la compréhension, l’orientation et l’optimisation de catalyseurs microbiologiques ou enzymatiques pour la valorisation de ressources renouvelables (ex : résidus agro-industriels -riches en sucre ou en acides gras, CO2) en molécules d’intérêt (ex : lipides fonctionnalisés, polymères de type PHA). Notre intérêt scientifique est d’étudier les relations entre l’état d’un biocatalyseur et la dynamique d’une réaction biologique, en fonction de l’environnement.

Approche développée

La transformation de résidus agro-industriels implique l’utilisation de matières premières hétérogènes et variables, nécessitant parfois des prétraitements, et générant des environnements hétérogènes et multiphasiques pour les étapes de conversion. La mise en œuvre maitrisée de biocatalyseurs dans ces conditions est un défi mais aussi un avantage car ils sont naturellement adaptés à la valorisation de substrats complexes, et permettent le développement de procédés verts, dans des conditions douces. Leur utilisation s’inscrit logiquement dans le cadre de la mise en place d’une bioéconomie circulaire, d’un usage durable des ressources sans compétition avec l’alimentaire.

A ces fins nous étudions les relations (i) structure/fonction des enzymes et (ii) production/état physiologique des cellules en vue de l’orientation de la réaction vers un composé d’intérêt.

Pour cela une approche intégrée et pluridisciplinaire est développée, prenant en compte la complexité des systèmes biologiques (enzymes/cellules) et les diverses contraintes de production à l'échelle laboratoire ou industrielle. Ceci implique un suivi et un contrôle de la réaction biologique durant toute la durée du procédé, l’objectif étant la maîtrise des conditions opératoires pour améliorer les performances des procédés c’est à dire maintenir les enzymes/cellules dans un état structurel/physiologique compatible avec une production optimale. Par conséquent, en appui des réacteurs instrumentés, l’équipe dispose de moyens analytiques (HPLC, GC…), et d’outils spécifiques de caractérisation de cellules et de sous-populations microbiennes (ex : sondes optiques et capacitives, cytométrie en flux).