Équipe Activités microbiennes et bioprocédés (MAB)

Présentation de l’équipe

Les objectifs scientifiques généraux de l’Équipe « Activités Microbiennes et Bioprocédés – MAB » se résument en : 

Développement, optimisation et validation d’outils permettant la maîtrise de l’activité microbienne dans les bioprocédés.

Ces objectifs s’appliquent aux domaines de l’environnement, de l’agro-alimentaire et des bioconversions et plus particulièrement aux populations microbiennes de sols pollués (quantité, diversité, activité de dégradation) ou impliquées dans les procédés d’épuration. Ils s’appliquent aussi aux produits issus des agro-industries.

Le point fort de l’Équipe demeure la spécificité de son orientation scientifique, l’étude des milieux microbiens complexes multicomposantes, via des démarches et approches intégrées, et rendue possible par complémentarité des compétences (génie des procédés, chimie, microbiologie, biologie moléculaire, fermentation, hydrodynamique, modélisation / simulation).

Les thématiques développées sont les suivantes :

• Sélection de systèmes microbiens complexes d’intérêt, identification de leurs composants et caractérisation de leurs activités
• Développement de techniques, de protocoles de mesure, de modélisation et de contrôle d’activité microbienne au sein des systèmes complexes (capteurs, capteurs-logiciels, analyse moléculaire …)
• Optimisation et développement de procédés mettant en œuvre ces systèmes et destinés aux bio-industries de l’agroalimentaire, de la chimie fine et du traitement des sols et des eaux

Ces thématiques nécessitent la mise en œuvre de nombreux outils et de démarches scientifiques diversifiées afin de mesurer le fonctionnement global d’un écosystème ou de plusieurs communautés naturelles ou constituées à partir d’isolats fongiques et/ou bactériens caractérisés pour leurs activités de biodégradation ou de bioproduction.

Activités d’enseignement :

• Formations de second et troisième cycle, Formation continue
• Cours de fermentation, énergétique microbienne, microbiologie générale, appliquée et alimentaire, chimie organique et biochimie, chimie générale, procédés industriels, biologie et génétique moléculaires…

Mots-clés : Microbiologie appliquée, bioprocédés, environnement, méthanisation, mycologie

Axes de recherche

Sélection de systèmes microbiens complexes d’intérêt et caractérisation de leurs activités

Les champs d’application de cet axe sont l’agroalimentaire, les fermentations industrielles ou l’environnement ; il se focalise sur la sélection de microorganismes ou de communautés spécifiques et sur la caractérisation de leurs activités. Les exemples d’application sont l’utilisation de souches de levures hyperproductrices de lipides d’intérêt, le développement de polymères à empreinte moléculaire biodégradables capables de vectoriser des biopesticides. 

Développement de techniques, de protocoles de mesure, de modélisation et de contrôle d’activité microbienne au sein des systèmes complexes (capteurs, capteurs-logiciels, analyse moléculaire …)

Le second axe concerne le développement et la validation de technique, de protocoles, de méthodologie de quantification de l’activité microbienne. Les exemples d’application l’étude de l’activité des microorganismes œuvrant dans la décontamination des sols pollués, la mesure in-situ de formes azotés en traitement des eaux. Un projet actuel concerne la compréhension des processus impliqués dans la biodégradation des HAP par voie fongique en microfluidique et l’influence de différents paramètres physico-chimiques sur l’efficacité de biodégradation.

Optimisation et développement de procédés mettant en œuvre ces systèmes et destinés aux bio-industries de l’agroalimentaire, de la chimie fine et du traitement des sols et des eaux.

Le troisième axe se décline dans plusieurs champs d’application : alimentaire, fermentations industrielles ou environnement. Il se focalise sur le développement, l’optimisation, la modélisation et le contrôle des bioprocédés. Les nombreux projets de recherche en méthanisation et dans le cadre du programme « Mocopée » se positionnent dans cet axe (voir l’onglet « Projets de recherche »).

Compétences :

• Sélection et culture de souches microbiennes (bactéries, champignons, levures)
• Identification génétique et caractérisation de voies de réaction
• Fermentations microbiennes, à l’échelle laboratoire ou pilote, en conditions aérobies, anoxiques ou anaérobies
• Modélisation, simulation des activités microbiennes
• Ingénierie des bioprocédés
• Hydrodynamique et biocinétique dans les sols.

Projets

Productions scientifiques

Thèses soutenues récemment

• Mohamed Sakreddine Manai : Création d’un simulateur de système de stockage de gaz destiné aux véhicules 0 émissions de CO₂
  10/04/2019 – Stéphane Mottelet, Khashayar Saleh
  Cifre, entreprise
• Meriem Rekia Ahmed Bacha : Sur un problème inverse en pressage de matériaux biologiques à structure cellulaire
  19/10/2018 – Stéphane Mottelet, Abdellatif El Badia (LMAC, UTC) Ahmad El Hajj (LMAC, UTC)
• Perrine Gozé : Ozonation des grains de blé tendre : Étude de l’oxydation des constituants biochimiques majeur
  11/07/2016 – André Pauss, Thierry Aussenac (Institut UniLaSalle Beauvais)
  Cifre entreprise Paulic
• Laura André : Étude de verrous scientifiques et technologiques pour la compréhension et l’optimisation du procédé de méthanisation voie sèche discontinu de sous-produits d’origine agricole
  10/06/2016 – André Pauss, Thierry Ribeiro (UniLaSalle Beauvais)  
  Cifre, entreprise ERigène, puis Région Picardie
• Sheherazed Dakhmouche-Djekrif : Etude de la production de l’alpha amylase et de la pullulanase par Clavispora lusitaniae ABS7 isolée de blé des zones arides 
  04/01/2016 – Cotutelle, André Pauss, Zahia Meraihi (Université Constantine, Algérie), Louisa Gillmann (Université d’Angers)
• Cyril Lemaire : Identification de paramètres de bioprocédés environnementaux à partir de mesures accessibles issues de la respiration   
  29/06/2015 – André Pauss, Stéphane Mottelet
  Allocation Ministérielle MENRT
• David Bassard : Méthodologie de prédiction et d’optimisation du potentiel méthane de mélanges complexes en co-digestion 
  20/02/2015 – André Pauss, Thierry Ribeiro (Institut UniLaSalle Beauvais)    
  Allocation Ministérielle MENRT

Liste de publications récentes (2016 2019)

Équipements

• Fermenteurs de laboratoireColonne de sol (50L)
• Chambres de cultures aux normes en vigueur
• Équipements de laboratoire de microbiologie : agitateurs, hotte à flux laminaire, microscopes optiques avec acquisition d’images, accès aux microscopes électroniques et environnemental (ESEM), …
• Équipements analytiques : HPLC, GC, spectrophotomètre, COT, DCO, DBO…
• Réacteurs de méthanisation de 500 mL, 5 L, 60 L, 120 L, 1,4 m³, dans le cadre du GIS « Solimétha » et équipements analytiques associés

Partenaires

• Avril
• CMI – PROSERPOL
• Cultimer SAS
• EasyMETHA
• GRTGaz
• Pantek
• SIAAP*
• Sources
• Sivia Avebene
• Centre Européen de Biotechnologie et de Bioéconomie
• Ecole Polytechnique d’El Harrach (Algérie)
• INRA
• IRSTEA*
• UniLaSalle**
• Université Catholique de Louvain (Belgique)
• Université de Liège (Belgique)
• Université Laval (Québec)

* dans le cadre du Programme Mocopée 

** dans le cadre du GIS « Solimétha ». Afin de structurer les activités de recherche dans le domaine de la méthanisation entamées en 2007 avec UniLaSalle Beauvais, nous avons créé un Groupement d’Intérêt Scientifique « Solimétha», qui a pour objets :

• l’étude des paramètres définissant et caractérisant les procédés de méthanisation en voie sèche
• la mise au point de réacteur / étude et optimisation du (des) procédés ;
• la rédaction et la présentation de publications et communications scientifiques ainsi que la vulgarisation à destination du grand public ;
• l’encadrement de thèses, post-doctorat, en Master, en privilégiant le co-encadrement par les Parties ;
• le développement de modules de formation continue dans le domaine de la méthanisation, par exemple via un Mastère ;
• l’accompagnement de partenaires industriels ou du monde socio-économique, via des projets partenariaux directs, des études, prestations, conseils, expertises, tests de matériels, etc. ;
• le développement de banc d’essai pour répondre aux accompagnements des partenaires industriels ou du monde socio-économique ;
• l’acquisition de matériel et réacteur nécessaires pour répondre aux accompagnements des partenaires industriels ou du monde socio-économique ;
• la valorisation en commun des protocoles, capteurs, procédés dans le domaine.

Pour ce faire les activités et matériels ont été centralisés sur le site de Beauvais.