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Ecosystèmes microbiens et bioprocédés d’épuration et de valorisation (Equipe EAD9)

Ecosystèmes microbiens et Bioépuration : une équipe dédiée pour aller du traitement à la valorisation

 

SYMBIOSE : c’est le nom usuel de l’équipe EAD9 qui illustre parfaitement à la fois son centre d’intérêt et son mode de fonctionnement. Au sein du LISBP, l’EAD 9, avec ses 10 permanents, se caractérise par sa relative petite taille, qui favorise les interactions, et une spécificité thématique, l’étude des populations mixtes et la notion d’écologie.

L’objectif global de l’équipe s’oriente sur l’élimination et la valorisation des déchets liquides et solides urbains et industriels et se décline autour de trois axes : la réduction de l’impact environnemental des bioprocédés par un mécanisme de bioépuration, la valorisation et la production de molécules biosourcées à partir de la valorisation du carbone et des nutriments (phosphore notamment) issus de la biomasse et la maîtrise des risques sanitaires liés aux micropolluants et biocontaminants.

Cet objectif s’intègre dans une évolution globale du secteur de l’épuration du curatif pur vers un traitement associant une démarche de valorisation, avec par exemple la production de plastiques biodégradables ou de substituants d’engrais.

 

De l’écologie à la modélisation

Pour atteindre son objectif scientifique, comprendre les dynamiques de populations et fonctionnalités microbiennes et définir les bioréacteurs et systèmes les plus performants, l’équipe a adopté une démarche projet reposant sur l’alliance entre une vision « Modélisation » et une approche « Ecologie microbienne ».

En termes de technologies, les travaux de l’équipe reposent sur l’utilisation de réacteurs instrumentés avec mesure d’activité en ligne, des techniques d’analyse d’espèces chimiques et organiques et de caractérisation de microenvironnement (chromatographie , spectrométrie de masse, microscopie, granulométrie, rhéologie…), le recours à des outils de modélisation, simulation et progiciels. Une plateforme d’écologique quantitative et fonctionnelle incluant des outils de biologie moléculaire a été mise en place au sein du LISBP.

 

Stratégie de collaborations et de valorisation

A partir d’idées germant au sein du laboratoire ou de propositions de partenariats venant d’industriels, l’équipe s’appuie sur une stratégie de valorisation active, sous forme de collaborations de R&D ou de prestations. La démarche sous jacente est ici de partir des problématiques industrielles pour lever des verrous scientifiques. Au niveau des entreprises, plusieurs collaborations ont été pérennisées avec des grands groupes tels que Total, Veolia, Saint Gobain / Pont à Mousson et avec un tissu de PME, les sujets amonts étant eux soutenus par l’INRA ou le CNRS.

Au niveau international, l’équipe a développé un axe fort de partenariat avec la Chine, l’Allemagne, la Tunisie ou la Suisse.

Sur les 5 dernières années, l’équipe a publié une quarantaine d’articles dans des revues à comité de lecture et déposé 2 brevets.

 

Exemples de projets

Déclinant les thématiques clefs de l’équipe EAD9, les projets concrétisent cette démarche partenariale, avec le secteur académique national et international et le secteur privé.

  • Controler la bio-cristallisation et la granulation biologique: Les projets PHOSPH’OR et VALORCAP associent une dizaine de partenaires dans le cadre d’un projet ANR démarré en 2009 et d’un projet régional, faisant l’objet de deux sujets de thèse. L’objectif est ici de développer des procédés de recyclage du phosphore sous une forme valorisable en agriculture, notamment des engrais de substitution, en utilisant une méthode de granulation biologique pour induire la fabrication de composés à forte teneur en phosphore.
  • Vers une rupture dans les filières de transport et traitement des eaux: Une nouvelle vision intégrée se dessine au travers de plusieurs projets complémentaires guidés par l’optimisation du transport, de la séparation à la source, et de la valorisation des eaux résiduaires urbaines. Le projet CreativERU (ANR labellisé au pole EAU) mise sur un concept de rupture couplant deux types de bioréacteurs en valorisant le carbone par voie anaérobie pour la production d’énergie et en convertissant l’azote dans des bioréacteurs à membranes. Autrement dit :  produire de l’énergie dans les stations d’épuration plutôt que d’en consommer. Initié en 2010 pour 3 ans, ce projet associe comme partenaire industriel VEOLIA.
  • Dans un registre différent, BioFimE étudie l’influence de la structure physique d'un biofilm sur l'action d'un biocide dans la filière de l’industrie papetière.