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FAME : Fermentation Advances and Microbial Engineering (Equipe EAD8)

Activités, Objectifs & Démarche

Les activités de recherche du groupe focalisent sur l’étude cinétique et stœchiométrique des transformations microbiennes de manière à identifier les phénomènes limitant les performances de production des systèmes microbiens.

L’objectif est de comprendre, quantifier et modéliser les interactions « procédé-environnement-microorganisme » afin de révéler les phénomènes clés affectant la physiologie microbienne en conditions de production intensive et d’en déduire les conditions optimales de culture. A partir de la connaissance des potentialités naturelles des microorganismes et en fonction des objectifs de procédé visés, une activité complémentaire d’ingénierie de souches peut être développée afin d’explorer des potentialités originales pour le système « Microorganisme/Bioréacteur ».

L’approche scientifique de l’équipe repose sur une démarche générique de Biologie Systémique Descendante. Sur la base des quantifications et analyses des flux de matière, l’objectif est d’atteindre une vision globale des dynamiques du comportement microbien à un niveau d’observation pertinent compatible avec les temps caractéristiques des mécanismes biologiques et/ou physiques.

La démarche spécifique de l’équipe repose sur l’association expérimentations/modélisations permettant de déduire des stratégies d‘optimisation des procédés par génie nutritionnel, biochimique et/ou métabolique mais également des stratégies de modification de souches.

 

Ces approches couplant expérimentations et modélisations se déclinent en 4 thèmes de recherche.

 

Thème 1 : Optimisation systémique du couple « Réacteur – Microorganisme »

L’objectif est de surpasser les performances de production atteintes en système batch afin d’atteindre les meilleurs titres, productivités et/ou rendements par la gestion de l’activité cellulaire et par le choix du mode de conduite adapté essentiels à la robustesse du couple « Microorganisme-Procédé ».

 

 

Thème 2 : Déconstruction biocatalytique et valorisation de la biomasse lignocellulosique     

L’objectif est de caractériser et quantifier les interactions biocatalyseurs/substrats afin d’identifier les phénomènes limitant la transformation microbienne des substrats lignocellulosiques en conditions de haute matière sèche.

 

Thème 3 : Populations/Sous-Populations & Hétérogénéité                    

L’objectif est de quantifier les dynamiques de la réponse microbienne (à l’échelle de la population globale et des sous-populations) à des fluctuations d’environnement afin d’intensifier / optimiser les bioprocédés et leur changement d’échelle.Les études concernent l’analyse dynamique ainsi que la modélisation des hétérogénéités physiologiques (états physiologiques, métaboliques, morphologiques, génétiques) des sous-populations en lien avec les perturbations de l’environnement.

 

Thème 4 : Génie microbien à partir de substrats gazeux : capture du CO2          

L’objectif est de développer des procédés performants de production de synthons chimiques à partir de substrats gazeux (CO2, H2, …) en exploitant la capacité naturelle ou « ingénieurée » de microorganismes autotrophes. Les travaux focalisent sur l’étude de la physiologie de ces microorganismes et leur mise en œuvre dans des réacteurs innovants pour des productions intensives de molécules.

 

 

Activités Principales de l'équipe FAME

  •   Analyses des dynamiques microbiennes en conditions d’environnement contrôlées
  •   Etude des dynamiques du comportement microbien (métabolique/physiologique/génétique) en environnement fluctuant; contribution à  l'amélioration des processus de changement d'échelle
  •   Analyse des sous-populations microbiennes au sein des bioprocédés
  •   Modélisation des dynamiques microbiennes
  •   Modélisation métabolique
  •   Intensification des productions microbiennes (alcools, lipides, polymères) à partir de la biomasse lignocellulosique ou de sous-produits industriels
  •   Innovation en bioprocédés et conduite de fermentation
  •   Transformation microbienne du CO2 en molécules d’intérêt (alcools, alcanes, lipides)
  •   Ingénierie microbienne pour la production de molécules d’intérêt (alcools, alcanes, lipides)