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FAME team

Fermentation Advances and Microbial Engineering

Optimizing microbial reactions in bioreactor

The research work carried out within the FAME team aims to quantify microbial kinetics in bioreactors to assess, understand and model “process-environment-microorganism” interactions. The scientific approach relies on a generic approach known as “Top-down” to acquire a global vision of the dynamics of microbial behavior at the relevant observation levels compatible with the characteristic response times of the biological and/or physical mechanisms studied. The objective is to identify the key phenomena affecting microbial physiology and limiting the production performances of microbial systems in order to deduce process optimization strategies by microbiological and/or metabolic engineering based on modeling and in-silico simulation. A microbial engineering activity can be developed in complementarity to explore original potentialities.

illustration FAME

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The team's topics

  • Local : Pôles TBI (CIMes, Ingénierie Microbienne, Génie des Procédés Durables, PRISM,), CRITT-Bio, TWB
  • Regional: CNES-CADMOS, CRT-CATAR, UCAI-UMR 1010, LGC, SPO, LBE, UMR-MISTEA
  • National : ESPCI, GMPA, LBE, PNCA-UMR914, POLYTECHNIQUE PARIS…
  • International : A*Star (Singapore) ACIB (Austria), NUS (Singapore) TU Graz (Austria), TU Berlin (Germany), RWTH Aachen (Germany), Université Lisbonne (Portugal), Université Groningen (PB)
  • Collaborations Industrielles : CARBIOS, (Erbi-BIO) Merck KGaA, Fromagerie Guilloteau, L’Oréal, Polymem, ProSim, Rayonier, TEREOS, Total Raffinage Chimie, Suez Group
  • Alexander, Anderson – Etude de la Production de Protéines par des Levures à partir de Sucres
  • Federico, Di Bisceglie – Etude du transfert d’hydrogène par contacteur membranaire sur la production microbienne de biomolécules à partir de CO2 : de la conception du réacteur à la physiologie microbienne
  • Pauline, Pypstra – Analyse dynamique des distributions de sous-populations de necator pour la production de biomolécules à partir de CO2 : détermination de la robustesse de la souche sous les contraintes de la fermentation gaz
  • Isabell, Weickardt – Impact des hautes pressions sur la production microbienne de biomolécules à partir de CO2 : de la conception du réacteur à la physiologie microbienne
  • Pierre, Joris – Étude des potentialités de la bactérie Cupriavidus necator pour une application spatiale en support vie : Recyclage des déchets, Alimentation et biopolymères.
  • Jeremy, Fourié – Etude des conditions de développement d’un microorganisme d’intérêt laitier en milieu liquide, permettant d’envisager sa production à grande échelle en fermenteur
  • Bastien, Marie – Amélioration de la connaissance du métabolisme de tetani pour l’intensification de la production de la toxine tétanique sur milieu chimiquement défini
  • Elise, Viau – Bioproduction de composés organiques volatils par Kluyveromyces marxianus : de la modélisation du bioprocédé au dimensionnement d’une filière biotechnologique durable.Jeremy, Fourié – Etude des conditions de développement d’un microorganisme d’intérêt laitier en milieu liquide, permettant d’envisager sa production à grande échelle en fermente
  • Julie, Tantely Mitantsoa – Etude et production de bioplastique à l’aide de microorganismes producteurs des PHA (Polyhydroxyalcanoates)
  • Elise, Viau – Bioproduction de composés organiques volatils par Kluyveromyces marxianus : de la modélisation du bioprocédé au dimensionnement d’une filière biotechnologique durable

Thèses récentes

  • Ismail, S. (2022). Production de Protéines d’Organismes Unicellulaires (POU) par Cupriavidus necator : Impact des paramètres environnementaux, des sources de carbone et d’azote. Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse. 
  • Beaudeau, F. (2022) Modeling the aroma synthesis during winemaking: Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse.
  • Fougerouse A (2021). Etude du comportement d’une levure OGM co-consommant les pentoses et les hexoses en condition de culture à très haute matière sèche : application bioéthanol., Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse
  • Garrigues L (2021). Contribution à l’optimisation de la culture de Clostridium tetani pour la production de toxine tétanique en milieu chimiquement défini., Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse
  • Boy C. (2020). Distribution temporelle d’Etats Physiologiques au sein de Culture Pure Bactérienne Productrice d’Isopropanol : Prise en compte des sous-populations microbiennes pour une optimisation du procédé. Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse.
  • Boukazia Y. (2020). Développement d’une métrologie physique in-situ de l’encrassement dans les bioprocédés industriels. Caractérisation et modélisation des réponses thermiques et électriques des éléments sensibles (MEMS). Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse.
  • Alonso Villela S. (2020). Optimisation de la production d’antivenin de scorpion recombinant par voie biotechnologique : étude de la température d’induction et modélisation de la biocinétique des souches d’E. coli. Université de Toulouse / Institut National des Sciences Appliquées Toulouse.
  • AstroPOU (2021-2024): Etude, faisabilité de production de sources alimentaires (protéines), et de biopolymères pour les astronautes (INSA/CNES)
  • ConCO2rde (2021-2025): Training network on the conversion of CO2 by smart autotrophic biorefineries (H2020 – ITN)
  • JANUS (ANR-PRC) (2020-2023): Control and Optimization of Metabolic Transitions
  • NewEco-Routes (2022-2025) : How to build new eco-designed biotransformation routes (ANR – PRC)
  • NutriPOU (2021-2023): De la production optimisée à la caractérisation des potentialités nutritionnelles de protéines d’organismes unicellulaires bactériens et levuriens (Inter Institut Carnot 3BCAR/QUALIMENT)
  • OptiPOU (2020-2022): Modulation de la production de Protéines d’Organismes Unicellulaires par une approche de génie nutritionnel (Institut Carnot 3BCAR)
  • STARWINE (2019-2023): Stratégies de contrôle en temps réel de la production d’arômes en fermentation œnologique- STrategies for the real-time control of ARoma production during WINE fermentation (ANR – PRC)
  • TEREOS (2020-2023): Etude de la production de protéines par des levures à partir de sucres (Projet Industriel)
  • RAY CELL (2022-2023) : Conception d’un réacteur pour l’étude des interactions cellules rayonnement (projet 3BCAR consolidation)