Thème "Mettre en œuvre les microorganismes dans les bioréacteurs"
Quelques mots sur le thème
Mettre en œuvre les microorganismes dans les bioréacteurs
Ce thème porte sur l’évaluation de la cinétique microbienne au sein de bioréacteurs opérant dans des conditions de culture spécifiques. L’objectif est d’étudier les relations dynamiques entre les paramètres du procédé, les facteurs environnementaux et le comportement microbien. Cela permet d’identifier les éléments critiques influençant la physiologie microbienne et limitant l’efficacité des usines cellulaires microbiennes, afin d’orienter les stratégies d’amélioration des procédés via des techniques de microbiologie ou d’ingénierie métabolique (voir thème 2). Ce thème intègre également l’ingénierie des bioréacteurs en fonction des spécificités de la fermentation étudiée, notamment le couple micro-organisme/substrat/produit. En particulier, l’étude des procédés de fermentation gazeuse nécessite le développement de nouveaux systèmes de culture microbienne optimisés pour atteindre de hauts taux de transfert de gaz, permettant d’obtenir des densités cellulaires élevées et de hautes performances en molécules désirées. Des stratégies de gestion des bioréacteurs sont alors développées selon l’objectif de production et/ou d’investigation métabolique/physiologique.
Les projets
Projet ConCO2rde
Dans le cadre de ce réseau H2020-ITN, la bactérie lithoautotrophe C. necator est ingénierée pour la production d’isopropanol à partir de CO2. Des configurations de bioréacteurs gazeux sont développées afin d’améliorer les taux de transfert de gaz pour augmenter les performances de production d’isopropanol (bioréacteurs à gaz haute pression, contacteur à membrane à fibres creuses couplé au bioréacteur à gaz).
Projet CnegSAF
Hebergé par le CNRS@CREATE, le programme « Carbon Negative production of advanced Sustainable Aviation Fuels using twin synthetic bacterial consortia Project » (CNegSAF) est une collaboration internationale entre des institutions de premier plan en France et à Singapour, incluant le Toulouse Biotechnology Institute (TBI : équipes METASYS, PHYGE, CIME, BLADE), la National University of Singapore, A*Star (SIFBI) et la Nanyang Technological University. CNegSAF vise à démontrer la faisabilité d’utiliser un consortium bactérien synthétique pour convertir l’hydrogène vert et le CO2 concentré issu des déchets (émis par des entreprises chimiques) en biocarburants durables pour l’aviation. L’un de nos objectifs est de concevoir un nouveau bioréacteur à gaz et d’optimiser la stratégie de fermentation pour cultiver ce consortium synthétique avec des émissions gazeuses nulles.
Projet Bio-Mining
Financé par le programme Spaceship.FR (CNES), ce projet consiste à étudier la faisabilité de la récupération des sources minérales présentes dans le régolithe par des micro-organismes. Dans la perspective de futures missions habitées de longue durée (Lune, Mars), l’autonomie logistique de la station lunaire représente un enjeu majeur et nécessitera notamment l’utilisation des ressources locales pour assurer la survie des astronautes. En collaboration avec l’équipe PHYGE, nous étudions l’intégration des ressources minérales locales dans des bioprocédés microbiens constituant un système de support de vie.
Projet BIOVAL
Dans le cadre de ce projet européen Horizon-RIA visant à créer, développer et industrialiser une bioraffinerie circulaire intégrée, énergétiquement autonome, avec des émissions quasi nulles de déchets et de carbone, nous étudions la production d’isopropanol à partir de CO2 avec C. necator, en concentrant nos efforts sur l’amélioration de la stabilité de la souche pour un procédé continu de fermentation gazeuse.