Ecosystèmes microbiens et bioprocédés d’épuration et de valorisation

Nom de l’équipe

Mission

L’exploration, le design et le développement de modes de conduite optimaux pour de nouveaux bioréacteurs et bioprocédés s’appuyant sur des populations mixtes microbiennes, pour l’épuration ou la production de molécules d’intérêt.

Mots clés

Consortia microbiens, Conduite et instrumentation de bioréacteur, Biologie moléculaire pour les consortia, Orientation fonctionnelle d’un système microbien, Modélisation dynamique des bioréacteurs, Caractérisation et sélection des agrégats microbiens, Conversion de substrats solides et hétérogènes, Epuration de l’eau et des déchets, Valorisation des ressources organiques et des nutriments.

Responsable

– Professeur INSA de Toulouse

– 05 61 55 97 55

Effectifs équipe : 23

 : 5

 : 4

 : 2

 : 12

Activités principales

• Conduite optimale de bioréacteurs instrumentés pour orienter les systèmes microbiens vers les fonctions d’intérêt
• Modélisation dynamique et description spatiale des fonctions microbiennes
• Exploration et sélection d’inoculum dans la diversité naturelle par les outils de biologie moléculaire
• Analyse des interactions entre processus chimiques et biologiques
• Caractérisation des agrégats microbiens (flocs, granules, biofilms) et analyse des relations entre les propriétés structurelles et les modes de croissance

Modèles de recherche

• Bioréacteurs et bactéries permettant de produire des bio-polymères
• Bactéries impliquées dans la conversion de substrats ligno-cellulosiques et dégradation de substrats solides
• Systèmes pour le traitement et la récupération des nutriments : azote et phosphore
• Bioréacteurs permettant d’améliorer l’attaque de substances réfractaires ou micropolluants

Domaines d’application et produits cibles

 : valorisation de produits agricoles ou sous-produits issus de l’agro-industrie, traitement des eaux et effluents, valorisation des déchets

 : bioréacteurs innovants, bioplastiques, acides gras, produits minéraux ou organo-minéraux substituants aux fertilisants chimiques

Technologies, techniques, outils spécifiques

 : Biotechnologies basées sur la granulation microbienne, Systèmes à biofilms, Bioréacteurs pour la digestion solide

: Analyse solide infrarouge, Biologie moléculaire et analyses méta-omiques pour les consortia, Extraction et analyse de polymères

 : Modèles dynamiques fonctionnels implantés sur différentes plateformes de calcul

Publications ou brevets significatifs

Cavaille, L., Grousseau, E., Pocquet, M., Lepeuple, A.-S., Uribelarrea, J.-L., Hernandez-Raquet, G., Paul, E. (2013) Polyhydroxybutyrate production by direct use of waste activated sludge in phosphorus-limited fed-batch culture. Bioresource Technology 149, 301–309. A patent on a new way for selecting polymer-accumulating bacteria via control of phosphate limitations. Patent n°EP 12199417.2, deposit: 27/12/2012. A patent on a system for producing calcium-phosphate pellets by microbially induced crystallization process. Patent n°11-50469, deposit: 20/01/2011, « Procédé de traitement biologique d’eaux usées par biomasse granulaire aérobie» Manas, A., M. Pocquet, B. Biscans, et M. Spérandio. (2012) Parameters influencing calcium phosphate precipitation in granular sludge sequencing batch reactor. Chemical Engineering Science 77: 165‑175. Pommier, S., Manas-Llamas, A., and Lefebvre, X. (2010) Analysis of the outcome of shredding pretreatment on the anaerobic biodegradability of paper and cardboard materials. Bioresource Technology, 101(2), 463–468.

Projets précompétitifs

(2012) – Caractérisation et ingénierie fine de consortia microbiens impliqués dans la valorisation de matière ligno-cellulosique

(2012-2015)- Modélisation de l’hydrolyse de la ligno-celulose par bilan de population