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Contribution à l’évaluation rapide du potentiel de souches de micro-organismes photosynthétiques à être cultivés aux échelles pilotes et industrielles. Développement et qualification d’un dispositif de laboratoire

Biotechnologie, biophotonique Défis technologiques Energie verte et/ou décarbonnée dont bioprocédés et valorisation des déchets Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

Les micro-organismes photosynthétiques – microalgues et (cyano)bactéries - représentent une biomasse d’intérêt pour de multiples applications : production de biocarburants, bioremédiation d’effluents liquides et/ou gazeux, production de bioplastique, complément alimentaire, alimentation humaine ou animale, cosmétique,… Leur capacité à capter le CO2 en fait aussi des acteurs très prometteurs de l’économie circulaire du carbone.
Pour répondre aux besoins de marchés de masse, il est nécessaire de sélectionner des souches de micro-organismes photosynthétiques particulièrement performantes parmi la très grande diversité naturelle existante (plus d’1 million d’espèces). Les souches ainsi sélectionnées pour leur meilleure productivité et/ou leur meilleure capacité à capter le CO2 permettront une réduction des coûts de production favorable à l’ouverture de nouvelles applications et de nouveaux marchés.
Pour des raisons pratiques, la sélection des souches s’effectue à petite échelle au laboratoire. Cependant, les résultats obtenus ne sont pas directement transférables aux échelles pilotes et industrielles car les conditions y sont très différentes (fortes variations notamment des conditions météorologiques).
L’objectif de ce projet de thèse sera de mettre au point des tests courts reproduisant les fortes variations de température et d’ensoleillement rencontrées dans des conditions d’exploitation réelle qui permettront d’évaluer rapidement au laboratoire le potentiel de souches de microalgues à être cultivées aux échelles pilotes et industrielles.
Pour cela, un outil expérimental est en cours de développement sur la plateforme MicroAlgues et Procédés du CEA de Cadarache. Le/la doctorant(e) validera cet outil et mettra au point les tests sur une microalgue modèle bien connue de la plateforme (Chlorella vulgaris NIES 227). L’approche sera étendue à d’autres souches de microalgues et à des bactéries photosynthétiques, autres microorganismes d’intérêt utilisés pour effectuer le traitement d’eaux usées et/ou la production de molécules d’intérêt (bioplastique, biostimulant, …).
Ce projet de thèse a pour majeure ambition de définir des protocoles simples et rapides permettant la sélection de souches industrielles de microalgues à la productivité et à la capacité de captation de CO2 augmentées. Il s’inscrit dans le projet AlgAdvance soutenu par le programme national de recherche PEPR B-Best – Biomasse, biotechnologies, technologies pour la chimie verte et les énergies renouvelables –développé de 2023 à 2029 dans le cadre du programme d’investissement France 2030.

Laboratoire

DSUD (CTReg)
DPACA (CTReg)
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