Thèse OT-21995

Etude d'un procédé innovant d'électro-fermentation pour la production d'acides organiques à longue chaîne (biofuels) à partir d'effluents agroindustriels

11100 Narbonne

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte scientifique du sujet de thèse proposé :

L'Union Européenne et la France se sont fixé l'objectif ambitieux de parvenir à une économie à zéro émission de carbone d'ici 2050. La bioéconomie devrait jouer un rôle important en remplaçant les produits pétrochimiques par des produits biosourcés issus de ressources biologiques renouvelables. Dans ce cadre, l'utilisation des déchets organiques comme ressources (i.e. bioraffinerie environnementale) représente une option attrayante en raison du fort potentiel de remplacement des combustibles fossiles et du faible coût (souvent négatif) des matières premières. Toutefois, les déchets organiques constituent une matrice complexe, hétérogène et variable dans le temps, et ces caractéristiques limitent fortement leur potentiel de valorisation. Parmi les différentes options technologiques actuellement en cours de développement pour la production de produits organiques à plus haute valeur ajoutée pour des applications en chimie verte, les systèmes électrochimiques microbiens sont des technologies émergentes prometteuses. Ces systèmes reposent sur la capacité de certains microorganismes à catalyser des réactions d'oxydation ou de réduction à la surface d'électrodes et permettent ainsi d'éliminer les molécules organiques, de produire de l'hydrogène ou de l'électricité et offrent de nouvelles options pour le contrôle des communautés microbiennes.

Dans cette thèse nous proposons de développer un processus innovant d'électro-fermentation pour la production de molécules plateformes à partir de déchets. Le travail se focalisera plus particulièrement sur l’optimisation d’un procédé d'élongation de chaîne pour la production d’acides gras tels que l'acide caproïque (C6) ou l'acide caprylique (C8) à partir de molécules à chaines plus courtes telles que l'acide acétique (C2) ou l'acide butyrique (C4) qui sont des produits majoritaires de fermentations de déchets.

Mission et activités :

Le travail de thèse combinera à la fois des approches expérimentales avec la réalisation de fermentations microbiennes en réacteurs et des approches plus théoriques pour analyser et modéliser les communautés microbiennes, les voies métaboliques mises en jeu et les contraintes physico-chimiques. Les objectifs de la thèse sont les suivants :

1) Réaliser un criblage de différents écosystèmes microbiens pour tester leur capacité à réaliser l'élongation de chaîne à partir de différents substrats ou mélanges de substrats.

2) Evaluer l’impact de l'électro-fermentation sur l'élongation de chaîne des écosystèmes identifiés et optimiser leurs performances.

3) Analyser les communautés microbiennes et les mécanismes d'élongation de chaîne en condition d'électro-fermentation.

Partenaires du projet :

Ce sujet de thèse s’inscrit dans le cadre du projet ElectroMIC, financé dans le cadre du programme et équipement prioritaire de recherche (PEPR) B-BEST "Biomasses, biotechnologies et technologies durables pour la chimie et les carburants". Le ou la doctorant(e) sera amené(e) à travailler en collaboration avec les différents partenaires du projet. En particulier, les choix des écosystèmes microbiens et des substrats étudiés seront discutés avec les différents membres du consortium.

Formations et compétences recherchées

Master/Ingénieur (Bac+5)
  • Formation recommandée : Niveau Bac +5 (diplôme de Master 2 ou d’ingénieur, ou équivalent) dans le domaine du génie des procédés ou de la microbiologie.
  • Une bonne maîtrise de l’anglais est nécessaire.
  • Aptitudes recherchées : autonomie, travail en équipe, rigueur, aisance relationnelle, capacité rédactionnelle, encadrement d’étudiants en stage.

Expérience appréciée : conduite de bioréacteurs, analyses de communautés microbiennes mixtes, publications scientifiques.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

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Référence de l'offre

  • Contrat : Thèse
  • Durée : 3 ans
  • Début du contrat : 01/10/2024
  • N° de l'offre : OT-21995
  • Date limite : 30/06/2024
Le centre Occitanie-Montpellier

Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement 11100 Narbonne

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