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31326 Castanet Tolosan cedex - France

Dernière mise à jour : Mai 2018

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Fractionnement des AgroRessources et Environnement INRAE / URCA

Fractionnement des Agroressources et Environnement

Unité Mixte de Recherche Inra/URCA

Nos projets

Projets classés par type de financeur avec les correspondants de FARE pour chaque projet.

Projets Européens HORIZON 2020 , Interreg & FACCE-JPI

Logosinterreg-horizpn2020-era-gas

Projet

Titre

Durée

Résumé

 

ZELCOR

Zelcor-Header

Zero Waste Ligno-Cellulosic Bio-Refineries

Correspondant FARE : Bernard KUREK

2016
-
2021

Le projet ZELCOR vise à démontrer qu’il est possible de transformer les résidus lignocellulosiques récalcitrants issus des bioraffineries en bioproduits à haute valeur ajoutée. Le concept du projet consiste à combiner des catalyses chimiques et enzymatiques avec la bioconversion basée sur des insectes. Il couvre trois types de matériaux récalcitrants : de la lignocellulose issue de la production d’éthanol, des lignines dissous durant le processus de pulpage et des humines formées par la conversion des sucres. Une plateforme transversale va être mise en place pour identifier les bioproduits d’intérêt commercial parmi les nanoparticules multifonctionnelles, les antioxydants phénoliques, les chitosans d’origine entomologique et les intermédiaires aromatiques. Elle permettra d’améliorer notre connaissance sur les relations entre structures et fonctions et les mécanismes impliqués dans la dépolymérisation catalytique et la bioconversion des résidus récalcitrants.
WWW

RESIDUEGAS

logo eragas

Amélioration de l'estimation des émissions d'oxyde nitreux et atténuation du stockage du carbone dans le sol des résidus de culture

Correspondantes FARE :
Sylvie RECOUS,
Gwenaëlle LASHERMES

2017
-
2021

Les résidus de culture fournissent d'importants apports de carbone (C) et d'azote (N) aux sols et contribuent au bilan de gaz à effet de serre (GES) des sols. Les émissions de N2O provenant des résidus de cultures varient considérablement en fonction de la qualité des résidus, de leur gestion et des sols et climat. Cette situation n'est actuellement pas reflétée dans la méthodologie des inventaires nationaux d’émissions. Le projet européen ResidueGas (FACCE ERA-GAS) proposera une méthodologie améliorée pour quantifier les émissions de N2O provenant de la gestion des résidus de cultures agricoles, pour une large gamme de culture, en tenant compte de leur composition biochimique, leur modalités de restitution au champ, pour une diversité de sols et de climat de l’Europe du Nord. Le projet s’appuie sur la collecte de données publiées, d’expérimentations au laboratoire et au champ, et de modélisation. ResidueGas examinera des pratiques de gestion des résidus de cultures permettant d’atténuer les émissions de GES.

BABET-REAL5

New technology and strategy for a large and sustainable deployment of second generation biofuel in rural areas

Correspondante FARE : Caroline REMOND

2016
-
2020

L’objectif du projet est de développer une solution alternative pour la production d’éthanol 2G à une échelle industrielle réduite applicable à de nombreux pays, zones rurales et biomasses végétales. La cible est d’atteindre une viabilité technique, environnementale et économique dans des unités de production d’au moins 30 000 tonnes équivalent de biomasse par an. Le concept principal du projet est basé sur un procédé de conversion innovant de la biomasse végétal comprenant les étapes de prétraitement et d’hydrolyse enzymatique en un seul réacteur dans des conditions réactionnelles douces. Ce procédé sera développé à l’échelle TRL 5.
WWW

VALBRAN

Valorisation du son de blé en molécules tensio-actives

Coordinatrice FARE : Caroline REMOND

2017
-
2020

Le projet Valbran vise à développer de nouvelles voies de valorisation du son de blé, co-produit agricole issu de meunerie et de bioraffineries. Il s’agira de développer des voies biotechnologiques et de chimie verte originales et respectueuses de l’environnement pour la production de diverses molécules tensio-actives à partir du son de blé. Diverses applications seront ciblées (cosmétiques, détergence, phytosanitaires, ...). Ces voies de transformations se feront à l’échelle laboratoire vers un transfert à échelle pilote pour la(les) plus prometteuse(s), afin d’obtenir des indications économiques et d’impact environnemental du (des) procédé(s) développé(s).
Ce projet implique l’Université de Reims Champagne-Ardenne (FARE et ICMR), l’Université de Picardie Jules Verne (GEC), le Pôle de compétitivité français Industries des Agro-Ressources (IAR), en Wallonie l’Université de Liège (AgroBioTech Gembloux), l’association wallonne VALBIOM et le Pôle GREENWIN et en Flandre le centre de recherche et technologies VITO, l’association INAGRO et le pôle FISCH.
WWW

COMPOSENS

Développement transfrontalier
de matériaux composites
polymère-fibres naturelles

Correspondante FARE : Françoise BERZIN

2017
-
2020

Le projet COMPOSENS propose une approche originale qui combine un traitement des fibres végétales par des procédés propres et une remédiation sensorielle pour le développement de nouveaux matériaux composites polymère-fibres naturelles répondant au cahier des charges des industriels de la zone transfrontalière. Des voies innovantes sont envisagées: imprégnation des fibres par des thermoplastiques, compound polymère-fibres naturelles destiné à la fabrication additive (impression 3D). Dans un souci d’accorder la recherche avec des besoins industriels réels, porteurs de débouchés économiques, COMPOSENS s’appuie sur des échanges avec ces industriels.

Projets Carnot

Logo 3BCAR

Projet

Titre

Durée

Résumé

Color ANTH

Extraction optimisée d’anthocyanes de marc de distillerie et amélioration de leur fonctionnalité en tant que colorants et anti-oxydants

Coordinatrice FARE : Caroline REMOND

2021
-
2023

Le projet ColorANTH vise à développer un procédé d’extraction des anthocyanes de marcs de raisin en combinant les micro-ondes et l’utilisation d’enzymes. Un des objectifs sera de moduler par voie enzymatique la composition et la structure des anthocyanes pour accroître leur stabilité et leurs propriétés. Les retombées du projet ColorANTH seront à la fois fondamentales (meilleures connaissances du mécanisme d’extraction des anthocyanes à partir du marc de raisin et des relations structures-propriétés de celles-ci) et technologiques (développement d’un procédé combinant micro-ondes et enzymes pour l’extraction des anthocyanes et développement d’un procédé biocatalytique pour la fonctionnalisation des anthocyanes).

LIGNOXYL 1&2

Oxydation des lignocelluloses par les radiacuax hydroxyles générés par voie chimique et enzymatique

Coordinateur FARE : Bernard KUREK

2014
-
2019

Le projet Lignoxyl vise à identifier les espèces actives de l’oxygène impliquées dans l’oxydation des parois végétales lignifiées, puis à modéliser les étapes de leur formation et de leurs réactions avec les lignocelluloses. L’objectif à terme est de pouvoir prédire les effets des ROS sur les substrats dans des opérations de bioraffinerie enzymatique ou de structuration de matériaux par réactions radicalaires.

Projets financés par l'ANR

ANR

Projet

Titre

Durée

Résumé

BIOMOD

Analyse Multi-échelle et Modélisation Spatio-temporelle de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique

Coordinateur FARE : Yassin REFAHI

2020 - 2023

La valorisation de la biomasse lignocellulosique (BL) pour la chimie verte et l’énergie constitue l'une des voies importantes pour substituer des énergies fossiles par des ressources renouvelables et lutter contrele réchauffement climatique. La BL est récalcitrante à l’action des enzymes ce qui rend sa conversion peu rentable économiquement. Plusieurs marqueurs physico-chimiques sont à l’origine de la récalcitrance de la BL. Cependant, aucun d'entre eux n'est universel car ils sont restreints au type de BL et/ou au prétraitement. L’objectif du projet BIOMOD est de développer une combinaison originale d’imagerie confocale de la BL pendant l’hydrolyse enzymatique, de traitement d’images 4D (espace + temps) et de modélisation afin d’identifier les caractéristiques structurales génériques aux échelles cellulaire et tissulaire corrélés avec la dégradabilité de la BL.

FuncLIPRO

Fonctionnalisation des lignines par l'application de traitements enzymatiques de type laccase-deshydrogénase dans des applications de matériaux biosourcés

Correspondante FARE : Véronique Aguié-Béghin

2020 - 2023

FuncLIPRO vise à approfondir nos connaissances sur les enzymes dégradant la lignine (LDE) et sur le mécanisme de déconstruction et de modification de la lignine. Il vise également à apporter la preuve de concept de l'utilisation des LDE pour transformer ces lignines en adhésifs verts, en films protecteurs et en nouveaux composites agro-sourcés.

INTOS2

Etude du comportement hygroscopique du bois et systèmes polymériques inspirés du bois par modélisation numérique et caractérisations avancées

Coordinatrice FARE : Brigitte CHABBERT

2019 - 2022

L'objectif du projet INTOS2 est de comprendre le comportement hygromécanique de matériaux sensibles à l'humidité tels que les matériaux à base de cellulose. Nous utilisons le bois comme modèle naturel de base et synthétisons différents assemblages de polymères du bois, afin de quantifier l'impact physique des conditions microclimatiques.
En combinant des recherches in vitro et in silico, le projet permettra de mieux comprendre les effets de l'eau sur chaque polymère et sur les interactions entre les polysaccharides et la lignine dans des systèmes bioinspirés et les parois du bois.

Projets financés par la région Grand Est et Feder

GrandEst-FederEurope

Projet

Titre

Durée

Résumé

Hy-C-Green

Production d’hydrogène décarboné et de matériaux bio-sourcés dans le Grand Est avec un concept de bioraffinerie intégrée

Correspondant FARE : Gabriel PAËS

2019
-
2022

Le bois énergie et les sous produits des industries du bois sont aujourd’hui insuffisamment valorisés et représentent un fort potentiel économique pour notre région. Ce projet propose de développer une valorisation durable du bois dans des bioraffineries thermochimiques intégrées sous forme d'énergies vertes, notamment en hydrogène décarboné.

3BR

Biomolécules et Biomatériaux pour la Bioéconomie Régionale

Coordinateur du projet : Bernard KUREK

2020
-
2022

Le projet 3BR s'intéresse à 3 ressources végétales majeures de la région Grand-Est (chanvre, houblon, oléagineux) pour en permettre la valorisation maximale dans une exigence d'économie circulaire. Ce projet de recherche associant les aspects fondamentaux et applicatifs couvre toute la chaine de valeur: production, fractionnement, purification de biomolécules, développement de biomatériaux, valorisation énergétique, amendement des sols.

Projets financés par la région, Feder, Fondation URCA

Grand-est-feder-fondation

Projet

Titre

Durée

Résumé

 

BIOMODEL

Modélisation multi-échelle de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique

Doctorant :  Laurent Chapillon                      Encadrants : Yassin REFAHI et Gabriel PAËS

2021
-
2023

Le projet vise dans un premier temps à développer une suite d’outils informatiques pour extraire la dynamique de l'intensité du voxel (pixel volumétrique) représentant la déconstruction enzymatique de la biomass lignocellulosiques. Les valeurs extraites seront ensuite utilisées pour estimer les paramètres d’un modèle cinétique hiérarchique spatialisé. Une analyse de corrélation entre l'évolution temporelle des intensités des voxels et la composition de la paroi cellulaire permettra de proposer des hypothèses sur les mécanismes sous-jacents à la récalcitrance de la lignocellulose. La généricité des hypothèses proposées et les prédictions du modèle seront étudiées sur différentes espèces de biomasse.

RESAERO

Spatialisation et dynamique des propriétés physiques et chimiques des résidus de culture par imagerie aéroportée. Application à des rotations culturales en sol de craie.

Doctorante : Noémie Lafouge                      Encadrantes : Sylvie Recous ; Brigitte CHABBERT

2019
-
2022

Le projet RESAERO a pour objectif d’explorer et comparer des méthodes de mesure par imagerie aéroportée des caractéristiques physico-chimiques des biomasses ainsi que du taux de couverture du sol par ces biomasses au champ. Trois domaines spectraux associés à des résolutions spatiales différentes sont explorés en conditions semi-contrôlées et au champ.  Collaboration INRAE, CReSTIC, TERRALAB

DYNADECOL

Approche multi-échelle du suivi dynamique de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique

Doctorant :  Amandine Leroy                                      Encadrant : Gabriel PAËS

2018
-
2021

L'objectif du projet est de suivre de façon dynamique l’hydrolyse de biomasses par des approches spectrales, structurales et chimiques. Les marqueurs issus de ces mesures seront intégrés pour déterminer leurs inter-relations et surtout leur impact quantitatif sur l’hydrolyse.

CARAMEL

CARActérisation par les Méthodes Électrochimiques d’Enzymes Ligninolytiques bactériennes et leur mise en œuvre dans la valorisation de la biomasse lignocellulosique

Doctorant : Issa Fall                                   Encadrante : Harivoni Rakotoarivonina

2019
-
2022

Cette thèse a pour principal objectif de développer un procédé enzymatique efficace pour libérer des molécules aromatiques à partir de lignines. La stratégie adaptée est de produire des enzymes bactériennes thermostables, de caractériser de façon approfondie les propriétés de ces enzymes  (par des méthodes électrochimiques en présence de molécules aromatiques ou membranes biomimetiques des lignines)  pour déterminer leurs potentialités, et enfin à mettre en œuvre les enzymes identifiées et caractérisées en présence de lignines et d’évaluer les molécules aromatiques libérées.

PIGMENTS

Etude de la production de pigments naturels microbiens lors du fractionnement de la biomasse lignocellulosique

Doctorant: Matthieu Cassarini                       Encadrants : Caroline REMOND et Ludovic Besaury

2019
-
2022

Les pigments naturels microbiens confèrent de nombreux avantages comparés aux pigments synthétiques d’origine pétrochimique (faible impact environnemental de leur production, non-toxicité). Les pigments sont très utilisés dans les secteurs de la médecine, des cosmétiques, des bio-indicateurs de pollution ou en tant qu’agents anti-microbiens).  Le projet de thèse a pour objectif de développer des approches de biotechnologies blanches innovantes pour produire des pigments d’intérêt par croissance sur des substrats lignocellulosiques.

COFILI 1&2

Propriétés de cohésion des structures fibreuses lignocellulosiques

Coordinatrice :Véronique AGUIE-BEGHIN 

2016
-
2019

 Le projet COFILI s’inscrit dans une démarche cognitive centrée sur les propriétés des structures fibreuses natives et vise à préciser les forces de cohésions entre les polymères lignocellulosiques au sein même de la fibre ou entre la fibre et une matrice synthétique en lien avec les propriétés mécaniques locales. Les méthodologies actuellement développées par microscopie à force atomique (AFM) sur des films de polymères lignocellulosiques à base de nanocristaux de cellulose en partenariat avec le LRN (URCA) seront appliquées aux nanofibres cellulosiques plus ou moins lignifiées puis aux fibres natives de typologie contrastée (fibres longues peu lignifiées/ fibres courtes lignifiées) au cours de leurs premières transformations.

CARTOFIBRES

Cartographie des caractéristiques mécaniques et chimiques de fibres lignocellulosiques

Coordinatrice :Brigitte CHABBERT

2016
-
2019

Le projet vise à appréhender  les relations entre architecture pariétale et comportement mécanique des fibres par l'étude de l’effet de modifications  chimiques et/ou enzymatiques des fibres longues en privilégiant une approche multi échelles (macro/micro/nanométrique). La démarche expérimentale s'appuiera sur la mise en œuvre de méthodologies appropriées à l’analyse cartographique  des caractéristiques mécaniques et chimiques en collaboration avec les laboratoires partenaires, URCA (FARE, LRN) et l'Univ Floride Centre (Pr Tétard; USA), par des approches dédiées à l’analyse locale des constituants cibles (microspectroscopie et AFM IR, Raman..., microscopie confocale) couplées avec des analyses mécaniques de surface (AFM, nanoindentation). L'enjeu du projet sera d'engager  une approche de modélisation intégrant la connaissance des propriétés des fibres, la composition en 3D des fibres et l'architecture des parois.

TECMI-4D

Techniques avancées de microscopie pour l’imagerie 4D de la déconstruction de la biomasse lignocellulosique

Coordinateur : Gabriel PAËS

2016
-
2019

Le projet vise à mettre au point et appliquer des outils d'imagerie en microscopie confocale et d'analyse en 4D afin de suivre le devenir des biomasses lignocellulosiques au cours de leur hydrolyse par des cocktails enzymatiques.

Autres projets

Projet

Titre

Durée

Résumé

COLLECTOR

Collecte et valorisation en "science ouverte" des données des ressources organiques recyclées dans les sols

Coordinatrice: Gwenaëlle LASHERMES

2018
-
2022

Des efforts considérables ont été fournis au cours des 30 dernières années pour étudier le processus de décomposition des matières organiques dans les sols. Le projet COLLECT-OR vise à capitaliser, organiser et partager dans une démarche de « science ouverte » les données que les scientifiques acceptent de renseigner et partager. Le projet associe les laboratoires FARE, Agroécologie, BioEcoAgro, Eco&Sols, SAS, EcoSys, ISPA, UREP de l’INRAE et du CIRAD (Recyclage et Risque) et la plate-forme de modélisation « Sol Virtuel » VSoil (EMMAH). Ce projet permettra de réaliser la méta-analyse des données, la calibration d’outils numériques ou l’acquisition de références facilement mobilisables et ouvertes à tous.

OLIGOPREBIO

Production et fonctionnalisation de xylo- et manno-oligosaccharides en composés biologiquement actifs : développement d'un procédé enzymatique continu combinant biocatalyse et technologie membranaire

Coordinatrice : Caroline REMOND

2017
-
2021

Les Xylo- (XO) et manno-oligosaccharides (MO) sont des prébiotiques émergents présentant des propriétés physiologiques bénéfiques pour la santé humaine et animale. Les prébiotiques sont des ingrédients alimentaires non digestibles qui favorisent la croissance de microorganismes bénéfiques dans l'intestin. Les XO et MO sont actuellement produits par hydrolyse enzymatique de polysaccharides de xylane et de mannane extraits de différentes biomasses lignocellulosiques.
Le projet repose sur la mise au point d'un réacteur enzymatique à membrane (EMR) dans lequel la conversion enzymatique de la biomasse sera combinée à la séparation membranaire pour (i) adapter la longueur des oligosaccharides afin d'augmenter l'activité prébiotique et (ii) intensifier le processus enzymatique en éliminant les produits inhibiteurs d'enzyme et en réutilisant l'enzyme plus longtemps pour augmenter le rendement et la productivité des produits, ce qui rend le procédé plus économique.

RMT F&E

Réseau Mixte Technologique "Fertilisation & Environnement"

Correspondante FARE: Sylvie RECOUS

2014
-
2019

Le RMT Fertilisation & Environnement porte sur l'élaboration de méthodes et outils pour la gestion des cycles biogéochimiques des éléments minéraux et le raisonnement de la fertilisation en agriculture, permettant de concilier des objectifs de production, de qualité des produits et de protection de l'environnement. Plus précisément, il a pour objectifs : 1) l'élaboration et/ou l'amélioration de trois logiciels de diagnostic et d'aide à la décision (outils AzoFert, RégiFert et Syst'N) ; 2) l'exploration de nouveaux champs d'action ; 3) l'animation, la communication, le transfert et la formation sur ces thèmes.

RIGHTLAB

Ouvrir de nouveaux marchés matériaux pour le chanvre par la maîtrise en situation industrielle (du champ au défibrage) des qualités de chanvre rouis

Correspondant FARE : Bernard KUREK

2016
-
2019

Financement ADEME
L’objectif majeur de RIGHTLAB est de proposer un outil d’aide à la décision, via la détermination d’indicateurs fiables et pertinents, d’un niveau de rouissage des pailles et des fibres de chanvre afin d’ouvrir à ces fibres les marchés techniques et demandeurs d’une qualité irréprochable.