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Ingénierie des Biopolymères pour la Structuration des Matrices et des Matériaux

Joint Federation "Biopolymer Engineering for Matrices and Material Structuration"

Structure Fédérative de Recherche N° 4202

Objectifs

Des objectifs opérationnels à court terme

Le projet s’intéresse à court terme à l’amélioration de la qualité nutritionnelle et sensorielle des aliments et au développement des utilisations non alimentaires des biopolymères (chimie verte, matériaux), y compris la bioraffinerie.

Maîtriser la qualité des aliments en intégrant des critères sensoriels et des recommandations nutritionnelles à la fois par une amélioration des matières premières et par la maîtrise des procédés et l’innovation technologique dans la conception des aliments

Dans cette recherche on prendra en compte la notion de transition alimentaire d’une part, impliquant l’évolution de nos modes d’alimentation, l’explosion de maladies de société dans les pays occidentaux (obésité, maladies cardiovasculaires…) et la notion de durabilité de l’alimentation en lien avec le coût de l’aliment, le bilan énergétique des procédés, la sécurité des aliments et le cycle de vie des produits alimentaires. Les compétences du GEPEA permettront de s’intéresser aux procédés athermiques, à la réduction de l’énergie dans les procédés, à l’étude de bilan carbone et à l’amélioration de la performance (carbone, énergie) d’une chaine de procédés.

Développer les usages non-alimentaires des ressources agricoles (matériaux, chimie verte) en intégrant les objectifs de bioraffinerie

Ces recherches visent à exploiter les ressources agricoles comme source de biopolymères pour la préparation de matériaux, de synthons et de nano-objets. Ces travaux intègrent l’étude des mécanismes de désintégration et de fractionnement des matières premières. La fédération BIA-GEPEA pourrait permettre d’élargir cette notion de bioraffinerie, développée par BIA, aux ressources microalgales, développées par le GEPEA.

Des objectifs à moyen et long terme

A moyen et long terme, la fédération va développer ses recherches sur les procédés plus naturels de conception et de conservation, la modélisation de la déconstruction des matières premières et, à travers l’étude des biomolécules et de la biosynthèse des biopolymères, le contrôle de la culture et des qualités des microalgues et leurs utilisations finales.

Biosynthèse du végétal

Ces compétences sont effectives à BIA mais le développement des collaborations nécessite des adaptations avant d’être opérationnel. Il s’agit en particulier de transférer les modèles développés pour les plantes supérieures à des systèmes unicellulaires tels que les algues et avec des objectifs de production de molécules spécifiques (application biocarburants, autres …). BIA s’intéresse à la maîtrise de la qualité des productions issues des plantes de grande culture dans le contexte d’une agriculture durable. L’influence de conditions de production faible intrants, les changements climatiques sont susceptibles d’influer fortement la biosynthèse des biopolymères et par voie de conséquence la qualité des produits agricoles et leur aptitude à la transformation et in fine leur valeur marchande. On pense également dans le cadre de la fédération à la biosynthèse en vue de la production de biocarburants; BIA dispose des compétences qui permettront au GEPEA de compléter ses modèles afin d’améliorer le développement de ses réacteurs.

Génie réactionnel lors de la déstructuration des matrices biologiques

La déstructuration des matrices que ce soit dans le cadre de la digestion des aliments ou de la dégradation de la biomasse à des fins variées (biocarburant, synthèse de molécules d’intérêt …) met en œuvre différentes problématiques pouvant toucher à la mécanique des fluides, aux phénomènes de diffusion de masse, au transfert de chaleur, aux réactions enzymatiques, … La dynamique des matrices lors de la déstructuration nécessite également de prendre en compte la structure de la matrice (perméabilité, porosité …) et le couplage avec les différents modes réactionnels concernés. Potentiellement, les compétences de GEPEA sur ces thèmes scientifiques existent mais ne sont pas mobilisés vers la problématique agroalimentaires à l’instant présent. Cet objectif apparait donc comme un objectif à plus long terme qui sera fonction de l’implication des forces existantes dans GEPEA en concertation avec BIA.

 


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