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Produire des carburants

La biocatalyse : un domaine d'expertise d'IFP Energies nouvelles - Questions à Frédéric Monot, chef du département Biotechnologies à IFPEN

Les biocatalyseurs sont des outils de choix pour réaliser des réactions chimiques dans des conditions compatibles avec la préservation de l'environnement. Les compétences d’IFPEN dans le champ des biotechnologies et en génétique microbienne le placent parmi les acteurs de référence dans ce domaine.

Frédéric Monot

Questions à ...

 

Frédéric Monot, chef du département Biotechnologies à IFPEN

À quoi servent les biocatalyseurs ?

Frédéric Monot : Les catalyseurs sont des composés qui accélèrent une réaction chimique. Les réactions biologiques sont catalysées par des enzymes. Si on désire enchaîner plusieurs réactions biologiques, on peut utiliser des cellules entières, notamment des micro-organismes. Le terme biocatalyseur regroupe ainsi enzymes et micro-organismes.

L’intérêt de la bioconversion par rapport à la synthèse organique conventionnelle réside dans l'utilisation de procédés souvent plus sélectifs et moins polluants : conditions douces, utilisation limitée des solvants organiques. Par exemple, dans la filière de production d'éthanol-carburant de 2 e génération à partir de biomasse lignocellulosique, on fait intervenir des biocatalyseurs sous forme d'enzymes, les cellulases, pour transformer la cellulose en glucose, et sous forme de micro-organisme, les levures, pour convertir le glucose en éthanol.

Sur quelles compétences s'appuie-t-on ?

F. M. : L’un des enjeux majeurs des procédés de production d'éthanol de 2 e génération est l'amélioration des performances des biocatalyseurs, aussi bien celles des cellulases que celles des micro-organismes les produisant. Pour ce faire, outre notre savoir-faire en microbiologie, nous faisons appel à des compétences en biologie moléculaire et en génétique pour rendre les biocatalyseurs plus performants en termes d'activité et de stabilité. Entrent également en jeu des techniques de fermentation pour optimiser la culture des micro-organismes dans des conditions industrielles, ainsi que des compétences en génie chimique pour l’extrapolation.

Comment se situe IFPEN dans ce domaine ?

F. M. : Nos premiers travaux sur la mise au point du procédé de production enzymatique et sur la sélection de micro-organismes datent des années 1980, quand IFPEN a commencé à s’intéresser aux biocarburants de 2 e génération. Nous avions à l'époque sélectionné une souche d' un champignon filamenteux Trichoderma reesei hyperproducteur de cellulases.

Aujourd'hui, nous maîtrisons parfaitement les techniques d'amélioration génétique et progressons rapidement dans la compréhension de la physiologie de ce champignon grâce à une approche globale de biologie systémique. Mais au-delà de ces connaissances, la particularité de notre R&D réside dans une démarche intégrant les critères liés au procédé dès les premières étapes de sélection/amélioration. Notre spécificité s'exprime aussi dans une approche pluridisciplinaire associant, dans le cas présent, les compétences d'IFPEN en génie des procédés, en mathématiques appliquées et en modélisation.

Quels sont les principaux projets dans lesquels ces compétences sont utilisées ?

F. M. : Dans le cadre du projet européen Nile, coordonné par IFPEN et qui s’est achevé en 2010, nous avons exploré des voies originales d’ amélioration des cellulases et des levures.
Dans le projet Futurol, dont l’objectif est de mettre sur le marché un procédé industriel d’éthanol cellulosique d’ici à 2016, nous travaillons sur l'étape de conversion de la cellulose en glucose et plus précisément sur l'augmentation de la production d'enzymes par les micro-organismes et l'optimisation de leur mise en œuvre.
Par ailleurs, nous développons des biocatalyseurs destinés à la transformation de la biomasse en intermédiaires chimiques.

Etapes de production d'éthanol-carburant faisant intervenir des biocatalyseurs

>> Télécharger l'image (.pdf - 700 Ko)

Voir aussi
+ La biologie systémique appliquée à la recherche sur les biocarburants de 2e génération

Espace découverte
+ Biocarburants de 2e génération : où en est la recherche ?


 

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