THESE Modélisation et optimisation de la production de

Candidat: JOURDIER Etienne
Laboratoire de thèse: Département de Biotechnologies R072, IFP Energies Nouvelles, 1-4
avenue de Bois Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex
Directeur de thèse: LARROCHE Christian
Date de soutenance: 19 septembre 2012
Composition du jury:
Mme Carole Molina-Jouve, INSA Toulouse Rapporteur
M. Jean-Marc Engasser, ENSAIA - INP Lorraine, Nancy Rapporteur
M. Christian Larroche, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand Examinateur
M. Sévastianos Roussos, Université Paul Cézanne, Marseille Examinateur
M. Anthony Brésin, ARD, Pomacle-Bazancourt Examinateur
M. Fadhel Ben Chaabane, IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison Examinateur
Titre:
Modélisation et optimisation de la production de cellulases par Trichoderma reesei pour
les bioraffineries lignocellulosiques
Résumé:
Dans le contexte énergétique et climatique mondial, le coût élevé des enzymes cellulolytiques
(cellulases) freine le développement des bioraffineries lignocellulosiques, pour produire des
biocarburants et composés chimiques à partir d'une matière première végétale renouvelable.
L'objectif de ce travail est de caractériser et de modéliser le métabolisme du micro-organisme
Trichoderma reesei, afin d'optimiser le protocole industriel de production de cellulases. Cette
étude a été réalisée sur des milieux modèles représentatifs de ceux attendus à l'échelle
industrielle. Tout d'abord, la stoechiométrie des réactions de croissance et de production a été
établie, puis une étude cinétique a été menée pour mesurer précisément le comportement du
micro-organisme à forte induction de la production de cellulases. Le modèle résultant a été
utilisé pour optimiser le protocole industriel de production. Ensuite, l'intégration de cette
étape dans une bioraffinerie lignocellulosique a été étudiée, avec l'effet sur le métabolisme i)
des mélanges de sucres disponibles, ii) des composés inhibiteurs issus de la dégradation de la
lignocellulose, et iii) du changement d'échelle. Ces travaux ont fait progresser de façon
substantielle les connaissances du métabolisme de T. reesei en ce qui concerne la production
de cellulases, et les modèles développés sont des outils d'aide rationnelle à la définition d'un
procédé de production de cellulases intégré dans une bioraffinerie lignocellulosique.