BIOréacTeur à MEmbrane MIcrostructurée pour des bioproduCtions Intensifiées – MIMEBIOTIC

Les processus biotechnologiques constituent une alternative rentable et économiquement viable pour un large éventail de productions industrielles, à condition de maximiser la productivité, le rendement et le titre final. L'une des stratégies d'intensification de la bioproduction consiste à obtenir des concentrations très élevées de biomasse microbienne. Cependant, les procédés à haute densité cellulaire soulèvent des questions concernant l'activité microbienne en milieu dense, avec de risques de limitations du transfert de masse. Dans ce projet, de fortes concentrations de micro-organismes seront obtenues de manière contrôlée en les immobilisant dans une structure poreuse de type hydrogel imitant les biofilms naturels mais avec des propriétés contrôlées. De plus, l'hydrogel sera supporté sur membranes fibres creuses afin d'assurer la séparation du produit et de faciliter la mise à l'échelle. Le projet vise à proposer une stratégie innovante et durable pour intensifier les bioprocédés en développant un bioréacteur basé sur un hydrogel supporté sur membrane (HSM) pour immobiliser et densifier les microorganismes d'intérêt. Les objectifs sont i) de proposer une microstructure HSM pour immobiliser les microorganismes, ii) de quantifier les limitations en termes de transfert de masse (nutriments, gaz dissous) par rapport aux exigences de la réaction, iii) d'optimiser les conditions opératoires et la configuration du bioréacteur HSM pour assurer la densification de la biomasse catalytique, et enfin iv) de concevoir un bioréacteur à membrane innovant et performant à des fins d'industrialisation. Ce projet combine des approches microbiennes et de génie des procédés pour comprendre et quantifier (i) l'impact des propriétés du bioréacteur HSM sur l'activité biologique, (ii) les phénomènes de résistance au transfert et transport et la réactivité dans les milieux biologiques hyperdenses, (iii) les performances du bioréacteur HSM pour une bioproduction ciblée.