NewEco-Routes — Comment concevoir de nouvelles voies de biotransformations eco-conçues ?

Pour être durables, les itinéraires en bioéconomie doivent intégrer simultanément les enjeux environnementaux, sociétaux et économiques. Les procédés biotechnologiques peuvent s’avérer prometteurs pour produire des molécules de différentes valeurs ajoutées à partir de ressources et sous-produits variés. Des combinaisons pertinentes et efficaces d'opérations unitaires doivent être choisies pour transformer les ressources disponibles en produits chimiques en intégrant précocement des évaluations économiques et environnementales. Ce projet propose le développement d'une méthodologie d'optimisation d'un bioprocédé qui considère à la fois la performance de production (productivité, rendement, titre), de l'extraction (rendement, sélectivité, pureté) et l’impact environnemental. En combinant des modèles de génie (bio) chimique et d’évaluation environnementale, l'ambition est de proposer des voies d’optimisation pour des configurations de chaînes de bioproduction durables, en intégrant l’évaluation d’une approche émergente de bioconversion extractive (couplage des opérations de bioproduction et d’extraction). À titre de preuve de concept, la méthodologie proposée est basée sur l'évaluation environnementale d'un processus de transformation microbienne de bioressources en composés organiques volatils (COV), qui nécessite des opérations de séparation en ligne pour gérer l'inhibition des produits vers les micro-organismes producteurs. Ainsi, les substrats (provenant de différentes origines biosourcées) seront convertis par voie microbienne en produits chimiques d'intérêt (ici COV tels que 2-phényléthanol, acétaldéhyde, acétate d'éthyle ...) qui peuvent être utilisés dans différentes applications industrielles, en particulier comme agents naturels d’aromatisation. Le projet est divisé en 5 workpackages : 4 workpackages scientifiques et 1 workpackage pour l’organisation et la gestion du projet. Les 4 WP scientifiques sont pensés de manière itérative afin de développer la méthodologie proposée. Le WP1 concerne la définition d’une méthodologie initiale pour de nouvelles éco-biotransformations. Sur la base des données de la littérature, les partenaires définiront la méthodologie à suivre pour l'évaluation environnementale liée à la biotransformation choisie. Le WP2 est consacré à l'acquisition de données sur les opérations unitaires de réaction microbienne et de séparation. Ces données expérimentales permettront de développer des modèles mathématiques pertinents qui seront intégrés dans le WP3. En effet, le WP3 s’intéresse à l'intégration de modèles d’opérations unitaires (existants ou développés dans le projet) dans un simulateur de procédés et son couplage à un outil d'analyse du cycle de vie. Après ces 3 étapes, le WP4 réalisera les calculs d'impacts environnementaux notamment en considérant l'influence des conditions de fonctionnement afin de s'orienter vers un outil d'aide à la décision. Une dernière itération est prévue à la fin du projet pour remettre en question et / ou consolider le choix méthodologique effectué lors du WP1, et des améliorations méthodologiques pourraient être proposées. Ce projet vise donc à proposer une méthodologie d'éco-conception de procédés biotechnologiques émergents à un stade précoce. L'ambition est de rendre l'analyse du cycle de vie plus prédictive pour proposer des bioproductions éco-conçues et que les outils développés puissent permettre une extrapolation à l'échelle au niveau industriel.