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Sécurité alimentaire et défi démographique (DS05) 2017
Projet I-CHEMALGAE

Profilage chimique de microalgues : une étape nécessaire dans l'exploration de la chemodiversité et le développement des biotechnologies bleues

Le projet i-Chem’Algae (défi sociétal 5 - Sécurité Alimentaire et Défi Démographique Ressources biologiques, exploitation durable des écosystèmes et Bioéconomie”; axe 6 - Bioéconomie: technologies spécifiques et approches système.”) vise à introduire dans les biotechnologies bleues à visée cosmétique une stratégie de développement intégrée mobilisant des outils de métabolomique (outils chimiométriques pour la fusion de données multimodales et multiéchelle) et de génie des procédés (culture en photobioréacteur, procédés de déconstruction/fractionnement). Cette stratégie intègre les concepts de chémotypage/déréplication de microalgues et de résisitance mécanique cellulaire pour le développement d’une approche de type bioraffinerie intensifiée de la ressource microalguale. En effet, même si les microalgues sont essentiellement étudiées pour des aspects de biocarburants, elles représentent une source de biodiversité encore peu exploitée pour des secteurs à haute valeur ajoutée tels que l’industrie cosmétique. Il est d’ailleurs établit que la structuration d’une filière micro-algues passera nécessairement par le recentrage sur des marchés courts et moyens termes à moyenne ou haute valeur ajoutée. Ce projet collaboratif et interdisciplinaire implique 3 équipes académiques associées au CNRS et 1 partenaire industriel spécialisé dans le développement et la production d’ingrédients cosmétiques bio-sourcés. Ce projet met en synergie des concepts de génie des procédés, d’analyse, de chémoinformatique et de physico-chimie et les compétences d’un acteur majeur du développement des biotechnologies bleues en cosmétique (Givaudan) pour des avancées scientifiques et technologiques en tenant compte des contraintes environnementales et industrielles. L’outil de financement PRCE se trouve ainsi justifié. Ce programme de recherche s’organise autour de 4 tâches scientifique et d’1 tâche de coordination, pour une durée de 3 ans. La tâche 1 vise à développer un modèle de reconnaissance de descripteurs chimiques et micro-mécaniques en lien avec la composition chimique et la résistance mécanique cellulaire, deux caractéristiques primordiales lors de toute démarche de bioraffinerie. La principale originalité réside dans la fusion de données multimodales/multi-échelles issues de données spectroscopiques enregistrées sur cellules entières pour la construction du modèle. L’objectif de la tâche 2 réside dans le développement d’une procédure de déconstruction et de fractionnement de la biomasse guidée par les données de la tâche 1. Les aspects de culture en photobioréacteurs seront étudiés pour la production en continu de biomasse. La tâche 3, quant à elle, concerne le profilage chimique des « petites molécules », principalement basé sur les principes de déréplication , la RMN, des outils chimiométriques et le développement et l’utilisation d’une base de données. De plus des outils originaux tels que le couplage LC-RMN et des concepts d’intelligence artificielle seront mobilisés pour accélérer l’élucidation structurale « de novo » de molécules jusqu’alors non identifiées. L’ensemble de la démarche permettra de connecter les résultats de l’évaluation biologique de type transcriptomique avec le profil moléculaire. Enfin, la tâche 4 concerne l’évaluation technico-économique de la stratégie proposée pour le développement d’ingrédients cosmétiques issus de microalgues. Le projet i-Chem’Algae est ainsi un projet de recherche aboutissant à 3 niveaux de livrables, incluant l’acquisition de connaissances via le développement d’une approche originale pour la bioraffinerie des microalgues, des aspects sociétaux en introduisant des concepts originaux pour la valorisation de matières premières alternatives telles que les microalgues, compatibles avec les attentes en termes d’économie circulaire, de procédés durables et de sécurité du consommateur, et enfin des retombées industrielles au travers du développement d’actifs cosmétiques novateurs.

Partenaires

BioSpect - URCA BioSpect - URCA

GEPEA UMR 6144 Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire

 GIVAUDAN France

ICMR - URCA Institut de Chimie Moléculaire de Reims - URCA

Aide de l'ANR 559 911 euros
Début et durée du projet scientifique février 2018 - 48 mois

 

Programme ANR : Sécurité alimentaire et défi démographique (DS05) 2017

Référence projet : ANR-17-CE21-0007

Coordinateur du projet :
Monsieur Jean-Hugues Renault (Institut de Chimie Moléculaire de Reims - URCA)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.