FARE
Biomasse – Lignocellulose – Biotechnologies – Bioraffinerie – Biomatériaux – Cycles biogéochimiques – Environnement
Présentation de la composante
L’unité FARE a une double mission scientifique dans les domaines de l’utilisation des ressources lignocellulosiques et de leur devenir dans les sols.
L’ensemble des travaux de FARE sur les ressources lignocellulosiques s’appuie sur l’acquisition de connaissances fondamentales sur la mise en place et l’organisation des parois végétales secondaires. Le fractionnement et la transformation de cette matière mettent en œuvre des méthodologies enzymatiques, chimiques, et/ou physiques. Les principaux types de produits et d’utilisations visés sont les fibres (matériaux homogènes ou composites), les synthons (oses en C6 et C5) et les fermentations de ces derniers (éthanol carburant).
Du point de vue environnemental les recherches de FARE portent sur les facteurs de décomposition des biomasses lignocellulosiques (résidus et litières végétales) afin d’en prédire la décomposition dans les sols et les conséquences sur les cycles biogéochimiques (notamment ceux du carbone et l’azote)
Axes de recherche
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Propriétés des biomasses végétales et des produits biosourcés
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Efficacité des processus et des procédés de transformation
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Modélisation des transformations
Microscopie & Physiochimie
L’analyse chimique et biochimique des fractions, résidus et polymères de paroi végétale est réalisée par chromatographies, spectroscopies (UV, IR, fluorescence, ellipsométrie, SPR), diffusion de la lumière ou sorption d’eau (DVS). Ces techniques permettent de caractériser les propriétés physico-chimiques des assemblages natifs (fibre, tissu) ou bioinspirés (film, gel). Les techniques de microscopies (confocale de fluorescence avec les techniques de FRAP, FRET, FLIM) permettent l’étude de diffusion, d’interaction et d’accessibilité au sein des échantillons végétaux)
Biogéochimie
Biogéochimie : moyens techniques permettant de i) suivre les dynamiques de l’azote, du carbone et les dynamiques microbiennes du sol, ii) quantifier et caractériser fonctionnellement les communautés microbiennes, iii) caractériser les propriétés hydriques du sol et iv) mesurer les émissions de gaz à effet de serre tels que le CO2 et le N2O lors de la décomposition des litières végétales dans les sols ou à la surface des sols (paillis).
Biotechnologies
Microbiologie-fermentation : Cultures de microorganismes aérobie et anaérobie ; conduite de fermentation en milieu liquide et solide ; bioproduction d'enzymes et de métabolites secondaires microbiens ; Biologie moléculaire : clonage, expression hétérologue des bactéries et levures, mutagénèse dirigée, analyse génomiques, transcriptomiques, protéomiques et bioinformatiques ; Biocatalyse : production et purification, réactions biocatalystiques, fractionnement enzymatique de la biomasse végétales en sucre, synthèse enzymatique, bioélectrocatalyse...
Matériaux composites
Les outils et techniques mis en œuvre permettent la conception, la formulation et la caractérisation de matériaux composites biosourcés, à partir des différents constituants des plantes (polymères et fibres végétales). La formulation utilise les outils d’extrusion (monovis et bivis), un mélangeur interne (batch), une mini-presse à injecter et une presse à plateaux. La caractérisation est menées avec des approches complémentaires : rhéologie, analyse thermique et thermomécanique (ATG, DMA), calorimétrie différentielle à balayage (DSC), propriétés mécaniques par traction et microtraction en environnement contrôlé, analyse morphologique, profilomètre