Dans un contexte de transition écologique, les secteurs industriels sont confrontés au défi d’explorer de nouvelles méthodes de transformation pour valoriser les ressources renouvelables, en utilisant moins d’intrants (énergie, eau ou matières premières) et en générant moins de déchets.
Parmi les voies possibles de transition de la chimie pétrosourcée à la biosourcée, la fermentation s’avère particulièrement prometteuse pour répondre aux besoins en produits chimiques de commodité (marché de masse, faible coût) et de produits chimiques de spécialité (marché de niche à plus grande valeur ajoutée).
Les microorganismes (bactéries, levures et champignons) sont les outils biotechnologiques de la fermentation ; ils transforment les matières premières en produits d’intérêt. Penicillium est un champignon filamenteux surtout connu comme étant le producteur du premier antibiotique, la pénicilline. La production d’insuline par des souches bactériennes d’Escherichia coli est un autre exemple notable. Pour maîtriser le procédé de fermentation, il faut sélectionner les microorganismes qui mettent en œuvre des voies métaboliques sélectives afin de produire les molécules d’intérêt et de minimiser les autres molécules co-produites.
Il convient également d’optimiser la croissance des microorganismes et la production des molécules désirées dans le bioréacteur, cuve dans laquelle tout se passe, en ajustant notamment la composition, la température et la teneur en oxygène dissous du milieu de fermentation. Cependant, il arrive que la molécule d’intérêt ou une autre molécule produite en même temps soit toxique pour le microorganisme qui la produit. Ainsi l’accumulation d’éthanol dans le bioréacteur peut inhiber le métabolisme de la levure qui le produit. Cette toxicité diminue les performances de la fermentation. Une manière de pallier cette toxicité est d’extraire la molécule toxique du…
Auteur: Marwen Moussa, Maître de Conférences en Génie des Procédés, HDR, AgroParisTech – Université Paris-Saclay
