!!!!"#$%&'(%)*++%,$-.%!"#$%&!'(!)*+,-./.-0!'(!1(,2(1,2(! 34556!7!45859!! $+:;1+-;.1(!'(!<0=.(!>2.?.@A(!(-!".;,2.?.@A(!
Sommaire 1 - Résumé en Français 3 2 - Résumé en Anglais 4 3 - Contexte, historique, missions 5 4 - Stratégie scientifique 6 4.1. Approche et méthodologie générales 6 4.2 Orientations scientifiques 7 5 - Composition et organisation du Laboratoire 8 5.1. Organigramme général et organisation fonctionnelle 8 5.2. Equipements techniques 9 5.3. Analyse du budget et des crédits 9 5.4. Démarche qualité et sécurité 11 6 - Principaux résultats marquants 12 6.1. Génie des bioréacteurs 12 6.2. Procédés d obtention de biomolécules 14 6.3. Génie des procédés alimentaires 16 6.4. Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels 18 7 - Production, impact et diffusion des connaissances 20 7.1. Analyse quantitative et qualitative de la production scientifique 20 7.2. Placement des doctorants 22 7.3. Principales collaborations et réponses aux appels d offre 22 7.4. Visibilité régionale, nationale et internationale 22 7.5. Valorisation et création d entreprises 23 8 - Interactions enseignement et recherche 23 9 Autoévaluation 24 9.1. Prise en compte des recommandations lors de la précédente évaluation 24 9.2. Analyse du fonctionnement actuel du Laboratoire 25 10 Liste des publications et productions 26 Bilan 2006-2010 2
1. Résumé en français Le Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique (LGCB EA 3866) a été créé en 1978. Sa mission principale est de fédérer les forces de recherche en génie des procédés sur la place clermontoise à l Université Blaise Pascal et dans les formations d ingénieurs Polytech Clermont-Ferrand et ENSCCF. Il rassemble au sein d une même communauté des biologistes, des physico-chimistes et des ingénieurs en génie chimique et en génie biologique. L approche systémique qu il développe depuis sa création lui permet d avoir une bonne visibilité nationale et internationale dans le domaine du génie des bioprocédés et du génie des procédés alimentaires. Les activités scientifiques du Laboratoire sont structurées autour de deux secteurs principaux : Caractérisation des étapes limitantes biologiques dans les procédés d utilisation des micro-organismes. Caractérisation et maîtrise des cinétiques physiques dans les bioprocédés et les procédés alimentaires. Ceci couvre des secteurs d'application variés liés à l environnement, à l énergie et aux industries alimentaires. Le Laboratoire classe ses activités de recherche en quatre sous-parties. Génie des bioréacteurs : ces travaux concernent le génie des photoréacteurs, les cultures de micro-algues, les cultures de micro-organismes en anaérobiose et la bioproduction d hydrogène ; le thème bioénergie connaît une croissance importante ces dernières années avec la participation à plusieurs programmes ANR. Procédés d obtention de biomolécules : ces travaux portent sur la production d oligosaccharides, les bioconversions et l étude des procédés de bioremédiation ; ils ont conduit à une forte valorisation en termes de publications et de création d entreprises. Génie des procédés alimentaires : ceci comprend l étude de procédés de foisonnement et d émulsification ainsi que des travaux amont sur la modélisation des propriétés d équilibre dans les solutions biologiques et alimentaires. Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels : ces travaux concernent l étude du système MELiSSA de support vie pour l exploration spatiale et du système BIOS 3 ; ils s inscrivent dans le cadre d une collaboration Européenne et internationale très active avec l ESA sur les systèmes clos biorégénératifs. Les quelques chiffres clés permettant d appréhender les forces du LGCB sont : Effectifs (30 juin 2010) : 17 enseignants chercheurs ; 3,2 techniciens et administratifs ; 22 thèses soutenues ou en cours ; 8 HDR soutenues ; 12 post doc ; 4 entreprises en émergence. Budget : Le budget annuel moyen d équipement et de fonctionnement de la recherche est de 560 k! dont 90% proviennent de ressources propres (contrats Européens, ANR, FUI, privés). Consolidé des salaires des permanents, il s élève à environ 1,4 M!. Rayonnement scientifique de 2006 à 2010 : Plus de 150 publications et travaux de rang A : 108 ACL, 27 ACTI, 35 INV, 15 OS, 12 DO, Valorisation : 5 brevets et 4 entreprises en création hébergées 8 contrats européens en cours (pour un montant de 2006 à 2009 de 980 k! HT) ; 8 programmes ANR terminés ou en cours (pour un montant de 2006 à 2009 de 340 k! TTC) ; 20 contrats industriels et FUI en cours (pour un montant total 2006 à 2009 de 325 k! HT) ; 5 conventions d échanges et 12 collaborations régulières à l international. Bilan 2006-2010 3
2. Résumé en Anglais The «Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique» (LGCB: Biochemical Engineering Laboratory) was created in 1978. Its main mission is to gather the research forces in chemical engineering in the Clermont-Ferrand area at the Blaise Pascal University and in the engineering schools Polytech Clermont-Ferrand and the school of chemistry: ENSCCF. LGCB brings together biologists, physico-chemists and chemical engineers. This broad range of skills allows us to address a systemic approach of microbial processes for the development of biotechnological applications. The reputation of the laboratory both at national and international levels is well established. The laboratory has a history for efficiently transferring fundamental knowledge towards topics with very a high potential for applications with an involvement up to the industrial level. Research activities are classified in two interacting frame topics: Characterisation of biological rate limiting steps in microbial processes. Characterisation and control of physical rate limiting steps in bioprocesses and food processes. This covers a wide range of applications, including environmental processes, bioenergy and food industries. There are four basic underlying application areas. Bioreactors engineering: this includes photobioreactors engineering, micro-algae cultures, anaerobic fermentative processes and biohydrogen production; these subjects are linked to bioenergy production and they are presently in rapid extension, being supported by several research programmes with ANR. Biomolecules production processes: this concerns oligosaccharides production processes, bioconversions and the improvement of bioremediation processes; 3 spin-off enterprises and a high rate publication activity confirm the scientific relevance of this applications area. Food engineering processes: this is related to the study of foaming and emulsifying processes and the development of thermodynamic models of equilibrium properties of biological and food solutions in a bioprocesses simulation perspective. Modelling and development of artificial closed loop ecosystems: this concerns MELiSSA life support system studied by ESA and BIOS3 developed by Russian agency; this area involves an active international collaborative programme with European partners aimed at understanding and improving closed bioregenerative recycling systems. Here are some key figures allowing to appraise the activities of LGCB: Staff (June 30th, 2010): 17 assistant professors and professors; 3,2 technicians and administrative staff; 22 PhD defence and current PhD students; 8 HDR ; 12 post doc ; 4 spin-off SMEs. Funds: The annual budget for equipment and operation amounts 560 k!. 90 % of funding comes from external grants and contracts (European, ANR, FUI, private contracts). The budget gets close to 1.4 M! when the salaries of the permanent staff are included. Scientific relevance (2006 to 2010): More than 150 peer-reviewed documents: 108 ACL, 27 ACTI, 35 INV, 15 OS, 12 DO, 5 patents. 8 current European contracts (2006 to 2009: 980 k! HT); 8 current research programmes with public institutions (ANR) (2006 to 2009: 340 k! TTC); 20 current industrial contracts (2006 to 2009: 325 k! HT); 5 international agreements and 12 international collaborative research partnerships. Bilan 2006-2010 4
3. Contexte, historique, missions Le Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique (LGCB EA 3866) est un laboratoire de l Université Blaise Pascal (UBP). La recherche et la formation en Génie des Procédés à l UBP et dans les formations d ingénieurs rattachées sont assurées par les enseignants chercheurs du Laboratoire. Le Laboratoire, créé en 1978, est «Laboratoire d appui» de l ENSCCF et de Polytech Clermont-Ferrand. Il est recommandé par la Direction de la recherche du MESR depuis 1984. Il est rattaché à l axe Sciences pour l Ingénieur de l UBP. Il est Laboratoire d accueil pour l Ecole Doctorale Sciences de la Vie, de la Santé Agronomie, Environnement et pour l Ecole Doctorale Sciences Pour l Ingénieur. Ses activités relèvent principalement du sous-domaine Sciences pour l Ingénieur de l AERES (ScD5 SPI) et en second lieu du sous-domaine Sciences et Technologies du Vivant, Biotechnologie (SdV2 LS9). Le Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique réunit des enseignants chercheurs de génie des procédés en majorité (62 ème section), des enseignants chercheurs de biochimie et biologie moléculaire (64 ème section), de microbiologie industrielle (65 ème section) et de physico-chimie (31 ème section). La plupart de ses activités se situe dans le domaine général du génie des procédés biologiques et alimentaires. Avec une approche et une méthodologie de génie chimique, le Laboratoire est reconnu nationalement et internationalement pour ses travaux en génie des bioréacteurs, sur les procédés d obtention de biomolécules, en génie alimentaire et sur l étude des écosystèmes clos artificiels. Ses méthodes de travail et les applications visées le placent clairement dans le domaine des Sciences de l Ingénierie et des Systèmes. La diversité des origines disciplinaires des membres du Laboratoire et leurs compétences complémentaires permettent d avoir une approche transversale de la recherche, en croisant et en associant des éclairages différents. Cette multidisciplinarité couvre des compétences en génie chimique, en biochimie appliquée, en microbiologie et en physico-chimie. C est une force indéniable pour développer de nouvelles connaissances et des innovations dans le secteur d activités du Laboratoire. Avec des visions qui s enrichissent donc mutuellement et se complémentent, le Laboratoire conforte son attachement fort à l approche systémique, au recours à la modélisation et à la préoccupation de déboucher sur des applications. Le Laboratoire s est fixé pour mission de travailler sur les bioprocédés et les procédés alimentaires. Ceci couvre des secteurs d'application variés liés à l environnement (traitement d'effluents, dépollution, écosystèmes artificiels, valorisation de déchets, biodégradabilité), à l énergie et à la chimie (biocarburants, hydrogène, biopolymères, biomatériaux) et aux industries alimentaires (industries de la viande et des produits carnés, produits laitiers et céréaliers). Il s agit donc de sujets très divers, comportant un fort potentiel applicatif, souvent en lien direct avec des débouchés industriels. On peut classer les activités du Laboratoire entre des travaux de recherche amont et des sujets d application. On peut également présenter ses travaux suivant une hiérarchie qui suit le niveau de l échelle d étude, c est-à-dire de l échelle moléculaire au procédé. Le faux débat entre science fondamentale et science appliquée a cependant toujours été écarté des préoccupations des enseignants chercheurs du Laboratoire et de l affichage de leurs activités. L approche analytique des problèmes est toujours recherchée ; l étude des mécanismes est systématiquement associée à l intégration de la connaissance des phénomènes élémentaires à l échelle du procédé. Seule cette approche d abord analytique et ensuite intégrative permet d envisager de traiter de façon homogène et avec les mêmes outils théoriques et expérimentaux des sujets très différents appartenant au large spectre d applications défini plus haut. Les activités scientifiques du Laboratoire sont structurées autour de deux secteurs principaux (Figure ci-dessous) : Caractérisation des étapes limitantes biologiques dans les procédés d utilisation des micro-organismes. Caractérisation et maîtrise des cinétiques physiques dans les bioprocédés et les procédés alimentaires. En génie des bioprocédés, l approche du génie chimique associée à l expertise nécessaire pour travailler avec des organismes vivants conduit à l étude des couplages entre comportement microbien et processus physiques. Elle prend en compte une approche multi-échelle, qui relie les caractérisations et la compréhension de mécanismes intracellulaires et la modélisation des processus physiques limitants, à la conception de bioréacteurs et à leur utilisation dans des bioprocédés. En génie des procédés alimentaires, une démarche semblable à la précédente consiste à comprendre et formaliser les relations entre formulation procédé produit alimentaire. Elle s appuie sur une compréhension fine des produits et solutions alimentaires et elle a pour objectif de développer des outils d analyse et de modélisation pour les procédés de transformation ou de conservation des produits alimentaires. Bilan 2006-2010 5
Vision synthétique des thèmes principaux abordés par le Laboratoire 4. Stratégie scientifique 4.1. Approche et méthodologie générales Avec l objectif d étudier, d analyser, de comprendre et de développer des bioprocédés et des procédés alimentaires, nos activités de recherche reposent, d une part, sur l acquisition de connaissances fondamentales sur la physique et la biologie des phénomènes qui contrôlent les processus et, d autre part, sur l intégration des descriptions précédentes aux échelles macroscopiques. Depuis sa création, le Laboratoire a fait le choix de travailler sur ces deux versants épistémologiques : analyse des processus élémentaires d une part, et intégration dans la complexité d un système d autre part. La première phase de la démarche s apparente à un positionnement réductionniste : réduire la nature complexe des phénomènes à une somme de lois et de principes fondamentaux, en l espèce comprendre les processus limitants, les modéliser et les maîtriser. La deuxième phase suit une démarche holistique : construire des unités structurales de complexité importante formant une totalité, c est-à-dire assembler et décrire les interactions entre les phénomènes élémentaires de façon à considérer l ensemble plutôt que les parties. Ces deux points de vue, réductionniste et holiste, sont souvent opposés l un à l autre. Les membres du Laboratoire ont toujours refusé cette opposition et prôné un positionnement inverse. En cela, ils privilégient une «approche systémique», en recherchant une synthèse entre le holisme et son opposé. C est la nature même des objets et procédés qui sont étudiés qui l impose : les systèmes biologiques, les bioprocédés et les procédés alimentaires sont par essence des «systèmes complexes». Lorsqu on souhaite acquérir de nouveaux savoir-faire méthodologiques et technologiques, ces systèmes complexes doivent être appréhendés sous des angles multiples et complémentaires en analysant puis en associant les différents phénomènes mis en jeu. C est ce principe simple qui guide l approche générale du Laboratoire. L approche systémique pratiquée au Laboratoire consiste donc à étudier les lois et les principes fondamentaux impliqués dans les bioprocédés et les procédés alimentaires, à les articuler entre eux et à analyser leurs Bilan 2006-2010 6
interactions. L étude des interactions entre les phénomènes élémentaires recouvre «l analyse et la caractérisation des couplages». Ce terme «analyse des couplages» est utilisé depuis longtemps pour caractériser les activités du Laboratoire. L analyse d un système dans son ensemble et sa complexité est par conséquent construite progressivement. Ceci nécessite que soient associées dans la même démarche scientifique, d une part, la volonté de remonter finement dans la compréhension des phénomènes élémentaires et, d autre part, la préoccupation d intégrer ces caractérisations élémentaires à l échelle d un processus ou d un procédé pour déboucher sur les applications. Cette perspective générale porte le nom de «modélisation», terme qui prend au Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique un sens particulier très fort puisqu il contient implicitement l analyse mécanistique et la compréhension des phénomènes élémentaires et aussi leur intégration à l échelle du système, c est-à-dire du procédé. On parle alors de «modèles de connaissance», de «paramètres réifiés», de «modèles robustes» ou encore de «modélisation prédictive». L approche scientifique du Laboratoire est donc autant analytique qu intégrative. Elle est nécessairement multi-physiques et multi-échelles. Elle est forcément multidisciplinaire associant l analyse des étapes limitantes physiques et l analyse des étapes limitantes biologiques ainsi que l étude de leurs couplages. Avec des enseignants chercheurs d origines scientifiques différentes, le Laboratoire est en mesure de traiter cette question difficile de l interdisciplinarité et de la complémentarité scientifique. Cette transversalité est donc revendiquée fortement même si la taille du Laboratoire est relativement modeste. Ceci conduit à développer des études poussées sur la description, la compréhension et la modélisation de certains phénomènes limitants, en allant chercher dans différentes disciplines les outils expérimentaux et théoriques indispensables afin de les maîtriser et de les adapter aux cas d espèce. Quel que soit l investissement scientifique à mobiliser dans ces différents champs disciplinaires, l objectif et le centre des activités du Laboratoire sont toujours restés positionnés sur des applications en génie des procédés. 4.2. Orientations scientifiques Les activités du Laboratoire se situent donc au carrefour de plusieurs champs disciplinaires, utilisant les connaissances et techniques fondamentales issues de disciplines disjointes : biochimie appliquée, microbiologie, thermodynamique appliquée, physique appliquée. L utilisation des méthodes et de concepts du génie chimique permet un réel travail «d assemblage» de disciplines, de théories et de techniques différentes pour traiter, avec des objectifs communs et des langages mutualisés, l ensemble des étapes d un procédé, qu il soit biologique, alimentaire ou autre. Le Laboratoire fait état de résultats importants et reconnus dans quatre secteurs d application : Génie des bioréacteurs : génie des photoréacteurs ; cultures de micro-algues ; cultures de microorganismes anaérobies ; culture pure en anaérobiose ; bioproduction d hydrogène. Procédés d obtention de biomolécules : production d oligosaccharides à activités biologiques ; bioconversions ; fermentations sur substrats solides ; bioremédiation. Génie des procédés alimentaires : procédés de foisonnement et d émulsification ; diffusion de solutés dans les produits alimentaires ; propriétés rhéologiques et interfaciales dans les mousses et les émulsions alimentaires ; propriétés d équilibre dans les solutions biologiques et alimentaires ; thermodynamique appliquée. Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels : système MELiSSA de support vie pour l exploration spatiale ; système BIOS 3 ; digestion anaérobie de fibres végétales ; écosystèmes clos biorégénératifs. Ce qui a fait la pérennité de ces sujets à contenu applicatif est que le Laboratoire a su mettre les forces et trouver les appuis extérieurs nécessaires pour développer en amont les analyses scientifiques qui fournissent les outils théoriques et une compréhension fine de ces différents procédés. Les thèmes scientifiques suivants sont concernés : (i) (ii) Analyse du transfert radiatif dans des milieux denses et modélisation ; prédiction des propriétés radiatives de particules ; applications aux propriétés radiatives de micro-organismes Thermodynamique appliquée ; modèles de solutions biologiques et alimentaires ; calcul et prédiction des activités des solutés et des propriétés de formation des composés. (iii) Caractérisation des interfaces gaz - liquide, solide - solide et solide - liquide ; rhéologie des solutions ; mesure de tension interfaciale dans des solutions complexes ; applications aux solutions contenant des protéines. (iv) Analyse de réseaux métaboliques ; analyse topologique et calcul de flux métaboliques ; bases de données métaboliques ; analyse énergétique des conversions d énergie sur un réseau métabolique. Ces travaux appartiennent à des disciplines scientifiques souvent disjointes : physique appliquée, thermodynamique appliquée, physico-chimie, bioénergétique, biochimie appliquée, chimie analytique. Le Laboratoire puise dans ces disciplines de base les compétences dont il a besoin pour faire progresser les secteurs Bilan 2006-2010 7
d application qui le concernent. Cette approche multi-physique et multi-échelles est schématisée sur la figure suivante. Approche multi-physique et multi-échelles : de l échelle moléculaire au procédé 5. Composition et organisation du laboratoire 5.1. Organigramme général et organisation fonctionnelle Le Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique est organisé en une seule entité. Au niveau central, le directeur est assisté d une secrétaire qui a en charge la logistique administrative et financière et d un ingénieur d études qui a en charge l organisation technique. Chaque sujet de recherche est placé sous la responsabilité d un enseignant chercheur membre permanent du Laboratoire. Celui-ci compose une équipe projet regroupant d autres membres permanents du Laboratoire et les chercheurs contractuels rattachés au sujet (doctorants, post-doc, chercheurs sous contrat). La composition de l équipe projet est déterminée en fonction de l orientation des travaux. Cette organisation permet de répartir les responsabilités des programmes de recherche entre les membres du Laboratoire, de nourrir des collaborations internes riches et de converger vers des langages et des approches communes. Les enseignants chercheurs du Laboratoire participent aux activités de la plate-forme Polytech (Bio up et Gen- Mat) qui prend en charge les activités de transfert, les prestations de service et héberge les activités de R & D de cinq entreprises hébergées, quatre étant en création ou en émergence en tant que spin-off du Laboratoire : Biobasic Environnement, CEREN, Avuteq, NéoBioSys, Métallurgie Innovation. Bilan 2006-2010 8
Organigramme du Laboratoire de Génie Chimique et Biochimique au 1/07/2010 5.2. Equipements techniques Le Laboratoire est installé sur un site unique en cohérence avec les activités d enseignement et de transfert de technologie. Il dispose des moyens expérimentaux nécessaires pour mener à bien son activité de recherche. Il s agit notamment de : Bioréacteurs de 100 ml à 10 L instrumentés pour des cultures de micro-organismes aérobies, anaérobies et photosynthétiques ; Chaînes d analyses de gaz en ligne (O 2, CO 2, H 2 ) ; Chaînes d analyse chromatographiques (GC, GC-MS, HPLC, FPLC, HPAEC, Chromatographie ionique) ; Pilote de foisonnement ; lyophilisateur ; ultrafiltration tangentielle ; pasteurisateur pilote ; homogénéisateur haute pression ; Unité pilote instrumentée de déshydratation ; Rhéomètres ; Tensiomètre ; Microscopes AFM Pour des analyses plus poussées, le Laboratoire fait appel aux moyens techniques du site clermontois, au Centre Régional de Mesures Physiques (CRMP) qui héberge notamment la plate-forme «Metabolic Profiler» d analyse et de caractérisation du métabolisme cellulaire. 5.3. Analyse du budget et des crédits Le budget non consolidé (hors salaires des enseignants chercheurs permanents) du Laboratoire de 2006 à 2010 est présenté par grandes lignes dans le tableau ci-dessous. Bilan 2006-2010 9
2006 2007 2008 2009 2010 en cours MESR UBP (TTC) Organismes : CNES (TTC) CPER Innovapôle et T3A (TTC) Programmes internationaux (ESA essentiellement) (HT) ANR (TTC) Contrats privés + FUI (HT) Total (ramené TTC) 28,3 28,3 28,3 25,9 32,9 20,7 20,7 20,7 51,7 80,7 56 251,1 236 236 254,3 231,5 22,8 22,8 158,9 136,2 254,9 43,5 60,3 108,5 113,7 74,5 403,4 457,8 700,7 678,9 674,5 Budget non consolidé du Laboratoire sur la période 2006 2010. En moyenne sur la période, le budget non consolidé (financements récurrents et contrats) se situe à 560 k! par an. Les salaires des personnels enseignants chercheurs et personnels techniques représentent une masse salariale de 767 k! par an (en considérant 50 % de la masse salariale pour un enseignant chercheur). Ceci donne la répartition suivante, par exemple pour l année 2009. Répartition des financements principaux du Laboratoire en 2009 Bilan 2006-2010 10
La part des salaires des permanents (partie recherche) représente donc 54 % du total ce qui est relativement faible. L analyse du budget non consolidé fait apparaître une progression forte ces dernières années (environ 70 % d augmentation entre 2006 et 2010), en partie due au développement des programmes ANR. L évolution des financements de l ANR et la projection sur les années futures est donnée dans le graphe suivant : Evolution de la proportion des financements ANR de 2005 à 2014 La part des financements européens et internationaux passe dans le même temps de 62 à 34 % ce qui reste malgré tout élevé. Ces financements correspondent essentiellement aux activités du Laboratoire dans le cadre de ses partenariats avec l Agence Spatiale Européenne. Le Laboratoire a par ailleurs obtenu des financements régionaux du PRES Clermont Université pour supporter l activité R&D des entreprises en création (Avuteq, NéoBioSys). Le budget récurrent du Laboratoire représente une proportion faible (2-3 %) du budget non consolidé. En moyenne 50 % du budget non consolidé est affecté aux salaires des chercheurs contractuels (doctorants, post doc, chercheurs sous contrat). Le Laboratoire dispose donc d un budget moyen de 200 à 350 k! par an pour assurer ses besoins en fonctionnement et en équipement. En prenant en compte les engagements pris dans le cadre des programmes de recherche, l affectation de ces moyens est discutée en Conseil de Laboratoire. La part dévolue au fonctionnement général est répartie au prorata des budgets obtenus sur les différents programmes. 5.4. Démarche qualité et sécurité Le Laboratoire a suivi une démarche «qualité» rendue nécessaire par son activité contractuelle importante, en particulier avec l Agence Spatiale Européenne. Ceci est passé notamment par la mise en place de cahiers de laboratoire et par le contrôle régulier par des organismes certifiés des installations et des instruments de mesure. Au niveau sécurité, l ingénieur d études (D. Duchez) est ACMO pour l ensemble du site sur lequel est hébergé le Laboratoire. Le Laboratoire ne manipule pas d organismes pathogènes. Des exercices d évacuation sont régulièrement opérés. Il n y a pas eu d incidents liés à la sécurité lors de la période écoulée. Bilan 2006-2010 11
6. Principaux résultats marquants Les principaux résultats du Laboratoire obtenus durant la période d évaluation sont classés ici en 4 sous-parties. Il s agit à la fois de résultats sur les applications proprement dites et sur des travaux génériques qui concernent de façon transversale plusieurs sous-parties. Le Laboratoire ayant recherché à amplifier la transversalité entre les thèmes, les enseignants chercheurs sont généralement impliqués dans plusieurs sous-parties. Cette présentation des travaux du Laboratoire ne suit donc en aucun cas une partition du Laboratoire en équipes distinctes. 6.1. Génie des bioréacteurs Cette sous-partie fait apparaître les mots clés suivants : génie des photoréacteurs ; cultures de micro-algues ; cultures de micro-organismes anaérobies ; cultures pures en anaérobiose ; bioproduction d hydrogène. L essentiel des travaux porte sur l analyse des couplages entre phénomènes physiques et cinétiques microbiennes et les conséquences que ceci peut avoir en termes de conception et/ou de conduite de bioréacteurs. Il y a donc étude conjointe des mécanismes physiques et biologiques avec une approche systématiquement quantitative. Durant la période écoulée, les travaux ont porté essentiellement sur deux points : modélisation des photobioréacteurs, étude et modélisation des réacteurs anaérobies. La bioproduction d hydrogène est à l heure actuelle un thème émergent qui est en plein développement. La modélisation des photobioréacteurs repose avant tout sur la connaissance précise des phénomènes de transfert de photons au sein du réacteur puisque le transfert d énergie radiative est responsable des cinétiques locales de réaction au sein de la phase liquide. Ce transfert dans un milieu particulaire complexe ne peut être modélisé rigoureusement que par la résolution de l équation de transfert radiatif. Sa résolution nécessite de connaître les propriétés radiatives des particules (micro-organismes dans ce cas). Pour cela une méthode entièrement prédictive a été développée sur la base d une extension de la théorie électromagnétique de Lorenz Mie. A partir de leur distribution de taille et de leurs propriétés optiques, les propriétés radiatives des particules sont entièrement déterminées. Ceci permet d avoir accès aux vitesses locales d absorption de l énergie radiative. L étude des couplages au niveau métabolique entre la vitesse de consommation de l énergie radiative et les vitesses de conversion en énergie chimique permet de déterminer les vitesses de croissance et/ou de synthèse de métabolites ainsi que les rendements de conversion. Cette structure de modélisation, qui a été développée progressivement depuis plus de dix ans, a été appliquée à différentes cultures de micro-organismes photosynthétiques. La diffusion de ces travaux dans différentes communautés scientifiques nationales et internationales donne au Laboratoire une place reconnue pour aborder les questions qui concernent les cultures de micro-algues (sujet en plein essor aujourd hui) et concevoir des procédés intensifs de culture d organismes photosynthétiques. L étude sur les cultures en anaérobiose, (le micro-organisme d étude est la bactérie du rumen Fibrobacter succinogenes), relève des mêmes préoccupations : d une part, acquérir de nouvelles compétences sur un procédé modèle susceptible de déboucher sur des applications à fort potentiel de valorisation (dégradation anaérobie de fibres végétales, production d hydrogène, méthanisation) et, d autre part, développer une connaissance et une compréhension approfondie sur les fonctionnements métaboliques en fonction des variables d état du système. Les systèmes anaérobies se prêtent bien à de telles études puisqu ils permettent de s affranchir en grande partie des questions d hétérogénéité du milieu de culture ; ils ne dépendent que de variables relativement simples à fixer et à mesurer (ph, potentiel redox et taux de dilution). Le travail du Laboratoire a consisté à établir des cartes de flux métaboliques pour les micro-organismes étudiés et à analyser leurs déformations en fonction des conditions externes appliquées. Ces travaux confirment l importance de comprendre les mécanismes fins de contrôle des gradients de potentiel redox intracellulaires et l influence du potentiel redox extracellulaire. Ils débouchent aujourd hui sur des applications aux procédés de méthanisation et aux procédés de production d hydrogène (projet ANR bioénergies : ANR AnabioH 2 ). Au delà d un potentiel applicatif important sur ces deux sujets, le Laboratoire se positionne de façon nette sur deux points : Analyse et modélisation du transfert radiatif dans des milieux denses en photoréacteur ; détermination prédictive des propriétés radiatives de particules. Analyse des couplages énergétiques intracellulaires ; compréhension des chaînes de transport d électrons ; bases de données métaboliques et calcul de flux ; analyse des réseaux métaboliques. Ces connaissances sont mises au service d une analyse en modélisation des procédés de culture de microorganismes en incluant les contraintes de bilan matière (modèles stœchiométriques) et les contraintes liées aux bilans enthalpiques et entropiques aux échelles locales et globales. L intégration de l ensemble conduit à proposer de nouveaux protocoles de conduite de bioréacteurs ou de nouveaux concepts de réacteurs. Bilan 2006-2010 12
Personnels permanents impliqués dans la sous-partie «Génie des bioréacteurs» Photobioréacteurs et transfert radiatif J.F. CORNET (MCF 62 ENSCCF) F. GROS (MCF 62 ENSCCF) Bioréacteurs en anaérobiose Enseignants-Chercheurs 9 H. de BAYNAST (MCF 62 Polytech) C. CREULY (MCF 62 Polytech) P. FONTANILLE (MCF 65 Polytech) C. LARROCHE (Pr 62 Polytech) A. PONS (MCF 62 Polytech) Analyses et modélisation métaboliques C.G. DUSSAP (Pr 62 Polytech) L. POUGHON (MCF 62 Polytech) Chercheurs 0 ITA / IATOSS 2,125 F. BRUN D. DUCHEZ C. GARDARIN Contractuels et personnels impliqués dans la sous-partie «Génie des bioréacteurs» Doctorants ayant soutenu dans la période d évaluation ou présents au 1/09/2010 4! E. GUIAVARCH! J. DAUCHET! C. ROSSIGNOL! M.A. YANG CDD, Post Doc et enseignants chercheurs rattachés F. JOYARD (PRAG Polytech) P. LAFON (PRAG Polytech) Indicateurs pour la sous-partie «Génie des bioréacteurs» Projets de recherche ANR PHOTOBIO H 2 (2005 2008) 22,8 k! /an ANR BIOSOLIS (2008 2010) 77,7 k! /an ANR ANABIOH 2 (2008 2011) 58,5 k! /an ANR ALGO H 2 (2011-2014) 45,1 k! /an ANR TECH BIOPHYP (2010-2014) 49,7 k! /an Contrats Industriels DCN (2006 2007) 50 k! TOTAL (2009) 15 k! ROQUETTE (2008) 14,3 k! Bilan 2006-2010 13
6.2. Procédés d obtention de biomolécules Cette sous-partie fait apparaître les mots clés suivants : procédés d obtention d oligosaccharides à activités biologiques ; bioconversions ; fermentations sur substrats solides ; bioremédiation. Les travaux concernent les fermentations en milieu solide, les bioconversions, la production et la caractérisation de poly- et oligosaccharides à activités biologiques extraits de micro-organismes, de plantes supérieures et d algues. Le premier volet (fermentations en milieu solide) a évolué vers l'étude de la faisabilité de l'utilisation des spores fongiques comme support d'extraction d'enzymes produites. Cette approche est testée dans le cas de la glucose oxydase, qui est entièrement stockée dans les spores d'aspergillus niger produites par culture sur grains de sarrasin. Cette méthodologie, qui pourrait donner lieu à la mise en place d'un procédé innovant de production d'acide gluconique, a été examinée dans le cadre d'une thèse soutenue en 2008 puis d'un contrat avec la société Roquette Frères (2009). Par ailleurs les travaux concernant les bioconversions de composés hydrophobes en milieu biphasique eau/solvant organique se sont poursuivis à travers des tentatives de valorisation de l isonovalal, un métabolite de l alpha pinène oxyde. Le savoir faire et les compétences accumulées au cours de ces études ont été étendus au domaine de l'environnement. Cette activité connaît des développements dans le secteur des biodégradations (BTEX) et des bioénergies L expérience acquise a permis de mettre en place un projet de construction d un pilote de bioréacteur anaérobie à membrane immergée (FUI BAMI). Le deuxième volet «Procédés d obtention d oligosaccharides à activités biologiques» vise à mettre au point des procédés biologiques, chimiques et physiques pour l obtention de fractions oligomériques ciblées après dégradation de polysaccharides naturels ou chimiquement modifiés. Cette activité vise à associer la recherche de motifs polysaccharidiques originaux tels que ceux produits par des algues malgaches (contrat AUF Océan indien) ou par des micro-organismes (contrat CIFRE avec l entreprise Biofilm Control) à l identification d outils originaux de clivage et notamment d enzymes (Projet OLIV). Après caractérisation structurale des polysaccharides substrats, les oligomères obtenus sont testés pour des activités biologiques sur différents modèles (études transcriptomiques sur cellules végétales et animales), le plus souvent dans le cadre de collaborations. Dans ce contexte, le laboratoire est à l origine du développement d éliciteurs polyglucuroniques de réactions de défense des plantes (projet OLIV) et d un nouveau beta glucane acide impliqué dans des processus de régénération tissulaire sur fibroblastes humains (Contrat Greentech). Ces deux composés font l objet du dépôt de deux brevets. Le Laboratoire a par ailleurs participé au développement d un projet de création d entreprise dans le domaine des aliments fonctionnels (oligosaccharides prébiotiques). Ce projet a été lauréat du prix national de création d entreprise et technologie innovantes du Ministère de l Enseignement Supérieur et de la Recherche en 2009. Personnels permanents impliqués dans la sous-partie «Procédés d obtention de biomolécules» Bioconversions et bioremédiation P. FONTANILLE (MCF 65 Polytech) C. LARROCHE (Pr 62 Polytech) Enseignants-Chercheurs 7 Biosynthèse de polysaccharides H. de BAYNAST (MCF 62 Polytech) M. BRIAND (MCF 64 Polytech) Y. BRIAND (Pr 64 Polytech) C. LAROCHE (MCF 64 Polytech) P. MICHAUD (Pr 64 Polytech) Chercheurs 0 ITA / IATOSS 2 D. DUCHEZ C. GARDARIN Bilan 2006-2010 14
Contractuels et personnels impliqués dans la sous-partie «Procédés d obtention de biomolécules» Doctorants ayant soutenu dans la période d évaluation ou présents au 1/09/2010 11! S. BADEL! M. FARHADIAN! T.A. FENORADOSOA! D. GONZALEZ! E. JOURDIER! D.E. LINARES! S. RAMACHANDRAN! C. ROSSIGNOL! M.L. TAVERNIER! E. SYDNEY! C. VACHELARD CDD, Post Doc et enseignants chercheurs rattachés L. AVRAM (Univ. Ploeisti) N. BOURGNE (NéoBioSys) G. CHAMBON (NéoBioSys) G. CHRISTOPHE (ATER 62 Polytech) C. DELATTRE G. GAUDET (MCF 65 Polytech) E. GNANSOUNOU (EPFL) D. GONZALES A. KAPLEY (NEERI) V. KUMAR J. LEMOS BICAS (Univ Campinas). D. LINARES R. NOUAILLE (CEREN) A. PANDEY (NIIST) H. PUROHIT (NEERI) A. PATEL M. TROQUET (Pr 31 Polytech) J. TROQUET (Biobasic Environnement) J. WARRAND (Avuteq) Indicateurs pour la sous-partie «Procédés d obtention de biomolécules» Projets de recherche Contrats Industriels ANR ALGORAFFINERIE (2011 2013) 65 k! /an ANR DEMETHER (2010 2013) 44,3 k! /an Programme TASSILI (2010 2014) 50 k! AUF Océan Indien (2006 2009) 40 k! Programme FUI BAMI (2009 2011) 207 k! Biobasic Environnement (hébergement) 6 k! NéoBioSys (hébergement et création) 20,5 k! Biofilm Control 10 k! + 30 k! + 11,3 k! Greentech 20 k! Greensea 6 k! Isonovalal (valorisation) 30 k! Auvergne Maturation 24 k! Bilan 2006-2010 15
6.3. Génie des procédés alimentaires Cette sous-partie fait apparaître les mots clés suivants : procédés de foisonnement et d émulsification ; diffusion de solutés dans les produits alimentaires ; propriétés rhéologiques et interfaciales dans les mousses et les émulsions alimentaires ; propriétés d équilibre dans les solutions biologiques et alimentaires ; thermodynamique appliquée. Ces activités portent sur la maîtrise des cinétiques physiques dans les procédés alimentaires avec des applications dans plusieurs domaines du génie des procédés alimentaires (déshydratation et séchage des aliments, procédés d émulsification, de foisonnement et de fractionnement) et sur la modélisation des propriétés d équilibre dans les solutions biologiques et alimentaires. Ces activités ont débouché sur des applications dans le domaine de l environnement (traitement de déchets et d effluents). La plupart des sujets traités dans cette sous-partie est d ailleurs intégrée dans les activités de l Unité Mixte Technologique «Génie Alimentaire et Biochimique appliqué aux Produits Carnés» (UMT 6.02) dont le Laboratoire est membre et qui est portée par l ADIV. En déshydratation, les travaux ont concerné l étude du couplage entre la migration d eau et de solutés dans les milieux déformables, avec comme application la maîtrise de la perte en eau et du gain en solutés dans les produits alimentaires (viande et légume). Deux approches, l une mécanistique basée sur l utilisation de la loi de Fick et l autre phénoménologique inspirée du concept de la thermodynamique des processus irréversibles (TPI), ont été utilisées. L approche mécanistique permet de prédire le flux de soluté dans le produit par l intermédiaire d un coefficient de diffusion effectif. L approche TPI consiste à établir des équations phénoménologiques basées sur la production d entropie. Trois coefficients - perméabilité hydraulique, perméabilité spécifique au soluté et coefficient de réflexion - sont chiffrés et permettent la prédiction simultanée des flux d eau et de soluté à travers l aliment, et également de quantifier des interactions entre le soluté, l eau et les composants solides dans le produit. L étude des procédés de foisonnement en continu a été essentiellement centrée sur les applications en industries alimentaires. Les travaux ont eu pour but d analyser le triptyque formulation - procédé - produit. L influence de la formulation a été étudiée suivant l approche multi-physique et multi-échelles du Laboratoire, en reliant les propriétés foisonnantes, la stabilité des mousses et le procédé d obtention d une part, à la caractérisation rhéologique (viscosité, viscoélasticité et pseudo-plasticité) de la phase continue, d autre part. La caractérisation des propriétés de surface des protéines qui stabilisent l interface gaz liquide a permis d apporter des éléments de compréhension importants. Les résultats ont démontré une forte interdépendance entre, d une part, la rhéologie et les propriétés interfaciales et, d autre part, les conditions opératoires du procédé à géométrie fixée. Ces travaux ont été étendus à l étude des procédés d obtention d émulsions. Les applications ont concerné les crèmes glacées, la crème «Chantilly» et les mousses de produits carnés. Dans ce cadre, des méthodes analytiques dédiées ont été établies, telle qu une «analogie de Couette virtuelle» pour la mesure de la viscosité dans le procédé et une analyse d images en ligne pour la mesure des dimensions caractéristiques de la phase dispersée. En termes de modélisation, une loi d invariance d échelle fondée sur le nombre de Weber laminaire a été validée pour des foisonneurs de géométries différentes et pour divers comportements rhéologiques. Cette méthodologie d approche a été aussi exploitée pour étudier la valorisation des protéines issues de coproduits d abattage pour lesquelles des applications en tant qu ingrédients fonctionnels pour l industrie alimentaire sont visées. La démarche suivie a permis de mettre au point de plusieurs méthodes capables d extraire, de purifier, puis de concentrer sans les fractionner les protéines de divers co-produits sélectionnés par l ADIV (poumons de bœuf ou de porc, viande séparée mécaniquement VSM ). Ainsi, la mise en œuvre de techniques membranaires similaires à celles utilisées dans l industrie laitière ou pour le traitement du plasma peut être envisagée dans le cas des co-produits à faible teneur en matières grasses, tandis que seule une méthode de co-précipitation au point isoélectrique peut être mise en œuvre pour les co-produits gras. Cette dernière est aussi plus économique, d autant plus qu une purification trop poussée tend en général à diminuer l activité fonctionnelle des protéines purifiées. Enfin, l analyse comparative des propriétés fonctionnelles des extraits a mis en évidence d intéressantes propriétés émulsifiantes et gélifiantes, capables de répondre aux attentes du marché des ingrédients fonctionnels, ce qui ouvre la voie à des études complémentaires en vue d applications industrialisables. Plus en amont de ces travaux en génie des procédés alimentaires et en génie des bioréacteurs, le Laboratoire a développé depuis près de 20 ans des méthodes de corrélation et de prédiction des propriétés d équilibre de solutions biologiques et alimentaires. Ceci relève d une logique simple : en génie chimique, la modélisation et la simulation de procédés nécessite une représentation aussi complète que possible des propriétés d équilibre (et de transport) dans les courants de matière. En génie des procédés alimentaires et biologiques, ces informations (activités des solvants et solutés, propriétés de formation, constantes de dissociation, potentiels d oxydoréduction, constantes d équilibre etc.) sont peu exploitées en termes de simulation de procédés, faute de vision unifiée, cohérente et robuste au sens thermodynamique. C est sur ce point qu interviennent les travaux du Laboratoire. Dans la période écoulée, le Laboratoire a poursuivi ses travaux sur les modèles de solutions aqueuses contenant des hydrates de carbone et des ions. Des validations expérimentales sur les modèles de prédiction du ph dans des milieux de culture ont été réalisées. De nouveaux modèles bâtis à partir du modèle UNIFAC et du modèle de Pitzer Debye Hückel, prenant en compte l hydratation variable des groupements chimiques ont été validés. Le Laboratoire a signé sur ce sujet un accord cadre avec la Société ProSim SA. L obtention d un Bilan 2006-2010 16
programme ANR (Projet Na - ) donne un nouveau souffle à ces travaux sur lesquels le Laboratoire a une certaine exclusivité. Personnels permanents impliqués pour la sous-partie «Génie des procédés alimentaires» Génie des procédés alimentaires Enseignants-Chercheurs 7 R. DJELVEH (Pr 62 ENSCCF) P. MICHAUD (Pr 64 Polytech) F. GROS (MCF 62 ENSCCF) C. VIAL (MCF 62 ENSCCF) Thermodynamique appliquée C.G. DUSSAP (Pr 62 Polytech) B. LAVEISSIERE (MCF 31 Polytech) J.B. GROS (Pr 62 Polytech) Chercheurs 0 ITA / IATOSS 1,125 F. BRUN D. DUCHEZ Contractuels et personnels impliqués pour la sous-partie «Génie des procédés alimentaires» Doctorants ayant soutenu dans la période d évaluation ou présents au 1/09/2010 5! L. BEN GAIDA! I. NARCHI! I. NICORESCU! D. SELMANE! K. SOUIDI CDD, Post Doc et enseignants chercheurs rattachés F. AUDONNET (MCF 31 Paris Sud) S. BROCH (ATER 32 Polytech) J.P. CHERRE (PAST Polytech) B. GOURICH (Pr Univ. Hasan II) A. MARDARU (Univ. Bucarest) G. MUNTIAHU (Univ. Bucarest) A.V. URSU (Univ. Bacàu) Indicateurs pour la sous-partie «Génie des procédés alimentaires» Projets de recherche ANR Na - (2010 2013) 24,7 k! /an Contrat UMT (2006 2014) 30 k! / an Contrats Industriels PROSIM SA 15 k! MASTERFOOD 13,7 k! ADIV 16,7 k! Bilan 2006-2010 17
6.4. Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels Cette sous-partie fait apparaître les mots clés suivants : système MELiSSA de support vie pour l exploration spatiale ; système BIOS 3 ; digestion anaérobie de fibres végétales ; écosystèmes clos biorégénératifs. MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) est un projet de l Agence spatiale Européenne visant à l étude et au développement de systèmes de support vie pour l exploration spatiale. Le principe du système MELiSSA est basé sur un écosystème aquatique composé de micro-organismes et de plantes supérieures. MELiSSA est conçu comme un outil pour comprendre le comportement des écosystèmes artificiels et pour développer les technologies des systèmes de support de vie pour les missions spatiales de longue durée. Par rapport à des systèmes physicochimiques de recyclage des eaux usées, d élimination du CO 2 et de production d oxygène, le système MELiSSA a pour objectif de produire au moins une partie de la nourriture pour un équipage. Ceci conduit à une autonomie plus importante du système (taux de recyclage supérieurs) mais ceci impose de traiter les déchets solides, liquides et gazeux par voie biologique, c est-à-dire par une cascade de bioréacteurs qui doit être modélisée, simulée et contrôlée. C est la raison principale de l implication du Laboratoire sur ce sujet depuis pratiquement le lancement de ce projet il y a 20 ans. Le Laboratoire est signataire d un Memorandum of Understanding, renégocié en 2005 et en 2010, avec des partenaires industriels et universitaires européens. Il a en charge d impulser au groupe sa vision Génie des Procédés qui est essentielle pour tous les aspects de conception, de modélisation, de contrôle et de commande pour ce système qui comporte de façon très imbriquée des bioréacteurs, des séparateurs, des enceintes de culture de plantes supérieures, etc. et doit fonctionner dans des conditions de sécurité et de fiabilité maximales. Commencée par l étude des compartiments photosynthétiques et par la simulation théorique de l ensemble de la boucle de recyclage, la participation du Laboratoire a été diversifiée progressivement. Elle concerne actuellement la quasi-totalité des compartiments du système MELiSSA ainsi que certaines des premières expériences de vol, comme par exemple la réalisation d un premier système autonome à deux compartiments comportant un animal et un photobioréacteur (système BIORAT). Le Laboratoire intervient également sur les aspects gestion de la nourriture et modélisation des enceintes de culture de plantes supérieures. Il a en charge l étude à petite échelle de plusieurs opérations unitaires et la simulation de l ensemble du système avant son intégration à l échelle pilote à l Université Autonoma de Barcelone et en Belgique. Le Laboratoire possède dans le groupe des partenaires Européens qui développent le système MELiSSA, l expertise en termes de modélisation des compartiments et de simulation de l ensemble de la boucle. Les problèmes importants sont la contrôlabilité du système, la réduction en volume et en masse. Le Laboratoire a poursuivi son travail sur la modélisation des différents compartiments et la simulation de l ensemble de la boucle. Ce travail portant sur l ingénierie des différents compartiments a conduit à l assemblage du Centre d Essai Européen (MELiSSA Pilot Plant) à l Université Autonome de Barcelone inauguré en juin 2009 et auquel le Laboratoire participe activement. Par ailleurs, le Laboratoire est aussi principal investigateur du Programme INTAS «Highly closed bioregenerative life support system including human waste», mené en collaboration avec l Académie des Sciences de Russie (Institut de Biophysique de l Université de Krasnoyarsk et Institut de Physiologie des Plantes de Moscou). Ce programme s inscrit dans le cadre du développement du système BIOS 3 porté par les russes. Les travaux ont pour but d assurer le recyclage des ions, et en particulier de Na + et Cl -, dans un système biologique de maintien de vie et de comparer plusieurs procédés biologiques et physico-chimiques de recyclage. Tous ces travaux sont réalisés dans un contexte essentiellement international (Europe, Russie, Etats-Unis). Les budgets relativement importants obtenus ces dernières années ont permis le financement récurrent de plusieurs thèses et d un project manager à temps complet. Au delà des travaux commandés par l Agence Spatiale Européenne et les différents partenaires du projet (qui ont donné lieu à la rédaction d une trentaine de notes techniques sur la période écoulée), le Laboratoire a su trouver les marges d action et faire la preuve de l intérêt de supporter des travaux de recherche sur des sujets en amont des développements technologiques. Ceci concerne par exemple la simulation de systèmes complexes et imbriqués, l étude du métabolisme des souches impliquées dans la boucle de recyclage ou la modélisation de procédés de culture de micro-organismes suivant l approche structurée pratiquée au Laboratoire par modèles de connaissance. Cette flexibilité sur l utilisation des financements obtenus sur ces programmes de recherche a permis d initier dans le passé des sujets en plein développement aujourd hui comme l étude des photobioréacteurs et les cultures de micro-algues ou la simulation de systèmes complexes. Bilan 2006-2010 18
Personnels permanents impliqués pour la sous-partie «Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels» Enseignants-Chercheurs 6 J.F. CORNET (MCF 62 ENSCCF) C. CREULY (MCF 62 Polytech) J.P. FONTAINE (Pr 62 Polytech) C.G. DUSSAP (Pr 62 Polytech) J.B. GROS (Pr 62 Polytech) L. POUGHON (MCF 62 Polytech) Chercheurs 0 ITA / IATOSS 1 D. DUCHEZ Contractuels et personnels impliqués pour la sous-partie «Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels» Doctorants ayant soutenu dans la période d évaluation ou présents au 1/09/2010 4! G. CHRISTPOHE! P. HEZARD! S. SASIDHARAN! A. TIWARI CDD, Post Doc et enseignants chercheurs rattachés B. FARGES (Project manager) Indicateurs pour la sous-partie «Etude et modélisation d écosystèmes clos artificiels» Projets de recherche Microgravity Application Program (2003 2006) 48,4 k! /an BIORAT (Phase A/B) (2004 2010) 43,8 k! /an Bioregenerative Life Support Development (2004 2010) 150 k! / an INTAS (2007 2009) 33 k! /an MELiSSA Food Data Base (U Ghent) (2010 2011) 8,2 k! /an Topical Team ESA (2009 2010) 10 k! /an Contrats Industriels BELLISSIMA Phase1 VITO 8,8 k! /an BELLISSIMA Phase2 VITO 8,2 k! /an Life Support Simulator (Sherpa) 10 k! Bilan 2006-2010 19
7. Production, impact et diffusion des connaissances 7.1 Analyse quantitative et qualitative de la production scientifique La liste des publications du Laboratoire est fournie dans le paragraphe 11. Le tableau récapitulatif de la production du laboratoire suivant la nomenclature recommandée est donné ci-après. 2006 2007 2008 2009 2010 Au 1 er juillet Total sur 4,5 ans ACL 15 16 40 19 18 108 ACLN 1 1 1 3 BRE 1 4 5 INV 12 9 4 3 7 35 ACTI 2 4 14 5 2 27 ACTN 5 4 2 3 14 COM 10 17 14 5 8 54 AFF 6 1 4 2 13 OS 3 2 7 1 2 15 OV 1 1 DO 3 1 2 4 2 12 AP 11 9 7 9 3 39 Analyse quantitative En considérant qu il y a 17 enseignants chercheurs dans le Laboratoire (tableau 2.1), ceci conduit à un taux de publication ACL moyen de 1,60 ACL par enseignant chercheur et par an. Il convient cependant de faire un calcul un peu plus précis en considérant que la période couverte est de 4,5 années (et non pas 4) et en retirant du potentiel les périodes où les enseignants chercheurs n étaient pas dans la structure (arrivée postérieure à janvier 2006, départ antérieur à juin 2010, 1 personne en Congé de Longue Durée : CLD). Ceci conduit à un potentiel moyen de 15,7 enseignants chercheurs présents sur 4,5 années. Le résultat est similaire au précédent, soit : 1,55 publications ACL par enseignant chercheur permanent et par année. En d autres termes, ceci correspond à un taux de publications moyen par permanent de 6,2 publications ACL pour la période de 4 années pleines 2006 à 2009. Dans la période précédente (2002 à 2005) ce taux de publications était de 4,5 publications ACL par enseignant chercheur permanent ce qui traduit une évolution positive. A ce chiffre, il convient d ajouter les rédactions de chapitres de livres et les directions d ouvrages dont la plupart sont des ouvrages internationaux (OS et DO) soit 27 éléments ce qui conduit à : 1,93 publications (ACL + DO + OS) par enseignant chercheur permanent et par année. Bilan 2006-2010 20