Valorisation industrielle des microalgues
Nous proposons une offre complète au service des projets d’exploitation industrielle des microalgues : du criblage de souches jusqu’à la montée en échelle.
Nos équipes vous accompagnent dans la sélection des souches et la détermination des conditions de valorisation et de mise en culture de microalgues. Nous menons des campagnes d’essai sur différents systèmes de production fermés ou non, et pouvons tester ou développer à façon différents types de photobioréacteurs.
Nous maîtrisons également les opérations de valorisation jusqu’à l’extraction purification de composés d’intérêt. Nos travaux sont menés en direction de divers domaines applicatifs (food/feed, chimie, environnement, santé, cosmétique), au profit d’une grande variété d’acteurs (laboratoires de recherche, industriels, biotechs, …).
Stratégie et conseil
Diagnostic et selection
Développement de procédés
Bioraffinage
Scale Up
Sourcing, sélection, optimisation de souches
Nos équipes ont accès aux collections de souches des laboratoires GEPEA et MMS. Au besoin, elles accèdent également aux collections de souches RCC et NCC, entre autres. Disposant d’un savoir-faire en caractérisation de souches, nous vous accompagnons dans les étapes de criblage, screening, isolement et purification.
- Portefeuille de souches industrielles
- Screening de nouvelles souches
- Bio-prospection et sourcing de souches sauvages
- Isolement et caractérisation de molécules à HVA
- Micromanipulateurs – purification de souches
- Criblage de souche en photobioréacteurs : technologie EOSS
- Photobioréacteurs toriques d’étude en conditions contrôlées
Développement, test de procédés de culture
Nous disposons d’un parc exceptionnel d’équipements de culture de microalgues ainsi que d’outils d’acquisition de données, d’analyse et de modélisation. Forts de ces moyens techniques, nous sommes capables de tester et mesurer tous les paramètres de culture de microalgues : ressources (carbone, lumière, nutriments), qualité de l’eau, contamination biologique, conditions météorologiques, etc.
Culture
- Caractérisation de technologies existantes
- Développement de technologies innovantes
- Optimisation de la production solaire
- Étude de faisabilité industrielle
- Impact environnemental
- Analyse du cycle de vie
- Test sur technologies innovantes (photobioreacteurs intensifiés, raceways clos, biofaçades, …)
Concentration et récolte de la biomasse
- Systèmes de préconcentration et de concentration
- Procédés de filtration et de séparations membranaires
- Centrifugeuses
Mise au point des procédés
- Conseil scientifique et technique sur la conception de photobioréacteurs ou de systèmes de récolte et bioraffinage
- Accompagnement à la conception et à la rédaction du cahier de charges
- Test en environnement réel de technologies de culture innovantes en lumière artificielle ou solaire (mode plug & play)
- Développement d’équipements
Suivi de culture
- Suivi de croissance : matière sèche, observation au microscope, comptage, …
- Caractérisation fine de la biomasse microalgale (pigments, lipides, protéines, polysaccharides, …)
- Analyse du carbone inorganique et organique
- Analyse de la composition physico-chimique de la composition de culture (nitrates, phosphates, ammonium, métaux, …)
Traitement et valorisation d’effluents industriels
- Bio-remédiation d’effluents gazeux ou liquides
- Utilisation des chaleurs fatales
- Couplage culture – effluents et développement de concepts d’économie circulaire
- Optimisation du recyclage de milieu de culture
Bioraffinage, tests comparatifs et couplage des opérations unitaires
Nos experts étudient l’intégration des opérations unitaires en laboratoire ou sur site pour une valorisation complète de la biomasse produite. Nous développons le procédé jusqu’à extraction purification des biomolécules visées par votre cahier des charges. Nos études sont validées en conditions réelles et à une échelle représentative.
Récolte
- Centrifugation
- Flottation
- Décantation
- Filtration granulaire
- Filtration membranaire
Broyage
- Broyage à haute pression
- Broyage à billes
Concentration et enrichissement de métabolites ciblés
- Métabolites ciblés : polysaccharides, lipides bioactifs, pigments, métabolites secondaires
- Filtration membranaire
- Chromatographie de partage centrifuge (CPC)
- Résines
Extraction
- Extraction par solvant
- Extraction centrifuge
- Extraction réactive
Adsorption
- Filtration membranaire
- Précipitation
- Distillation, rectification
- Purification
- Chromatographie de partage centrifuge (CPC, préparative ou production)
- Cristallisation
Procédés de conditionnement de biomasse
- Séchage
- Atomisation
- Lyophilisation
Bilan matière, analyse de la biomasse
Avec l’appui des laboratoires GEPEA et CEISAM, nous disposons de l’expertise et du parc analytique nécessaires à une caractérisation biochimique précise de la matière et des métabolites produites, des biomolécules extraites. Nous sommes donc en mesure d’effectuer en autonomie toutes nos analyses.
Dosage
- Dosage de pigments par spectrométrie
- Dosage de protéines par méthode colorimétrique
- Dosage d’oses totaux par méthode colorimétrique
Profilage
- Profilage composés : polaires par GCMS et hydro-solubles par HPLC
- Profilage des classes par HPTLC
- Profilage des familles par FTIR
Types d’analyses
- Analyse Spectro UV-vis et NIR
- Analyse en ligne de la composition de la biomasse via RMN de paillasse
- Accès aux plateformes MS et RMN de BiogenOuest (réseau corsaire)
Scale-up, montée en échelle
Nous testons et validons les conditions de montée en échelle et d’industrialisation des procédés. Notre parc d’équipements nous permet de concevoir des pilotes, de réaliser des productions à l’échelle laboratoire, de produire et livrer des échantillons en vue de campagnes d’essai (test consommateur, préclinique, clinique).
Identification et validation des verrous
- Limites de transfert de masse et de chaleur
- Haute pression partielle d’O2 / CO2
- Gradients de pH / température
- Gradients de substrat
- Pression
- Lumière
Industrialisation du procédé
- Tests et essais pour réaliser la montée en échelle
- Validation des matières premières industrielles sur appareil de laboratoire
- Études de caractérisation des appareils pilotes (standard) avant essais de validation
- Intégration du nouveau procédé dans une chaîne de procédés existante
Production à façon
- Petits essais : production du gramme au kilogramme suivant le protocole établi
- Mise en place de productions pilotes pour le control des différents paramètres et verrous potentiels
R&D, recherche
L’accès aux moyens techniques et aux chercheurs du laboratoire GEPEA permet de développer des projets de recherche et d’innovation, dans les domaines de la valorisation des bioressources marines et des microalgues en particulier.
- Production de biocarburants
- Traitement d’effluents liquides et de fumées industrielles
- Production d’actifs
- Production de matériaux bio-sourcés
- Production de lots de biomasses
- Études et tests de systèmes de culture
- Test d’équipements
- Optimisation de paramètres de culture
Plateforme technologique ALGOSOLIS
AlgoSolis offre l’infrastructure et les équipements nécessaires à l’exploitation contrôlée, intensifiée et durable de la ressource microalgale à grande échelle. Cette plateforme permet aux différents acteurs de développer des projets de recherche et d’innovation dans le domaine des biotechnologies bleues.
Surface de production
- 1500m² (350m² thermorégulée)
- Plus de 20 lignes indépendantes
- 20L à 10 000L de culture
Installations
- Halle Process de bioraffinage (240m²)
- Salles de pré-culture
- Laboratoire d’analyse (100m²)
R&D de traitement en aval
- Procédés de récolte
- Filtration sur membrane
- Procédés de désintégration cellulaire
- Extraction/fractionnement des métabolites
Unités de traitement
- Unitaire ou reliée pour établir un processus d’exploitation complet en aval de la production
Automatisation de l’ensemble de l’installation
L’ingénierie CAPACITÉS
Au cœur des laboratoires de recherche
Nos experts en microalgues effectuent leurs travaux d’ingénierie directement dans les laboratoires de recherche de l’Université de Nantes et plus particulièrement au sein des laboratoires
GEPEA (Génie des Procédés, Environnement, Agroalimentaire) et MMS (Mer, Molécules, Santé)
Au quotidien, ils associent moyens techniques et découvertes scientifiques pour relever vos défis de R&D.
Partenariats
CAPACITÉS et les laboratoires GEPEA et MMS sont représentés au sein des réseaux IAR, Pôle MER Bretagne Atlantique, IBISBA, Végépolys, EABA, Valorial, Atlantic Microalgae, Association France Microalgues.
Moyens techniques
Algosolis, plateforme opérée par CAPACITÉS, est certifiée plateforme pour la R&D à échelle préindustrielle pour la production de biocarburant par microalgues (EERA Bioenergy consortium). Elle est également reconnu par l’ADEME comme une plateforme de démonstration et est membre du réseau Européen IBISBA (Industrial Biotechnology Innovation and Synthetic Biology), regroupement de plateformes de biotechnologies européennes.
NOS RÉALISATIONS
Des microalgues pour dépolluer les effluents
Nos experts en génie des bioprocédés ont utilisé les microalgues, capables de bio-assimiler la pollution azotée et phosphatée, pour épurer les eaux usées.
L’expertise des photobioréacteurs au service des biotechnologies marines
Biotechnologies marines : étudier l’influence de la concentration en CID dans le milieu de culture d’une souche d’algue rouge.
Produire à échelle industrielle une microalgue anti-cholesterol
Les experts en génie des bioprocédés exploitent la culture d’une souche de microalgue identifiée comme ayant des propriétés anti-cholestérol.
NOS EXPERTS
Ils relèvent vos petits et grands défis
Jack LEGRAND
Conseiller scientifique auprès de CAPACITÉS
Professeur émérite de l’Université de Nantes. Directeur de l’UMR 6144 et expert « Ingénierie du Vivant » du CNRS, membre du comité d’évaluation du programme ANR « Bioénergie ».
Spécialités : procédés de transfert et dans l’ingénierie des photobioréacteurs, optimisation des procédés de valorisation au travers des différentes opérations unitaires, des systèmes de culture à l’extraction des molécules d’intérêt.
Plus d’infos
Jérémy PRUVOST
Responsable scientifique au sein de CAPACITÉS
Directeur du laboratoire GEPEA Directeur de la plateforme Algosolis. Professeur à l’Université de Nantes en génie de bioprocédés.
Spécialités : optimisation hydrodynamique dans les photobioréacteurs, développement de technologies solaires de photobioréacteurs, production de bioénergie à partir de microalgues, production du biohydrogène et de lipides pour l’utilisation du biodiesel.
Plus d’infos
Olivier GONÇALVES
Conseiller scientifique auprès de CAPACITÉS
Maitre de conférence à l’Université de Nantes. Responsable de l’équipe de bioprocédés appliqués aux microalgues du laboratoire GEPEA (UMR CNRS 6144).
Spécialités : compréhension et exploitation des mécanismes métaboliques, bioconversion photosynthétique de la matière, micro-algues, la production de nouveaux produits d’usage biosourcés, spectroscopie vibrationnelle, de masse et RMN.
Plus d’infos
Anthony MASSÉ
Conseiller scientifique auprès de CAPACITÉS
Maitre de conférence à l’Université de Nantes. Membre du laboratoire GEPEA (UMR CNRS 6144).
Spécialités : bioraffinage, couplage et intégration de procédés pour la bio-production ou le raffinage de bio-ressources, séparation de biomolécules, concentration, purification et fractionnement de composés cibles.
Plus d’infos
Luc MARCHAL
Responsable scientifique au sein de CAPACITÉS
Professeur et directeur du département de génie des procédés et des bioprocédés à l’Université de Nantes.
Spécialités : implémentation et intensification des procédés, montée en échelle des procédés industriels, amélioration de la productivité. Développement d’outils, de méthodes et de nouvelles applications en Chromatographie de Partage Centrifuge. Fractionnement de la biomasse microalgale (lyse, extraction, purification de métabolites).
Plus d’infos
Lucie VAN HAVER
Ingénieur chargé d’affaires
Elle collabore plus particulièrement avec l’équipe BAM « Bioprocédés Appliqués aux Microalgues » du laboratoire GEPEA.
Ingénieure Chimiste – Génie des procédés, option Management et Marketing Industriel.
Spécialités : valorisation industrielle des microalgues pour les hautes, moyennes ou basses valeurs ajoutés, management de projet industriels.
Jordan TALLEC
Ingénieur d’études en génie des procédés et des bioprocédés
Il collabore plus particulièrement avec l’équipe BAM « Bioprocédés Appliqués aux Microalgues » du laboratoire GEPEA.
Ingénieur en génie des procédés et bioprocédés.
Spécialités : culture de microalgues sur des effluents industriels (eaux usées urbaines), recyclage des milieux, optimisation des procédés, photobioréacteur intensifié, sélection des longueurs d’onde de la lumière, formulation des milieux de culture, production de microalgues.
Raphaëlle TOUCHARD
Ingénieur d’études en biotechnologie
Elle collabore plus particulièrement avec l’équipe BAM « Bioprocédés Appliqués aux Microalgues » du laboratoire GEPEA (UMR CNRS 6144).
Master en Biotechnologie.
Spécialités : sourcing de souches sauvages, orientation métaboliques, forçage physiologique, compréhension des mécanismes de croissance physicochimique à l’échelle de la cellule, optimisation des paramètres de culture, suivi analytique de la composition de la biomasse / profilage.