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La biométhanation permet la conversion d’hydrogène et de dioxyde de carbone ou de monoxyde de carbone en méthane.

Les systèmes électrochimiques microbiens (MET pour « Microbial Electrochemical Technologies ») sont des procédés électrochimiques dans lesquels la réaction d’oxydation à l’anode et/ou de réduction à la cathode est catalysée par des microorganismes.

La filière de méthanisation a connu ces dernières années un fort développement industriel dans le secteur des énergies renouvelables et qui permettent de traiter et valoriser une très large gamme de biomasses organiques, allant des cultures énergétiques dédiées, aux résidus et effluents agro-industriels et autres déchets municipaux. Afin d’améliorer la rentabilité économique de ces installations, des innovations technologiques sont attendues.

Le biomimétisme n’est pas que l’utilisation des remarquables propriétés d’animaux ou de plantes.

Les procédés qui traitent nos déchets, traitent aussi nos micro-organismes pathogènes. Quelles sont leurs propriétés d’hygiènisation ? et quel est le moteur de cette hygienisation ? L’effet des paramètres abiotiques, physico-chimiques, (température, oxygène, pH, UV, …) est connu mais l’effet des paramètres biotiques (prédation (protozoaire, virus)) ne l’est pas.

Lors du traitement et de la valorisation des résidus organiques, les produits résiduaires organiques générés doivent répondre à des critères de qualité agronomique incluant efficacité et innocuité (environnementale et sanitaire).

La plupart des bioprocédés environnementaux sont gouvernés par des micro-organismes (épuration des eaux usées, méthanisation, fermentation biohydrogène, etc.). Les communautés microbiennes sont généralement très diverses avec plusieurs centaines d’espèces en interaction, et hautement dynamique car on observe une importante redondance fonctionnelle.

Sous certaines conditions, notamment lorsque l'on cherche à en optimiser le fonctionnement, les bioprocédés présentent des risques de déstabilisation qui nécessitent la mise en place de lois de commande. La problématique scientifique concernée est le contrôle (éventuellement "optimal") de systèmes dynamiques - quelquefois de grande dimension - incertains, partiellement observés, non linéaires, non stationnaires et/ou soumis à des perturbations. L'une des originalités des travaux du LBE dans ce domaine est de tirer parti de la connaissance fine du procédé et de l'écosystème microbien qu'il héberge pour proposer des solutions innovantes efficaces.

La fermentation ou la méthanisation des substrats organiques implique l'activité et l'interaction d'une large palette de microorganismes.

La production de microalgues sur les effluents de fermentation des déchets est une approche prometteuse de la bioraffinerie environnementale dans laquelle une digestion partielle des déchets organiques par les bactéries le rend disponible aux microalgues sous forme d'acides gras volatils.