Thèse Valorisation Innovante d'Agro-Ressources pour la Production de Lipopeptides Bioactifs H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : UMR Transfrontalière BioEcoAgro
Direction de la thèse : Valérie LECLERE ORCID 0000000324635361
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-25T23:59:59

L'utilisation des agro-ressources pour la production de biomolécules telles que les lipopeptides représente une voie prometteuse pour valoriser la biomasse en molécules à haute valeur ajoutée, réduire les déchets et le recours aux produits de synthèse issus de la pétrochimie. Les lipopeptides sont des biosurfactants qui présentent un fort potentiel d'application en agriculture, pharmacie, cosmétique et environnement mais leur développement reste limité par des coûts de production élevés.

Ce projet de thèse vise à développer un bioprocédé de production de lipopeptides par fermentation d'agro-ressources, notamment des co-produits agroalimentaires (tourteaux, marcs, drêches, fines de production etc.). Les travaux porteront sur :
(1) l'étude de l'influence des substrats et de leurs prétraitements (physique, chimique, enzymatique),
(2) l'optimisation des conditions de fermentation,
(3) la caractérisation structurale et fonctionnelle des lipopeptides produits,
(4) la validation du procédé en bioréacteur.

L'ambition du projet est de contribuer au développement de valorisation de la biomasse pour un usage en chimie biosourcée en augmentant la durabilité des procédés de production de lipopeptides

Les lipopeptides sont des molécules amphiphiles constituées d'une chaîne d'acide gras hydrophobe liée à un peptide hydrophile, leur conférant des propriétés tensioactives et les classant parmi les biosurfactants. Leur capacité à interagir avec les surfaces et les membranes cellulaires leur confère des propriétés physico-chimiques (mouillantes, émulsifiantes) ainsi que de nombreuses activités biologiques : antifongiques, insecticides ou encore élicitrices des défenses des plantes. Grâce à ces propriétés, les lipopeptides présentent un fort potentiel applicatif en pharmacie (antibiotiques...), cosmétique (agents texturants, conservateurs), environnement (dépollution) et agriculture (biocontrôle).
Malgré leur intérêt, leur production reste limitée par (i) des taux de production par les bactéries encore faibles, (ii) des coûts de production élevés et (iii) des difficultés de montée en échelle avec des pertes de croissance microbienne et de productivité et un manque de reproductibilité. La valorisation d'agro-ressources pour la production de lipopeptides est très intéressante, car elle permet de réduire les coûts tout en augmentant la durabilité du procédé.

Tâche 1. Sélection d'agro-ressources et définition de leur prétraitements
1.1 Inventaire et sélection préliminaire des agro-ressources issues de filières locales (coproduits, biodéchets, résidus de transformation)
1.2 Analyse de la composition des biomasses
1.3 Tests et optimisation de différents prétraitement de biomasse physiques et chimiques

Tâche 2. Définition des conditions de fermentation des agro-ressources sélectionnées
2.1 Criblage de différentes bactéries productrices de lipopeptides (Bacillus et Pseudomonas)
2.2 Etude de la fermentation (tests des différentes agro-ressources seules ou en mélanges
Tâche 3. Caractérisation des surnageants de fermentation et des lipopeptides
3.1 Analyse structurale des molécules obtenues
3.2 Mesure de la tension de surface des lipopeptides à l'aide d'un tensiomètre
3.3 Tests d'activité biologique en microplaques des surnageants bruts de fermentation et des lipopeptides
Tâche 4. Validation du procédé en bioréacteur
4.1 Essais de production en réacteur de 3 L : réacteur agité classique ou air-lift
4.1 Essais de production en réacteur de 20 L