Grands Projets
de Recherche
Les projets de recherche financés par les Fonds Européens et FEDER
BEGREEN / BiotechnoloGY and pRocEsses for ENergy transition
Projet cofinancé par le Fonds Européen de Développement Régional
Financement dans le cadre de la réponse de l’UNion à la pandémie de COVID-19
Établissement coordinateur : INSA Toulouse
Établissement partenaires : INSA Toulouse, INRAe, IMT Mines d’Albi
Unité de Recherche : TBI / Toulouse Biotechnology Institute, Bio &Chemical Engineering
Responsable Scientifique : Carole MOLINA JOUVE
Durée : Novembre 2021 – Décembre 2022
Financement : Programme opérationnel FEDER-FSE Midi Pyrénées et Garonne 2014-2020
Projet cofinancé par le Fonds Européen de Développement Régional
Financement dans le cadre de la réponse de l’Union à la pandémie de COVID-19
Montant : 999 999,39 Euros
Descriptif
Le très récent rapport du GIEC, les Accords de Paris, le Green Deal Européen expriment tous unanimement le caractère indispensable et urgent de la mise en place d’actions déterminantes pour limiter le réchauffement climatique en répondant aux besoins d’une population en pleine expansion sur ces prochaines années. La transition d’une énergie fossile vers des énergies renouvelables est une priorité ; les dynamiques politiques en Région Occitanie, en France et en Europe, expriment un engagement fort vers l’autonomie énergétique priorisant la production d’énergie à partir de matières premières renouvelables et de déchets, au sein de procédés industriels éco-compatibles.
Issues de la biomasse, les bioénergies sont la première source d’énergie renouvelable en France et en Europe. Sourcées localement, les bioénergies sont un secteur d’activité stratégique qui contribue au dynamisme des territoires avec un potentiel de développement important dans le transport et le chauffage, en accord avec les annonces de l’Agence Internationale de l’Energie. Citons l’exemple du biométhane, des biocarburants pour l’aviation et de l’hydrogène.
Selon le récent rapport de l’IEA (Renewables 2020, Analysis and forecast to 2025 Fuel report, November 2020), le biométhane est une alternative prometteuse au gaz naturel d’origine fossile. Avec un marché actuel d’environ 8 milliards de mètres cubes et plus de 1 000 usines de production biométhane dans le monde, soit une fraction minuscule de l’offre totale de gaz naturel ; l’investissement s’est accru ces dernières années, en particulier en Europe mais également en Amérique du Nord, Brésil, Chine et Inde. Plusieurs grandes compagnies pétrolières, notamment Total, BP, Shell et Chevron, ont récemment annoncé des investissements dans la production de biométhane. En France, l’ADEME estime qu’un système gazier basé à 100 % sur du gaz renouvelable à horizon 2050 est atteignable en utilisant des ressources qui n’entrent pas concurrence avec les usages « matières premières » (agriculture, forêt, industrie du bois et biomatériaux) et alimentaires qui restent prioritaires (Un mix de gaz 100 % renouvelable, ADEME 2018). Les voies de production de biométhane priorisées sont très majoritairement (70 %) la méthanation catalytique de biomasses (voie thermochimique) et la méthanisation (voie biologique) de déchets.
Le secteur de l’aviation, très touché par les effets de la pandémie, met en œuvre de multiples stratégies pour réduire ses impacts environnementaux avec un objectif de réduction de 50% à l’horizon 2050. La production et l’utilisation à grande échelle de carburants aéronautiques par conversion biologique ou thermochimique de la biomasse peuvent jouer un rôle essentiel (IRENA 2021, Reaching Zero with Renewables: Biojet fuels, International Renewable Energy Agency) : les besoins en biocarburants pour 2050 sont évalués entre 100 et 200 milliards de litres par an. Avec une production actuelle proche de 140 millions de litres par an (2019) soit moins de 1 % du carburant actuellement utilisé par le secteur de l’aviation, les efforts de R&D s’intensifient et les bioprocédés et les procédés thermochimiques de conversion de biomasses offrent de réelles opportunités.
Enfin, l’hydrogène est un carburant dont les perspectives se confortent également. L’Union européenne a publié sa stratégie ou feuille de route pour l’hydrogène en 2020. Bien que la production et la consommation actuelles soient modestes, il est prévu une expansion à court terme de la production et l’utilisation de l’hydrogène dont la densité énergétique est particulièrement importante sans contenu carboné.
Le projet BeGreen réunit des acteurs majeurs de R&D dans le domaine des Biotechnologies et Procédés en Région Occitanie, en pleine capacité de s’associer efficacement pour contribuer à la création de nouvelles filières de production de molécules énergétiques par conversion de biomasses (gaz, solides, liquides), ou d’optimiser des voies existantes selon des critères de performances économiques et environnementales. Ce projet vise l’acquisition d’équipements qui ciblent spécifiquement les verrous limitant le développement de ces nouvelles filières depuis le prétraitement des biomasses jusqu’à l’obtention des produits. Les fronts de science concernent
– Les catalyseurs biologiques ou chimiques qui sont au cœur des précédés de transformation de bioressources et déchets. L’exploration de leur très grande diversité, naturelle ou issue d’un travail d’ingénierie, reste un challenge avec des opportunités importantes de recherche et d’innovation.
– Les réacteurs de conversion, séparation et purification des molécules produites ; ces derniers nécessitent des avancées à la fois dans la connaissance des processus fondamentaux qui régissent les performances mais également dans la conception technique incluant la métrologie et les mesures et l’éco conception. Les procédés de separation et purifications influencent fortement les performances économiques et environnementales des filières, avec une contribution sur le coût total de production qui peut atteindre 50%.
En complément, certains de équipements liés à des activités de biotechnologie permettent d’envisager, avec des perspectives très prometteuses, des applications à la santé et la nutrition humaine. Les biotechnologies contribuent de façon importante aux défis liés à la santé et l’alimentation humaine, notamment comme la pandémie l’a révélé, avec l’élaboration de solutions dans le diagnostic, le traitement, les vaccins, les besoins nutritionnels …
Organisé en 5 plateformes, ce projet mobilise deux unités de recherche – Toulouse Biotechnology Institute (TBI ex LISBP) et Recherche d’Albi en Génie des Procédés des Solides Divisés, de l’Énergie et de l’Environnement (RAPSODEE) – et le démonstrateur industriel Toulouse White Biotechnology (TWB), avec des compétences multi disciplinaires de Chimie, Sciences du Vivant et Génie des Procédés. Ces partenaires ont la volonté d’associer leurs compétences et outils pour réaliser des avancées scientifiques, des ruptures/innovations technologiques, dans une vision holistique applicative de la bioéconomie pour la transition énergétique. Chacun de ces acteurs est reconnu au meilleur niveau pour ses activités en recherche fondamentale, recherche appliquée ou transfert industriel. Ils collaborent tous avec succès depuis de nombreuses années. Leur potentiel d’innovation est exceptionnel au bénéfice de la recherche mais également des acteurs industriels présents en Région. Ils constituent également une importante force d’attraction pour des industriels hors Région par l’unicité des forces et compétences regroupées en Occitanie.
Structuration en plateformes
En associant les acteurs majeurs de l’écosystème régional d’innovation en Biotechnologies et Procédés, le projet BeGreen repose sur la mise en place de 5 plateformes :
CATMES Catalytic methanation system
Localisation : VALTHERA – RAPSODEE
La plateforme CATMES permettra de réaliser la méthanation catalytique (production de méthane) de syngaz issu de la conversion thermochimique de biomasse et de déchets, et notamment :
- De tester et valider des nouveaux matériaux catalytiques développés par le centre dans ce procédé, à l’échelle pilote ;
- De compléter la chaîne de valorisation de la biomasse et de biodéchets vers un produit final phare. Le syngas obtenu par la thermoconversion de la biomasse et de biodéchets peut-être valorisé en biométhane via ce procédé de méthanation catalytique.
- D’ouvrir de nouvelles opportunités pour la recherche sur la valorisation du dioxyde de carbone via la méthanation catalytique directe du CO2.
Localisation : TWB
La plateforme FastStrain avec l’acquisition d’un système de micro-bioréacteurs à haut débit, permet une évaluation en temps réel et en parallèle sur 48 modalités de différents paramètres de suivi de culture de microorganismes incluant la biomasse, la fluorescence, le pH, l’OD et d’autres paramètres de culture clés en conditions aérobies ou anaérobies. Les volumes sont de l’ordre du micro litre.
Localisation : TBI
La plateforme MILBIOR se positionne en complémentarité de la plateforme FastStrain sur une échelle croissante de volumes de réacteurs : du microlitre (FastStrain) au millilitre (MiILBIOR) ; elle permet d’évaluer de façon simultanée un nombre important de combinaisons de substrats/souches/conditions de cultures avec des milli bioréacteurs dont l‘instrumentation et les modalités de contrôle donnent accès à un grand nombre de données fiables, robustes et transposables sur des volumes plus importants. Le facteur d’échelle, compris entre 100 et 1000, entre les deux plateformes, permet une extrapolation minimisant les risques.
Localisation : TWB
La plateforme IONSCAN est dédiée à l’analyse des moûts de fermentation par une technique de chromatographie par échange d’ions. Elle permet la caractérisation de l’exo-métabolome microbien en cours de la fermentation. L’objectif final est de pouvoir monitorer et caractériser assez finement l’évolution de concentration des substrats et produits dans le milieu de culture des bioréacteurs au cours des expériences de fermentations.
Localisation : TBI
Cette plateforme permet l’acquisition de connaissances sur les processus aux interfaces gaz/microorganisme en milieu liquide complexe, indispensables pour déduire des configurations performantes de procédés séparatifs.
Avec un AFM de nouvelle génération, elle offre des performances inédites par rapport aux matériels existant en Occitanie, équipée de la technologie commerciale d’imagerie rapide adaptée aux systèmes biologiques. Elle permet également, de façon originale et unique, l’implantation simultanée d’un système de pinces optiques pour des mesures couplées sur le même échantillon, dont l’acquisition est programmée par la Fédération FERMAT.
FEMTOGAN
Établissement coordinateur : INSA Toulouse
Partenaires : INSA Toulouse, CNRS, TRAD
Unité de Recherche : LPCNO
Responsable Scientifique : Xavier Marie
Durée : Janvier 2020 – Décembre 2022
Financement : Programme opérationnel FEDER-FSE Midi Pyrénées et Garonne 2014-2020
PHOTINNOV'R
DEMETHA
BioCATMAG - CATALYSIS IN AQUEOUS SOLUTION BY MAGNETIC INDUCTION: BIOMASS VALORIZATION
Établissement coordinateur : INSA Toulouse
Unité de Recherche : LPCNO
Responsable Scientifique : Bruno Chaudret / Jaime Mazario
Durée : Juin 2023 – Mai 2025
Financement : European Research Executive Agency / MSCA Postdoctoral Fellowships
SOLFORPLAS
EvoXUL
Établissement coordinateur : INSA Toulouse
Unité de Recherche : TBI
Responsable Scientifique : Claire Dumon / Victor Barba Cedillo
Durée : Novembre 2021 – Octobre 2023
Financement : European Research Executive Agency / MSCA Postdoctoral Fellowships
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31077 Toulouse cedex 4
Tél : 05 61 55 95 13
Fax : 05 61 55 95 00
Quatre d’entre eux, déjà diplômés ou en cours de cursus, avaient déjà fait la fierté de l’INSA Toulouse lors des précédents Jeux olympiques de Tokyo en 2021. À l’instar de Matthieu Androdias, jeune diplômé de l’INSA Toulouse à l’époque, monté sur la première marche du podium olympique en aviron de couple avec Hugo Boucheron, ou encore d’Ugo Didier, étudiant qui avait décroché, à seulement 19 ans, l’argent en 400 mètres nage libre et le bronze au 200 mètres 4 nages aux Jeux Paralympiques. Aujourd’hui, 10 étudiants sportifs de haut niveau de l’INSA Toulouse ont ouvert les « champs des possibles » pour une éventuelle participation à cette prestigieuse compétition.
Vers une nouvelle participation aux JO pour quatre nageurs ?
En natation, ils sont quatre, dont trois qui avaient déjà représenté la France aux précédents JO de Tokyo ! À leur tête, Ugo Didier, parce que c’est le seul, pour l'instant, à avoir la certitude de pouvoir aller briguer une autre médaille à Paris puisqu’il est d’ores et déjà qualifié pour les JO. Les autres doivent attendre les résultats qu'ils feront entre fin juin aux Championnats de France, pour savoir s’ils seront sélectionnés ou pas. Ugo Didier est étudiant en 4e année génie civil à l’INSA Toulouse et membre de l’équipe de France de natation paralympique. En 2023, il a décroché plusieurs médailles d'argent au Championnat du monde de Manchester : pour le 100 m dos, le 400 m et le 100 m nage libre, pour le 200 m 4 nages individuel et le relais 4×100 nage libre. Aujourd’hui, Ugo aimerait bien décrocher une, voire deux médailles d’or aux jeux de Paris, la seule couleur qui lui manque aux Jeux !
Antoine Viquerat, étudiant en 5e année génie mécanique, pourrait aussi très bien à nouveau concourir dans l’épreuve de 200 m brasse après avoir fini demi-finaliste aux précédents JO. Il a notamment décroché, en 2021, les titres de champion de France du 50 et du 200 mètres brasse aux Championnats de France de natation à Chartres, ainsi qu’aux 100 mètres brasse aux Championnats de France d'hiver de natation à Montpellier, et été finaliste du relais 4x100 m quatre nages grand bassin en 2022 aux championnats d’Europe et du Monde.
Autre « star » de la natation de l’INSA Toulouse, Lucile Tessariol, qui suscite beaucoup d’espoir pour une possible qualification en individuel sur les épreuves de 200 m et 400 m nage libre. Étudiante en 1re année, elle avait atteint la finale aux Jeux de Tokyo dans l’épreuve du 4x200 m nage libre féminin. Depuis, elle a aussi décroché deux médailles aux Championnats d’Europe 2022 et remporté le titre européen -23 ans sur le 200 m nage libre en 2023.
Enfin, un autre espoir en natation, Antoine Herlem, pourrait être lui aussi qualifié à l'issue des championnats de France qui se dérouleront du 16 au 21 juin, pour l'épreuve de natation dos 200 m. Il a notamment fini à la 15e place pour le 200 m dos hommes - série lors des Championnats du monde 2023.
Des champions du ballon en lice aussi
En beach-volley, ils sont également deux sportifs de haut niveau à être pressentis pour aller défendre les couleurs de la France aux JO 2024.
Il y a d’abord Arnaud Gauthier-Rat, qui avait déjà eu l’opportunité de se qualifier aux JO de la Jeunesse de Nankin en 2014, où il avait terminé à la 9e place avec son partenaire de l’époque, Arnaud Loiseau. Étudiant en 5e année au département génie électrique et informatique de l’INSA Toulouse, il avait notamment été sacré champion de France en 2019 et fini 15e au classement mondial de 2022.
Clémence Vieira, étudiante en 3e année spécialité génie civil et joueuse en Équipe de France de beach-volley, évolue dans la même discipline. Elle est double championne de France en titre, championne du monde militaire 2023 et actuellement 37e mondiale.
Adepte du ballon aussi, mais pas sur sable, Théo Faure, étudiant en 4e année génie physique, a également toutes ses chances d’être qualifié. Volleyeur professionnel depuis 2019, il évolue désormais en Italie, dans le club de Cisterna après être passé par les Spacers à Toulouse ou encore l’équipe de Montpellier avec laquelle il a été champion de France en 2022.
Deux en course pour l’athlétisme
En athlétisme, discipline historique des Jeux olympiques, trois SHN de l’INSA Toulouse affichaient aussi des prétentions pour les JO. Si l’un d’entre eux a hélas été blessé, Cyann Galtier-Villa, étudiant en 1re année IC (Ingénierie de la Construction) qui fait du demi-fond, les deux autres restent en lice pour briguer cette précieuse qualification : Tom Campagne, étudiant en 3e année spécialité Génie mécanique, qui fait de l’athlétisme depuis plus de 10 ans et s’est spécialisé dans le saut en longueur à haut niveau, et Alexa Lemitre, en 5e année GP3E (Génie des procédés : eau, énergie, environnement) pour l'épreuve de demi-fond.
Enfin, une autre étudiante pourrait bien représenter la France sur une toute nouvelle discipline apparue aux JO de Tokyo, l’escalade de vitesse. Lison Gautron, étudiante en 3e année MIC-IR (Modélisation, informatique et communication), s’est spécialisée, il y a 4 ans de cela dans cette discipline après 14 ans d’escalade. À 20 ans, elle fait partie des grands espoirs de l’escalade de vitesse français, car elle compte déjà de nombreuses sélections en équipe de France : en Équipe de France jeunes, elle a notamment pu participer aux Championnats du Monde et d’Europe, terminant respectivement 10e et 3e ; elle a également participé à plusieurs étapes de la Coupe d’Europe dont une qu’elle a remportée ; et chez les seniors, elle a pu participer à une étape de Coupe d’Europe où elle a terminé 9e et à une Coupe du Monde où elle s’est classée 16e. Aujourd’hui, elle espère bien finir dans les 5 premières des OQS (Olympic Qualifier Series), compétitions qualificatives pour les JO de Paris.
L’aide précieuse des parcours aménagésSi ces sportifs de haut niveau doivent en très grande partie leurs résultats et la possibilité de briguer une qualification aux JO à une motivation sans faille et un travail sans relâche depuis des années, ils le doivent aussi, en partie, à l’accompagnement spécifique dont ils bénéficient en tant que sportifs de haut niveau au sein de l’établissement. Ce dispositif proposé à l’échelle du Groupe INSA concerne près de 400 élèves. Il leur permet de suivre le cursus ingénieur tout en répondant aux contraintes d’entraînement et de participation aux compétitions. Une aide non négligeable, car nombreux s’accomplissent dans leur double projet, sans que cela soit au détriment de l’un ou de l’autre. À titre d’exemple, Matthieu Androdias avait pu déjà participer avant Tokyo, grâce à son cursus aménagé à l’INSA de Toulouse, à deux olympiades, les JO de Londres en 2012 et ceux de Rio en 2016. Arnaud Gauthier-Rat a pu de son côté entrer dans le top 20 au ranking mondial de sa discipline et être vainqueur en 2023 du grand chelem de Torquay en Australie... Pour Sylvie Rossard, responsable de ces profils particuliers qui évoluent à l’INSA Toulouse, ce dispositif répond parfaitement aux valeurs que porte l’INSA, entre autres former des ingénieurs qui soient ouverts et capables de s’épanouir dans d’autres domaines, le sport, la musique, l’art… Qu’ils soient qualifiés ou non, ces athlètes n’en restent pas moins brillants… et tenaces ! En effet, certains d’entre eux, à l’instar de Lucile Tessariol ou d’Arnaud Gauthier-Rat, affichent d’ores et déjà leur intention d’essayer de briguer une qualification pour les JO qui suivront à Los Angeles en 2028 ! |
Rédaction : Camille Pons, journaliste
Quatre d’entre eux, déjà diplômés ou en cours de cursus, avaient déjà fait la fierté de l’INSA Toulouse lors des précédents Jeux olympiques de Tokyo en 2021. À l’instar de Matthieu Androdias, jeune diplômé de l’INSA Toulouse à l’époque, monté sur la première marche du podium olympique en aviron de couple avec Hugo Boucheron, ou encore d’Ugo Didier, étudiant qui avait décroché, à seulement 19 ans, l’argent en 400 mètres nage libre et le bronze au 200 mètres 4 nages aux Jeux Paralympiques. Aujourd’hui, 10 étudiants sportifs de haut niveau de l’INSA Toulouse ont ouvert les « champs des possibles » pour une éventuelle participation à cette prestigieuse compétition.
Vers une nouvelle participation aux JO pour quatre nageurs ?
En natation, ils sont quatre, dont trois qui avaient déjà représenté la France aux précédents JO de Tokyo ! À leur tête, Ugo Didier, parce que c’est le seul, pour l'instant, à avoir la certitude de pouvoir aller briguer une autre médaille à Paris puisqu’il est d’ores et déjà qualifié pour les JO. Les autres doivent attendre les résultats qu'ils feront entre fin juin aux Championnats de France, pour savoir s’ils seront sélectionnés ou pas. Ugo Didier est étudiant en 4e année génie civil à l’INSA Toulouse et membre de l’équipe de France de natation paralympique. En 2023, il a décroché plusieurs médailles d'argent au Championnat du monde de Manchester : pour le 100 m dos, le 400 m et le 100 m nage libre, pour le 200 m 4 nages individuel et le relais 4×100 nage libre. Aujourd’hui, Ugo aimerait bien décrocher une, voire deux médailles d’or aux jeux de Paris, la seule couleur qui lui manque aux Jeux !
Antoine Viquerat, étudiant en 5e année génie mécanique, pourrait aussi très bien à nouveau concourir dans l’épreuve de 200 m brasse après avoir fini demi-finaliste aux précédents JO. Il a notamment décroché, en 2021, les titres de champion de France du 50 et du 200 mètres brasse aux Championnats de France de natation à Chartres, ainsi qu’aux 100 mètres brasse aux Championnats de France d'hiver de natation à Montpellier, et été finaliste du relais 4x100 m quatre nages grand bassin en 2022 aux championnats d’Europe et du Monde.
Autre « star » de la natation de l’INSA Toulouse, Lucile Tessariol, qui suscite beaucoup d’espoir pour une possible qualification en individuel sur les épreuves de 200 m et 400 m nage libre. Étudiante en 1re année, elle avait atteint la finale aux Jeux de Tokyo dans l’épreuve du 4x200 m nage libre féminin. Depuis, elle a aussi décroché deux médailles aux Championnats d’Europe 2022 et remporté le titre européen -23 ans sur le 200 m nage libre en 2023.
Enfin, un autre espoir en natation, Antoine Herlem, pourrait être lui aussi qualifié à l'issue des championnats de France qui se dérouleront du 16 au 21 juin, pour l'épreuve de natation dos 200 m. Il a notamment fini à la 15e place pour le 200 m dos hommes - série lors des Championnats du monde 2023.
Des champions du ballon en lice aussi
En beach-volley, ils sont également deux sportifs de haut niveau à être pressentis pour aller défendre les couleurs de la France aux JO 2024.
Il y a d’abord Arnaud Gauthier-Rat, qui avait déjà eu l’opportunité de se qualifier aux JO de la Jeunesse de Nankin en 2014, où il avait terminé à la 9e place avec son partenaire de l’époque, Arnaud Loiseau. Étudiant en 5e année au département génie électrique et informatique de l’INSA Toulouse, il avait notamment été sacré champion de France en 2019 et fini 15e au classement mondial de 2022.
Clémence Vieira, étudiante en 3e année spécialité génie civil et joueuse en Équipe de France de beach-volley, évolue dans la même discipline. Elle est double championne de France en titre, championne du monde militaire 2023 et actuellement 37e mondiale.
Adepte du ballon aussi, mais pas sur sable, Théo Faure, étudiant en 4e année génie physique, a également toutes ses chances d’être qualifié. Volleyeur professionnel depuis 2019, il évolue désormais en Italie, dans le club de Cisterna après être passé par les Spacers à Toulouse ou encore l’équipe de Montpellier avec laquelle il a été champion de France en 2022.
Dans un souci d'alléger le texte et sans aucune discrimination de genre, l'emploi du genre masculin est utilisé à titre épicène.
