Septembre 2001 - n°60
L'ERPCB : Equipe de Recherche en Physico-Chimie et Biotechnologies
Un laboratoire pluridisciplinaire à forte vocation industrielle au sein de l'Université de Caen
La pluridisciplinarité et la complémentarité des approches scientifiques sont deux caractéristiques essentielles de l'ERPCB.
L'Equipe de Recherche en Physico-Chimie et Biotechnologies constitue un laboratoire mixte IUT - UFR des Sciences développant des thêmes de recherche au sein d'un pôle prioritaire de l'Université de Caen : "la Biologie Fondamentale et Appliquée".
Gros plan sur cette unité associant Biologie, Physico-Chimie et Génie des Procédés, au service des industriels, notamment dans les domaines de l'agroalimentaire et de l'environnement.
Pour une recherche plus appliquée
L'ERPCB trouve ses origines au début des années 90, lorsque des enseignants-chercheurs du Département Biologie Appliquée de l'IUT de Caen formulent le souhait de créer leur propre cellule de recherche.
Leur principal objectif : combler le décalage ressenti entre la recherche très fondamentale développée en laboratoire et leurs activités quotidiennes à l'IUT, beaucoup plus orientées vers l'application pratique.
C'est dans ce contexte, sous la coordination du Professeur Josette TRAVERT, qu'ont été initiées les activités de l'ERPHYBA autour de l'identification de bactéries lactiques par IRTF. Malgré quelques débuts difficiles, dus notamment aux charges pédagogiques et administratives lourdes des principaux animateurs et à la dispersion des locaux et matériels, la jeune structure attire de nouveaux membres et poursuit le développement de ses activités. Le Pr Daniel BARILLIER, fort de 20 années d'expérience en chimie analytique (absorption atomique et chromatographie) et le Pr Jean-François LE QUERLER, spécialiste de la chimie de coordination, rejoignent l'équipe.
La fusion de l'ERPHYBA avec le laboratoire "Chimie Minérale et Bioinorganique", puis l'installation du Groupe dans ses propres locaux fin 98, font de l'ERPCB ce qu'elle est aujourd'hui.
300 m2 de laboratoires et de bureaux, pour une équipe constituée d'une vingtaine de personnes (enseignants-chercheurs, technicien, chercheurs de 3ème cycle), sous la direction conjointe des Prs Daniel BARILLIER et Jean-François LE QUERLER qui ont pris la succession de Mme TRAVERT, aujourd'hui présidente de l'Université caennaise.
La multidisciplinarité : maître-mot de l'ERPCB
Unité mixte IUT-UFR des Sciences, l'ERPCB se distingue avant tout par sa pluridisciplinarité :
’ pluridisciplinarité de l'équipe, avec l'association de chimistes organiciens, de microbiologistes, de spécialistes du génie et des commandes de procédés, de chimistes analystes…
’ pluridisciplinarité de l'approche scientifique : de la recherche fondamentale (environ 20% des travaux), à la recherche appliquée (>70%), jusqu'au transfert technologique à travers ses activités de prestation.
’ pluridisciplinarité des thématiques, développées selon deux orientations phares : l'agro-alimentaire et l'environnement.
"Nos travaux s'inscrivent effectivement dans deux axes complémentaires et synergiques", commente le Pr BARILLIER. "1/ le développement et l'optimisation de technologies analytiques appliquées à la qualité et à l'analyse structurale de matériaux biologiques dans les aliments et dans l'environnement,
2/ le génie des bio-procédés appliqué aux productions des agro-industries et au traitement biologique des pollutions organiques."
Sous le premier Pôle dit "analytique", sont regroupées trois grandes thématiques de recherche:
- la caractérisation de souches bactériennes par spectroscopie IRTF, tout particulièrement axée sur le domaine agroalimentaire (bactéries lactiques), mais également applicable aux contrôles de procédés biologiques environnementaux (stations d'épuration..) ;
- le dosage des traces de métaux dans les matrices biologiques complexes par spectroscopie d'absorption atomique avec atomisation électrothermique (S.AA.AE):
"Nous travaillons sur ce sujet en étroite relation avec le CHU de Caen pour la mise au point d'un dépistage systématique du plomb chez les nouveau-nés à partir d'une seule goutte de sang", précise M. BARILLIER. "Nous nous intéressons également à la spéciation des métaux dans les milieux biologiques et collaborons avec le Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière de Caen pour le dosage d'espèces métalliques dans les sédiments marins".
- la caractérisation des flaveurs du Calvados et du cidre par GC/MS et analyse olfactométrique (GC couplée au "Sniffing")
Afin de défendre les caractéristiques typiques des produits, de mieux maîtriser leur élaboration et contrôler leur qualité, l'ERPCB cherche à identifier leurs marqueurs aromatiques, à évaluer leurs contributions respectives à l'arôme et à développer des outils analytiques permettant de caractériser plus finement les originalités des produits (notion de "terroir").
"Ce projet est mené en partenariat très étroit avec l'ADRIA Normandie", ajoute Jérôme LEDAUPHIN, doctorant au sein de l'ERPCB. "Plus de 100 molécules ont d'ores et déjà été identifiées par GC/MS dans des Calvados "sortie alambic" tandis qu'une quarantaine d'odeurs ont pu être caractérisées par olfactométrie…"
En matière de génie de procédés, c'est autour de la mise au point de fermenteurs instrumentés, de capacités variées (2L, 20L, 50L), que le laboratoire structure ses études.
- Un fermenteur de 2L a ainsi été développé pour l'optimisation de la culture de microorganismes à haut pouvoir épurateur (bactéries actives pour des processus spécifiques d'épuration des eaux usées ou polluées).
"L'objectif est maintenant d'augmenter le rendement de la production de biomasse, puis de modéliser la culture et d'être capable de la piloter grâce à un système de capteurs", complète M. BARILLIER.
Exemple de sujet industriel traité par cette méthode : la déphénolisation des sables de fonderies en vue d'une réutilisation en génie civil.
- Autre sujet de grand intérêt auquel se consacre l'ERPCB : la mise au point d'un procédé de traitement des effluents industriels agroalimentaires à forte concentration (effluents de laiterie, par exemple).
L'étude se base sur le couplage d'un fermenteur anaérobie (50 L) et d'un procédé d'ultrafiltration (séparation membranaire). Après plusieurs mois de fonctionnement du système en continu, ses performances sont aujourd'hui évaluées sous diverses conditions : chocs thermiques ou chimiques, polluants… ; l'automatisation du procédé constituant la prochaine étape de son optimisation.
Avec un rendement global d'épuration de 99%, un faible coût de fonctionnement et une grande compacité, le système s'adresse tout particulièrement aux PME dont les effluents à traiter sont fortement pollués, mais de débit peu élevé. De nouvelles collaborations sont d'ailleurs recherchées avec l'Industrie afin de finaliser le projet.
Soulignons que le partenariat est un facteur essentiel aux recherches menées par l'ERPCB. Les travaux, très largement centrés sur la recherche technologique, reposent effectivement sur de nombreuses collaborations industrielles, des transferts de technologie ou appels d'offres locaux (Département, Région, Université…).
C'est ainsi que l'équipe collabore sur des sujets d'orientation ou d'intérêt très régionaux, avec des laboratoires locaux, comme ceux de l'Institut de Biochimie et de Biologie Appliquée (IBBA), l'ADRIA Normandie, le Laboratoire F. Duncombe…
"Cela ne nous empêche pas de développer simultanément des travaux plus fondamentaux donnant lieu à des publications et des thèses, d'échanger dans le cadre de collaborations avec l'INRA (Dijon, Rennes, Narbonne), le laboratoire Géochimie de Toulouse, les laboratoires des Universités de Brighton, Murcie, Saint-Petersbourg, Grenade… et d'avoir été le maître d'œuvre de trois colloques au cours des dernières années".commente M. BARILLLIER.
Objectifs de l'ERPCB pour les 2 ou 3 ans à venir : compléter son parc instrumental d'un ICP, créer une annexe sur Vire où l'IUT de Caen vient d'ouvrir un nouveau Département Hygiène-Sécurité-Environnement, et obtenir le statut d'ERT (Equipe de Recherche Technologique).
"Cette reconnaissance, associée à
la soutenance des premières thèses de l'équipe, l'accueil
de DEA et de stagiaires post-doctoraux permettra de poursuivre le développement
des activités du laboratoire sur des thèmes porteurs (analyse
nanoscopique, spéciation des micropolluants, génie des procédés
de l'environnement…) et d'asseoir ainsi l'ERPCB dans le pôle "Biologie"
de l'Université de Caen Basse-Normandie", conclut M. BARILLIER.
Contact :
M. Daniel BARILLIER