Université de Rennes 1 Étude d'un prétraitement biologique des biomasses lignocellulosiques par une approche microbiologique et de bioprocédé Study of a biological pretreatment of lignocellulosic biomasses by an approche of microbiology and bioprocess. résidus de culture bactéries ligninolytiques prétraitement accessibilité à cellulose communauté bactérienne crop residues ligninolytic bacteria pretreatment cellulose accessibility bacterial community Lignocellulose Thèses et écrits académiques Résidus de récolte Thèses et écrits académiques Microbiologie agricole Thèses et écrits académiques L'objectif de la thèse est de caractériser des populations bactériennes susceptibles de dégrader la lignine des résidus de culture afin d'optimiser la biodisponibilité du compartiment holocellulosique. L'originalité du sujet réside dans la recherche de bactéries ligninolytiques en utilisant des approches combinant à la fois de l'isolement de souches, des techniques de biologie moléculaire et de la mise en œuvre de ces micro-organismes à l'échelle de réacteur pilote, dans le cadre de prétraitements des résidus de culture. Les travaux de recherche ont été réalisés pour mettre en évidence et identifier des micro-organismes potentiellement intéressants et caractériser leurs systèmes enzymatiques susceptibles d'intervenir dans la dégradation de la lignine. Suite à l'isolement de plusieurs souches d'intérêts et à la mise en place de réacteurs, des expérimentations ont été réalisées afin de suivre l'effet des prétraitements biologiques sur la dégradation de la biomasse et notamment par l'étude des transformations biochimiques, de l'accessibilité à la cellulose ainsi que de l'évolution des communautés microbiennes. Les résultats de ces travaux ont montré que la communauté endogène joue un rôle primordial dans la biodégradation de la paille de colza. Bien que l'inoculation de bactéries exogènes ait eu peu d'influence, il est possible d'améliorer l'accessibilité à cellulose par un mélange de lignine et des sels minéraux permettant d'enrichir la communauté endogène active. Cette thèse s'articule autour de plusieurs analyses multi-échelles et complémentaires permettant de développer un prétraitement biologique de résidu de culture, d'améliorer sa mise en œuvre et son utilisation pour la digestion anaérobie par voie sèche ou la production de bioéthanol. The aim of the PhD project is to characterize bacterial populations potentially capable of degrading lignin within crop residues to optimize the bioavailability of holocellulose compartment to be valorized by anaerobic digestion. The originality of the subject lies in finding ligninolytic bacteria using approaches combining the isolation of strains and technique of molecular biology, and the application of these microorganisms on a reactor scale, as part of pretreatment of crop residues. Firstly, research work was carried out to find and identify potentially interesting micro-organisms and characterize their specific enzyme systems. Secondly, studies have been conducted on the application of micro-organisms isolated for a biological pretreatment of rape straw. Pretreatments were carried out in a series of laboratory reactors dedicated to follow the effect in real time. A method allowing the quantification of the cellulose accessibility for cellulases in substrate was established. In parallel, high-throughput sequencing analysis was performed to monitor and/or characterize the bacterial and archaeal communities in the reactors. The results obtained have shown that the main factor influencing the degradation of the straw was not the presence of ligninolytic strains which could not influence the development of endogenous community, but the supply of some nutrients included in a mixture with lignin and mineral salts which could enrich a particularly active community. The data obtained in the thesis allowed to capitalize knowledge on the biodegradation of lignocellulosic biomass. This prospective study allowed the consideration of using the biological pretreatments developed at the upstream of biogas and biofuel sectors. Electronic Thesis or Dissertation Text fr en application/pdf 1 : 4324 Ko https://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/8e1b3fb1-5306-4348-a293-705cffbc5e40 Tian Jianghao 1990-09-03 CN 199477817 jianghao.tian1990@gmail.com 2016REN1S099 http://www.theses.fr/2016REN1S099 2016-12-14 Chimie Universite de Rennes 1 thesis.degree.grantor_1 02778715X Doctorat non oui Pourcher Anne-Marie intervenant_1 132392151 SCIENCES DE LA MATIERE ecoleDoctorale_1 139061916 Universite Bretagne Loire partenaireRecherche_1 191639044 IRSTEA partenaireRecherche_2 16710876X ddc:540 Pourcher Anne-Marie Universite de Rennes 1 Sciences et technologie, medecine, pharmacie, odontologie, droit, economie, gestion, philosophie SCIENCES DE LA MATIERE École doctorale Sciences de la matière (Rennes) Universite Bretagne Loire Communaute des etablissements d enseignement superieur et de recherche (ComuE) IRSTEA ASCII PDF 4427405