Les biotechnologies blanches, avancées et perspectives -...

Rencontre d'experts franco-allemande Berlin, 29 septembre 2006

Dossier d’information du Service pour la Science et la Technologie de l’Ambassade de France en Allemagne – Mai 2007

Les biotechnologies blanches, avancées et perspectives

Directeur de publication : Dr. Ing. Jean-François Dupuis Directrice de rédaction : Marie de Chalup Assistante de rédaction: Aurélie Jablonski Traduction : Jana Ulbricht Photo de couverture : Marie de Chalup Publication gratuite de l'Ambassade de France en Al lemagne . Tout ou partie de ce numéro ne peut être diffusé sans autorisation expresse du Service pour la Science et la Technologie de l'Ambassade de France en Allemagne. Rédaction . Ambassade de France en Allemagne - Service pour la Science et la Technologie Adresse postale : Pariser Platz 5, D-10117 BERLIN Tél:+49 30 590 039 000, Fax:+49 30 590 039 265, Internet: www.wissenschaft-frankreich.de, Mél: [email protected]

Science Allemagne – Biotechnologies blanches - Avancées et perspectives 04/2007 3

Contenu

Avant-propos.................................................................................................5

Les biotechnologies blanches ...........................................................................7

Les bioproduits pharmaceutiques (1) ...............................................................9

Les bioproduits pharmaceutiques (2) ..............................................................11

De la biomasse à l’énergie (1)........................................................................12

De la biomasse à l’énergie (2)........................................................................14

Les biomatériaux (1) ....................................................................................17

Les biomatériaux (2) ....................................................................................19

Réseaux de recherche et transfert technologique (1) ........................................21

Réseaux de recherche et transfert technologique (2) ........................................23

Résumé des interventions : Perspectives pour les différents domaines de recherche..................................................................................................................25

Glossaire................................................................................................……27 Contacts.....................................................................................................28

4 Science Allemagne – Biotechnologies blanches – Avancées et perspectives 09/2006


Préface

Perspectives pour les biotechnologies blanches en Allemagne et en France

Alors que les biotechnologies vertes et rouges, utilisées respectivement dans l'agroali-mentaire et la médecine, sont perçues par l'opinion publique comme un enjeu important, les biotechnologies blanches ont longtemps existé dans l'ombre. Pourtant, l'utilisation in-dustrielle des procédés biologiques que nous appelons "biotechnologies blan-ches"connaît des progrès technologiques considérables et son essor en termes écono-miques ne sont pas à sous-estimer.

Dans un compte-rendu de McKinsey, un groupe d' experts prévoit que, d'ici à 2010, 20% des substances chimiques en circulation proviendront de processus de production biolo-giques. Ce qui correspondrait à un chiffre d'affaires annuel d'environ 300 milliards de dol-lars.

Nous observons une "biotechnologisation" croissante de l'industrie chimique qui va non seulement augmenter son efficacité grâce à de nouveau procédés, mais qui suit aussi un agenda qui, à long terme mènera au remplacement du pétrole par des matières premi-ères renouvelables. Voici une définition établie par EuropaBio: "Les biotechnologies blanches consistent à appliquer des procédés naturels à la production industrielle" (Eu-ropaBio, 2003)

En ce qui concerne le secteur de l'énergie, l'influence de cette nouvelle manière de tra-vailler est également considérable. Entre-temps, au vue de l'étendue croissante des champs d'application on parle déjà d'une "bioéconomie"

Durant ce forum franco-allemand sur les biotechnologies blanches, des experts des deux pays se sont rencontrés pour échanger connaissances et programmes en cours dans ce domaine technologique important ainsi que pour développer un point de départ à des projets en commun.

Dr. Günter Peine

BioTop,

Management, Sciences and Technologies

BioTOP Berlin-Brandenburg,

Fasanenstraße 85, D-10623 Berlin Tel.: (030) 3186-220,

Fax: (030) 3186-2222,

E-Mail: [email protected]

www.biotop.de

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Les biotechnologies blanches

Les biotechnologies blanches représentent la troi-sième vague d’expansion des biotechnologies suc-cédant aux biotechnologies vertes et rouges. Elles se sont développées sous l’effet d’une réglementation

de protection de l’environnement plus stricte pour répondre aux contraintes économiques de l’industrie et aux attentes de la société.

Définition et applications

Les biotechnologies blanches se caractérisent par l’emploi de systèmes biologiques (bactéries) pour la fabrication, la transformation ou la dégradation de molécules grâce à des procédés enzymatiques ou de fermentation dans un but industriel. Elles sont utili-sées comme alternative aux procédés chimiques classiques et transforment des matières premières renouvelables, issues de l’agriculture et de la sylvi-culture. L’application des bioconversions englobe le secteur des polymères, des carburants, de la const-

ruction (isolation, couleurs etc.), du papier, du textile, dissolvants, laques, des produits phytosanitaires, de l’environnement (traitement des déchets), de la médecine, de l’industrie pharmaceutique et cosméti-que, ainsi que de l’industrie agroalimentaire (vitami-nes, arômes, colorants).

Les biotechnologies blanches remplissent la règle des trois P, mais doivent encore être optimisées

Les biotechnologies blanches remplissent la règle des trois P (People, Planet and Profit), conditions sociales, environnementales et économiques du développement durable.

Leur impact social se concrétise par la création de nouveaux emplois et une responsabilisation envers les générations futures.

La réduction de l’impact environnemental est pos-sible grâce à l’efficacité accrue des procédés et de l’utilisation de matières renouvelables, qui réduisent

les émissions de gaz à effet de serre et les émissions toxiques dans l’air et dans l’eau.

L’impact économique est sensible dans la réduction des coûts de production et l’augmentation des reve-nus grâce à de nouveaux produits et procédés à haute valeur ajoutée.

Cependant, il reste à optimiser les procédés de bio-conversion (rendement moyen de 59%) à l’échelle industrielle afin de pouvoir égaler l’efficience des procédés chimiques (rendement moyen de 80%).

L’Allemagne est la premièrez consommatrice de resssources renouvelables en Eu-rope et la France accroît ses efforts pour développer rapidement les biotechnologies

blanches

Allemagne : L’industrie chimique allemande utilise majoritairement le pétrole (78%), le gaz naturel (10,5%) et le charbon (1%) comme matières premi-ères. 10,5% de ressources renouvelables sont utili-sées en Allemagne contre seulement 3% en France. Les produits issus des bioconversions sont principa-lement le bio-éthanol, les acides organiques, les vitamines B2, B12 et certains antibiotiques. Selon les estimations, les bioconversions pourraient atteindre, d'ici 2015, 15% du chiffre d'affaires des industries chimiques et pharmaceutiques allemandes. En tout, ce sont plus de 150 M € qui sont investis par l’Allemagne dans les programmes des biotechnolo-gies blanches de 2004 à 2007.

France : La France a investi environ 175 M € depuis 1994 dans les biotechnologies blanches. Cette même année le Groupement d'Intérêt Scientifique AGRICE (Agriculture pour la Chimie et l'Energie) a vu le jour, dans le but de soutenir des projets de recher-che relatifs à la valorisation des productions végéta-les renouvelables dans le domaine de l'énergie, de la chimie et des matériaux. Il s’agit d’un partenariat entre l’ADEME (Agence gouvernementale de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie), des acteurs industriels et agricoles et des scientifiques.


En 2010, les produits de l’industrie chimique mondiale seront issus à 20% de res-sources renouvelables. En Europe, l’Allemagne et la France sont leaders en matière

de recherche et d’innovation dans ce domaine.

Actuellement 5% des substances de l’industrie chi-mique mondiale sont issues de procédés biotechno-logiques. En 2010, cette proportion devrait s’élever à 10 ou 20%. Les bioconversions sont particulièrement développées aux Etats-Unis, au Canada au Japon et au Brésil, essentiellement pour le développement des Bioénergies. En Europe, l’Allemagne et la Fran-ce sont leaders en matière de recherche et d’innovation dans ce domaine.

La commission européenne a créé la plate-forme technologique pour une chimie durable SusChem dont l’une des trois thématiques technologiques prio-ritaires est la « Biotechnologie industrielle ». De même le 7ème Programme cadre européen de re-cherche et développement technologique de l’union Européenne inclut pour la première fois une thémati-que centrée sur les biotechnologies blanches : « Knowledge-based bio-economy ». L’ERA-net In-dustrial Biotechnology a été réalisé afin de créer un espace de recherche européen dans ce secteur. Un autre ERA-net pour les ressources renouvelables doit être proposé suite à une réunion en septembre 2005 à Berlin. De plus, d’autres grands projets européens sont à l’ordre du jour :

Le projet BioMass (développement des procédés de bio-raffineries pour les biocarburants)

Le projet réseau d’excellence « Bioenergy » (déve-loppement des bioénergies)

Le projet BIOENERGY CHAIN (paramètres de pro-duction d’espèces lignocellulosiques et impacts envi-ronnementaux)

Le projet NILE (optimisation de la production du bio-éthanol)

Le projet BIORENEW (utilisation de la biomasse lignocellulosique en chimie verte).

Le projet ASIATIC (production d’éthanol pour la Chine).

Globalement le développement des biotechnologies blanches devient une des priorités de l’industrie eu-ropéenne. L’objectif principal est le développement de bio-raffineries pour la lignocellulose destinées à fabriquer des combustibles, des produits chimiques et des matériaux polymères.

La France et l’Allemagne participent à un appel d’offre commun dans le cadre de l’ERA –net Industrial Biotechnology. Le rapprochement FNR - ADEME et le pro-

gramme de coopération franco-allemand P2R laissent présager la mise en œuvre de coopérations bilatérales multiples dans ce domaine

La France et l’Allemagne ont fait un appel d’offre commun dans le cadre de l’ERA-net Industrial Biotechnology. Sont partenaires du côté français l’ADEME, et du côté allemand, le Ministère fédéral de l’éducation et la recherche BMBF, le Centre de re-cherche de Jülich et la Fondation fédérale allemande pour l’environnement DBU. De même, l’ERA-net pour les ressources renouvelables rassemblera du côté français l’ADEME, et du côté allemand, la FNR et le Ministère fédéral pour la protection des consomma-teurs, l’alimentation et l’Agriculture BMVEL.

L’AGRICE et son homologue allemand, la FNR (A-gence allemande pour les matières premières renou-velables), coopèrent déjà sur la base d’un échange bilatéral d’informations. Lors de rencontres, ils ont pu définir les domaines de recherche communs entre les deux pays. De même, le Programme de Recherche en Réseau franco-allemand (P2R) subventionné par le Ministère des affaires étrangères à Paris et l’agence allemande de promotion de la recherche DFG est consacré aux biotechnologies blanches sur la période 2006-2009 avec un budget commun supé-rieur à 2 M€.


Les bioproduits pharmaceutiques (1)

Paul Baduel, expert biotechnologies pour Sanofi-Aventis, France Mr Paul Baduel est expert en biotechnologies pour le groupe franco-allemand sanofi-aventis. Pour introdui-re son intervention, Mr Baduel rappelle les différents types de biotechnologies. Les « biotechnologies rouges » se consacrent au secteur des produits pharmaceutiques pour la santé humaine et animale, comme par exemple les vaccins, la thérapie cellulaire et génique. La dénomination « biotechnologies blan-ches » est employée, selon Mr Baduel, pour fabri-quer de manière moins coûteuse et de manière plus écologique des produits chimiques, on peut l’associer au concept de chimie verte. Les « biotechnologies vertes » consistent en l’utilisation de la technologie dans l’agriculture et l’agroalimentaire, il s’agit par exemple des plantes OGM ou transgéniques.

Les biotechnologies ont, depuis ces 20 dernières années, fortement gagné en crédibilité. Dans les années 50, il s’agissait obtenir par fermentation des molécules de taille moyenne, pour la production par exemple de vitamines, d'antibiotiques et de stéro-ïdes. Dans les années 80, on a produit de l'insuline, des interférons, des facteurs de croissance granulo-cytaires (G-CSF), des hormones de croissance (hGH), etc, à l'aide d'un gène unique introduit dans des microorganismes on a été capable de produire des protéines thérapeutiques. Dans les années 90 des progrès significatifs ont été obtenus dans le do-maine de la culture de cellules de mamifères, ce qui a permis la production de protéines thérapeutiques plus complexes telles que l’EPO, le facteur VIII et les anticorps monoclonaux. Un exemple de développe-ment et de production pour sanofi-aventis est Lantus (une insuline améliorée).

Depuis 2000, le concept de "cell factory", a permis de relancer les biotechnologies blanches. Pour la pre-mière fois, il est possible de combiner des gènes différents pour produire des molécules complexes par fermentation. Cela permet à par exemple à Du-Pont, une entreprise américaines, de réaliser une première exploitation industrielle de 1,3-propanediol. De son côté, sanofi-aventis développe, un nouveau procédé pour la fabrication de l'hydrocortisone. La prochaine étape pourrait être la production industriel-le d'Artémisinine, de Taxol et d'autres molécules d’origine végétale.

Dans le domaine des biotechnologies, l'intérêt de sanofi-aventis est plus particulièrement centré sur les biotechnologies blanches (obtention par fermentation d'antibiotiques et de vitamines à grande échelle, bio-transformation, en particulier de stéroïdes, ainsi que la production d'enzymes) et les biotechnologies

rouges (vaccins, protéines recombinantes, anticorps monoclonaux ainsi que la thérapie génique non-virale).

Pour Paul Baduel l'avenir des biotechnologies blan-ches réside dans les deux champs d’application sui-vants:

le remplacement de procédés de synthèse chimique complexe par des procédés biotechnologiques

2 , la création de nouveaux produits et débouchés pour l’industrie

Dans la suite de son intervention, Paul Baduel présente 4 exemples d'utilisation dans l’industrie de procédés afférents aux biotechnologies blanches.

DuPont produit ainsi du 1,3-propanediol, utilisé pour la fabrication de textile, le rendant plus souple, plus facile à repasser, plus coloré.

Sanofi-aventis développe un procédé de production d’hydrocortisone par des levures génétiquement modifiées à partir de glucose, ainsi la fabrication peut être réduite à une étape,de fermentation.

Paul Baduel évoque également la travail du profes-seur Keasling de l'université de Berkeley. Il s'agit d’examiner la possibilité de produire de l’artemisinine grâce à des systèmes microbiologiques. Grâce à l’artémisinine ainsi produite, les coûts des médica-ments anti-paludéens pourraient être significative-ment diminués, ce qui faciliterait fortement leur diffu-sion dans les pays en voie de développement.

Un autre exemple est le développement de la pro-duction par fermentation chez la bactérie E.coli, de l'acide shikimique, une molécule naturellement présente dans l’anis étoilé et jusqu’alors obtenue de cette seule source. Cette molécule est la matière première nécessaire à la fabrication du principe actif du Tamiflu, antiviral utilisé dans le traitement de la grippe et commercialisé par Roche. Un accord signé entre les deux entreprises assure une partie de l’approvisionnement en acide shikimique de Roche.

Question du public:

Combien de tonnes d'anis se produit-il mondialement et quelle est la part de marché de l'entreprise dans cette production?

Réponse de Paul Baduel :

La production mondiale d'anis s'élève à des milliers de tonnes, l’application principale est pour l’industrie


agroalimentaire. L’approvisionnement en acide shi-kimique se fait à la fois à partir de l’extraction végéta-le et à partir du procédé de fermentation.

Pour la fabrication d’acide shikimique, la société Ro-che a sélectionné sanofi-aventis comme un des fournisseurs pour la fabrication par biotechnologie.

Question du public :

Qu’en est-il du Tamiflu et des possibles vaccins contre la grippe aviaire ?

Réponse de Paul Baduel :

La version humaine de la grippe aviaire n’apparaitra que si le virus H5N1 mute pour devenir contagieux d’homme à homme. Il n’est donc pas possible de mettre au point un vaccin contre un virus qui n’existe pas encore. En cas de pandémie par un tel type de virus la stratégie consiste à utiliser pour le court ter-me des anti-viraux du type Tamiflu et de développer aussi rapidement que possible un vaccin

Question du public :

Combien d'hectares sont exploités en Inde pour la culture de l’anis pour le compte de Roche?

Réponse de Paul Baduel

Il n’en connaît pas la surface exacte, l’anis étoilé est également cultivé en Chine.

Question,du public:

Le nombre de nouveaux médicaments lancés sur le marché est très faible. Les nouveaux produits at-teignent encore difficilement le marché et par consé-quent les patients. Pouvez-vous à ce propos prendre position?

Réponse de Paul Baduel

Paul Baduel répond que le développement des nou-veaux produits dans une entreprise s'accomplit de manière cyclique et que ces derniers temps les bio-technologies rouges (pharmaceutiques) gagnaient de nouveau en importance. Il cite comme exemple le cancer et les maladie auto-immunes, dans laquelle les anticorps monoclonaux ont apporté une réponse thérapeutique.

Dans le même temps on assiste à peu de dévelop-pement de produits naturels faisant appel aux bio-technologies blanches.

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Contact

Paul Baduel Sanofi-Aventis 174, avenue de France 75013 Paris France Téléphone : +33 (0) 1 58 93 37 69 Fax : +33 (0) 1 58 93 36 88 E-Mail : [email protected] www.sanofi-aventis.com


Les bioproduits pharmaceutiques (2)

Les collaborateurs de l’Institut Hans-Knöll de Iéna s’occupent de tous les aspects de la recherche sur les produits naturels, principalement sur les microor-ganismes. Sont compris ici le criblage, la production et l'analyse structurale des produits naturels, ainsi que l'étude de leurs propriétés pharmacologiques potentielles. La deuxième priorité de l’institut réside dans la recherche en infectiologie qui est consacrée principalement aux champignons pathogènes et à leurs interactions avec leur hôte. Les champignons comme Aspergillus fumigatus et Candida albicans provoquent de très graves mycoses invasives. La synergie entre ces deux domaines d‘étude – recher-che sur les produits naturels et infectiologie – permet une meilleure compréhension des infections mortel-les, la mise en avant de nouvelles approches et une recherche plus ciblée de substances thérapeutiques efficaces. Les méthodes génomiques ainsi que les analyses transcriptomiques, proteomiques et metabolomiques complètent les possibilités de recherche.

Le 1er janvier 2005, le professeur Axel Brakhage prend la tête de l’institut en tant que directeur scienti-fique. Dès le 1er février 2005 il est également direc-teur du nouveau service « microbiologie moléculaire et appliquée ».

Alors que la recherche fondamentale prend une place de plus en plus significative, plusieurs centres de recherche proches de l'industrie a été créée. Jus-qu'à présent, 9 spin-offs ont été créés et emploient aujourd’hui environ 170 collaborateurs, c'est-à-dire autant que le HKI lui-même.

Le HKI entretient des liens de coopération très étroits avec d’autres instituts sur le campus de Jenaer Beu-tenberg, en particulier avec l'université Friedrich-Schiller de Iéna. Les responsables d'unité de l'institut occupent des postes de professeurs d'université et ont pour tâche d'enseigner dans les filières universi-taires principales que sont la biologie, la biochimie et la nutrition.

L'interconnexion intensive des instituts de recherche en microbiologie sur le site scientifique de Iéna trou-ve son expression dans la " International Leibniz Research School for Microbial and Biomolecular Interactions" (ILRS Iéna). Sous la direction du HKI, les futurs doctorants suivent une formation structu-rée, ouverte à l'internationale, qui est marquée par un programme d'enseignement exigeant et un accom-pagnement socioculturel global des jeunes scientifi-ques.

Contact

Prof. Dr. Axel A. Brakhage Institut de recherche Leibniz sur les substances naturelles et la biologie des infections e.V. Institut Hans-Knöll Beutenbergstr. 11a D-07745 Jena Téléphone +49 (0) 3641 656-601 Fax +49 (0) 3641 656-603 E-Mail [email protected] www.hki-jena.de

Prof. Dr. Axel A. Brakhage, Directeur de l’Institut de recherche Leibniz sur les substances naturelles et la biologie des infections, Jena, Allemagne.

Présentation de l'institut Leibniz de recherche sur les produits na-turels et en infectiologie, Institut Hans-Knöll de Iéna

Communication de monsieur Brakahge non disponible


De la biomasse à l’énergie (1)

Dr. Paul Colonna, Directeur du département „Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture (INRA), France

Paul Colonna est directeur du service de recherche et de développement des produits agricoles à l'Institut National de la Recherche Agronomique (INRA). Son intervention s’intitule: "De la biomasse à l'énergie- Bioénergies, une alternative aux énergies fossiles ?".

Développer des molécules qui pourraient être utilisées comme biocarburant, est un des buts de l’INRA. Les biocarburants principalement développés en France sont: le bioéthanol, obtenu par fermentation de sucre et d’amidon, et son dérivé, l’ETBE (Ethyltertiobutyle-ther) ainsi que le biodiesel ou VOME (Vegetable Oil Methyl Ester) à partir d’huiles végétales. Les autres biocarburants liquides, très peu développés en Fran-ce, sont, entre autres, le biométhanol, obtenu à partir de biomasse ou de déchets organiques ainsi que le biodiméthyléther (bio-DME). Selon Paul Colonna, l’objectif de la France (loi du 13 juillet 2005) est de porter la part des biocarburants dans la consommation totale de caburants de 2,75% en 2006 à 7% d’ici 2010). Cette valeur est supérieure à l’objectif euro-péen (5,75% d’ici 2010). Aussi prévoit-il une augmen-tation de la production d'environ 200% pour les deux composés ETBE et VOME dans les prochaines an-nées. Il rappelle que les ressources en pétrole dispo-nibles ne sont pas inépuisables, comme le montre une étude de l’ASPO (Association for the Study of Peak Oil and Gas).

Paul Colonna aborde ensuite la question de la produc-tion d’ETBE et de ses composants biochimiques. Il explique les procédés d'obtention d'éthanol à partir d'amidon extrait du maïs, des pommes de terre ou du blé. Il présente aussi les problèmes qui freinent l'a-vancement de ces techniques. Il souligne le besoin de développer des enzymes capables de dépolymériser des grains natifs sans passer par une étape de gélati-nisation couteuse en énergie. Il s’interroge également sur la complexité des bio-raffineries :dans quelle me-sure sera-t-il à l’avenir possible de construire des unités de production permettant successivement de fractionner puis de synthétiser, directement à partir des matières végétales, une grande quantité de pro-duits, desquels on tirerait alors du biocarburant ? Dans un dernier point, le chef de département de l’INRA évoque les inévitables répercussions qu’aura l’utilisation massive de matières végétales pour pro-duire du bioéthanol sur le marché des aliments pour bétail (DDGS, Distillers Dried Grain with Solubles, ou

résidus de la distillation du maïs, des pommes de terre et des céréales, destinés à l’alimentation du bétail).

Dans un deuxième temps, M. Colonna présente la fabrication de VOME à partir de graines de tournesol et de colza.

Le problème principal de ce procédé est le recyclage des résidus de tourteaux. Un deuxième point faible réside dans la faible solubilité des protéines, en raison de leur dénaturation au cours du processus. De même, l'utilisation de lipase est prometteuse dans la production "in-situ" d'acide gras lors de l'extraction mécanique. Là encore Paul Colonna pose la question des répercussions de la production de cette farine sur le marché des aliments pour bétail.

Par la suite, il présente les sites où, en France, sont produits les biocarburants. Actuellement, il existe en tout six sites de production pour neuf projets. Il cite les coopérations de l’INRA avec différentes entreprises. Ainsi, l'INRA collabore dans le domaine de l'ETBE avec des entreprises comme Cristal Union, Dislaub, BENP et BCE, avec SAIPOL, LESIEUR et Diester Industrie dans le domaine du VOME.

La lignocellulose constitue un nouvel enjeu. Les diffé-rences entre l'amidon et la cellulose sont exposées en détails. Paul Colonna aborde ensuite la production d'éthanol à partir de biomasse lignocellulosique (LCB). A partir de LCB on obtient différents produits finis comme le lignine, l'éthanol par actions de complexes enzymatiques. Ce processus de fermentation induit une saccharification simultanée (SSF- Simultaneous Saccharification Fermentation).

L'augmentation de l'efficacité des enzymes est un autre enjeu important selon Paul Colonna,. Les enzy-mes représentent 30 à 40% du coût industriel de la production d’éthanol. C'est pourquoi il est important de développer des nano-enzymes telles que les enzymes bifonctionnelles. Ces nano-enzymes peuvent compor-ter par exemple des laccases, des cellulases ou des xylanases. Elles facilitent la désincrustation de la lig-nine , réduisant ainsi la quantité nécessaire de cellula-ses lors du procédé de fermentation.

En conclusion, Paul Colonna récapitule les résultats présentés et souligne que la part d'énergie fournie par


la biomasse se situe actuellement aux environs de 1% dans le bouquet des énergies primaires et qu'en conséquence, beaucoup de progrès et d’avancées restent possibles et une effort de recherche est né-cessaires.

Question du public:

L'INRA fait-elle des recherches sur la production de biogaz par fermentation anaérobique?

Réponse de Paul Colonna: Non, absolument pas. Ce thème a fait florès il y a une vingtaine d’année. Les technologies sont bien au point.

Question du public:

Pensez-vous que l’on puisse envisager une utilisation économiquement intéressante de la lignocellulose dans d'autres domaines?

Réponse de Paul Colonna: Oui. Par exemple pour d'autres biomatériaux, fibres, etc.

Contact

Dr. Paul Colonna INRA Rue de la Géraudière BP 71 627 44 316 Nantes cedex 03 France Téléphone +33 (0) 2 40 67 51 45 Fax +33 (0) 2 40 67 50 06 Email [email protected] www.inra.fr


De la biomasse à l’énergie (2)

Dr. Steffen Daebeler, Directeur du département de Recherches sur les bioénergies et les matières premières renouvelables, Agence pour les matières premières renouvelables (FNR), Allemagne

Le Dr. Steffen Daebeler est directeur du département « Gestion de projets en bioénergie et matériaux re-nouvelables » à l'Agence allemande pour les matières premières renouvelables (FNR). Son exposé s'intitule "Bioénergie - une alternative aux combustibles fossiles ? Biotechnologies blanches – Avancées et aperçu".

Les principaux défis de l'agence sont :

1. Financements de la recherche-développement (R&D),

2. Information et conseil,

3. Relations publiques,

4. Activités européennes.

Les principales activités de l'agence concernent les domaines suivants :

1. Soutien de projets de R&D et de projets pilotes. Ceci inclut le soutien du programme "Ressources renouvelables". Le budget 2006 est de 27 Mio €.

2. Mise sur le marché. Dans ce domaine, le program-me "Ressource renouvelables" est introduit sur le marché allemand. Le budget 2006 est de 26,6 Mio €.

3. Activités d'informations et de con-seils

4. Activités dans l'Union Européenne, (ERA NET Bioenergy, EUBIONETII, IEA Bioenergy).

Les énergies renouvelables représen-tent 6,7% du secteur énergétique en Allemagne. Ce budget se répartit comme suit : 4,3% pour la bioénergie (chauffage écologique, carburant, électricité) et 2,1% pour les autres ressources (géothermie, énergie éo-lienne et hydraulique).

M. Daebeler voit le potentiel du Ma-nagement des Ressources Renouve-lables (RRM) :

1. dans le domaine des biocarbu-rants, produits à partir du bois, de la paille, d'autres plantes sources de

bioénergie, de levures, de sucres ou de graines oléa-gineuses ;

2. dans le domaine du bois et de la biomasse ligneuse ainsi que des résidus lignocellulosiques pour la pro-duction de chaleur et d'électricité ;

3. dans le domaine du biogaz, produit à partir de rési-dus de l'agriculture, de résidus biologiques et de plan-tes utilisables pour la production d'énergie.

Selon M. Daebeler, les obstacles à la production de biocarburants résident dans les difficultés de mobilisa-tion des ressources et dans les complications logisti-ques. Leur développement dépend des innovations technologiques, de leur traitement et des coûts qui y sont liés, des réglementations politiques concernant l’agriculture ainsi que de la forte compétitivité entre les entreprises.

Au regard des ressources énergétiques disponibles en Allemagne, comparées aux besoins énergétiques

allemands, M. Daebeler prévoit, pour les bioénergies,

Wood

Energy Plants, Straw

Total Energy Demand Germany

Total Potential of Bioenergy*

Biogas © FNR

Figure 1- Potentiel des bioénergies


une part de 17,4% du marché de l'énergie. Il répartit ces 17,4% entre le bois (34%), la paille ou les plantes exploitables (59%) et le biogaz (7%).

Voici les priorités des activités de recherche et déve-loppement préconisées par M Daebeler :

1. La production de bioénergie, avant tout à partir du bois, des céréales et de la paille, associée à une gestion solide des ressources renouvelables (RRM) ;

2. La fermentation sèche pour la production de biogaz ;

3. L'évaluation de la transformation thermochimique de la biomasse par gazéification ;

4. Les carburants "Biomass-to-Liquid" (BtL) ;

5. Les carburants pour l'agriculture ;

6. La culture et l'utilisation de végétaux utiles pour la production d'énergie,

7. Information et relations publiques auprès des politi-ques et des consommateurs.

Concrètement, l'agence a pour but:

L'évaluation de la transformation thermochimique de la biomasse par gazéification,

La synthèse Fischer-Tropsch (FT) pour la production de combustibles synthétiques à partir de la biomasse,

Le développement technologique et les projets pilotes pour la production de combustibles biomass-to-liquid (BTL),

La mise en place d'une plate-forme d'information pour les combustibles BtL,

Le développement de carburants alternatifs pour l'agriculture,

L'analyse des sources de biomasse secondaires pour un gain d'énergie.

Mr Daebeler présente ensuite les perspective de développement des bioénergies à court et long terme. Dans un futur proche (jusqu'en 2010) il envisage le développement de carburants contenant 5% d'étah-nol ou 15% d'ETBE. Suivront l'utili-sation d'huiles végétales pures et le développement du biodiesel utilisé seul ou en tant qu'ajout, à hauteur de 5%, à d'autres carburants. La part des bioénergies à atteindre est de 5.75% en Eu-rope. Mr Daebeler considère que l’Ethanol-Biodiesel ne peut absoluemment pas être considérer comme seul moyen d’atteindre cet objectif en Allemagne. A moyen terme (jusqu'en 2030), le développement de l'essence et du diesel synthétiques, sur la base du

BtL, sera au premier plan. Il estime qu'en Allemagne, 21% de la consommation d'essence seront couverts par la production d'énergie à partir de végétaux « utiles ». Sur le long terme (jusqu'en 2050), Mr Dae-beler envisage la production d'hydrogène grâce aux sources d'énergie renouvelable, ainsi que la résolution de nombreux problèmes techniques et économiques liés à l’énergie.

Enfin , Mr Daebeler tire un bilan des deux program-mes européen ERA NET et EUBIONETII. ERA NET est un programme encourageant les échanges d'in-formations, les coopérations et la formation de réseaux en vue de programmes de R&D. De plus, ce programme sert à identifier des modèles avancés de coopérations ou de projets pilotes, qui, à la fois, de-mandent et apportent une aide au niveau.

EUBIONETII aide à l'élaboration de modèles commer-ciaux innovants pour l’approvisionnement en biodie-sel. Ceci est nécessaire pour éviter le gaspillage de chaleur et d'électricité et ainsi travailler en faveur du « développement durable ». Les programmes prévoi-ent l’organisation de manifestations et de visites, ainsi que la publication de documents d'information.

Question du public : L'Allemagne a plutôt du succès dans le domaine des biocarburants et dispose d'un soutien politique important. L'industrie des biocarbu-rants aurait-t-elle autant de succès sans un soutien politique aussi affirmé?

Réponse de Steffan Daebeler:

L'industrie automobile tout comme d’autres industries ont, indépendam-ment des institutions politiques, un intérêt pour la production de biocarburants. Elles participeraient donc aussi à ce finance-ment.

Question du public : Il y a une concur-rence entre les végé-taux destinés à l'ali-mentaire et les au-tres. Comment cela va-t-il évoluer ?

Réponse de Steffan Daebeler:

La production augmentera de manière générale. Dès lors, la concurrence augmentera aussi entre ces deux types de végétaux. La capacité de culture de colza se heurte cependant déjà à ses propres limites.

Biofuel prospects Short Term (2010): �blending of 5 % Ethanol or 15 % ETBE with gasoline

�biodiesel as pure fuel or as a 5% additive

�pure plant oil �common target of 5,75 % in 2010 means 3 mio.

t oe biofuels:

any scenario based on biodiesel and -ethanol from German sources is unreal!

Mid Term (2030):

�synthetic gasoline and diesel from BtL-Synthesis

�> 21 % of total German fuel consumption can be

covered by energy plants Long Term (2050):

�hydrogen from renewable energies (option)

�technical and economic issues have to be solved

Figure 2 Perspectives en matière de biocarburants


Contact

Dr. Steffen Daebeler Agence pour les matières premières renouvelables (FNR) Hofplatz 1 18 276 Gülzow Téléphone +49 (0) 3843 6930 130 Email +49 (0) 3843 6930 102 E-Mail: [email protected] www.fnr.de


Les biomatériaux (1)

Christophe Rupp-Dahlem, Expert en chimie végétale, directeurdu pro-

gramme BioHub®, Roquette Frères, Lestrem, France

Christophe Rupp-Dahlem est actuellement directeur du programme BioHub de l’entreprise Roquette Frères avec le soutien de l'agence nationale pour les innovations industrielles. Ce programme développe de nouvelles initiatives dans le domaine de la bioraf-finerie spécialisée dans le traitement de céréales comme matière première. Christophe Rupp-Dahlem commence son intervention par la présentation de l'entreprise Roquette qui est actuellement un des leaders mondiaux dans la producti-on de produits à base d'a-midon. Dans ce domaine, l'entreprise occupe la deu-xième place en Europe et la quatrième au niveau mon-dial dans la production de Polyalcool et de gluconate. Elle emploie 6000 person-nes dans le monde pour un chiffre d'affaire de 2 milli-ards d' €uro. 400 personnes travaillent dans le domaine de la R§D. Le budget R§D s’élève à 50 millions d'€. 250 contrats de R&D sont conclus chaque année en coopération avec des universités et des partenaires privés. Le groupe de plus de 150 brevets d'invention à son actif.

Diversification, intégration, innovation et coopération sont les 4 concepts de base du groupe. Le program-me BioHub concerne la partie innovation. La ques-tion qui se pose est de savoir dans quelle mesure une chimie à partir de végétaux peut être innovante pour les entreprises On tournera ici autour de 3 questions principales: Qu'est-ce qui est possible? Concernant par exemple les biotechnologies blan-ches, la chimie verte et les nanotechnologies. Qu'e-xige la société? En premier plan se trouvent les mati-ères premières renouvelables et les principes éthi-ques. Quelles sont les exigences des consomma-teurs et du marché ? Ceci concerne la santé l'ali-mentation, la mobilité, l'économie et la faisabilité.

Dans le domaine de l'innovation, sur lequel Christo-phe Rupp-Dahlem reviendra plus précisément par la suite, trois critères sont fondamentaux:

1) développement durable grâce aux matières pre-mières renouvelables,

2) santé et alimentation, par exemple à travers le polyalcool, les protéines et les fibres,

3) communication, par exemple avec les solvants verts.

C. Rupp-Dahlem donne l’ exemple des différents procédés de valeur ajoutée au moyen de la bioraffinerie, dont le produit final est dérivé d'une part de l'énergie fossile et d'autre part des matiè-res premières renouvelables.

Alors que pour le premier, la pro-cédure complé-mentaire repose sur des proces-sus chimiques, pour le second,

les procédés biologiques sont au premier plan. Le travail entrepris par le programme BioHub débou-che sur de nouveaux produits chimiques et sur de nouveaux procédés industriels pour les biotechnolo-gies. Ce programme part de la transformation de matières premières comme les céréales pour définir un nouveaux concept économique d’obtention d’écoproduits (le biopolymer et le biomonomer en sont 2 exemples). C. Rupp-Dahlem indique à ce sujet que Roquette se place parmi les six premières entreprises qui sont financièrement soutenues par l( Agence de l’ innovation industrielle au moyen du PMII (Mobilizing Program for Industrial Innovation). Dans le cadre du PMII, les buts que Roquette place au premier plan sont les suivants: développer des produits chimiques à partir de céréales et démontrer que ceux-ci peuvent constituer un substitut renouve-lable aux produits fossiles existants. Ainsi, BioHub, pourrait produire dans de brefs délais des substituts pour leaux produits chimiques issus aujourd’ hui de procédés pétrochimiques. Les biosolvants, les biolu-

Figure 3- Les 4 concepts de base du groupe Roquette


brifiants et les biopolymeres sont des produits pour lesquels ont peut apporter des substituts renouvela-bles.

Ces nouveaux produits pourront être fabriqués grâce

aux développements techniques des biotechnolo-gies.

C. Rupp-Dahlem aborde ensuite plus en détails le Isosorbide qui peut être utilisé comme Diol en tant qu’ intermédiaires de synthèse ou comonomères pour polyméres comme le PET( PolyEthylène Té-réphtalate ). L’ isosorbide améliore la résistance thermique des polymères. Enfin C. Rupp-Dahlem aborde les données et les faits importants du pro-gramme BioHub. le coût mondial de ce programme est évalué à 98 millions d'€ (sur 6 ans). L’AII à elle seule finance le projet à hauteur de 43 Millions d’€ , 22 millions proviennent de fonds publics et 21 mil-

lions d’emprunts. C. Rupp-Dahlem estime à 730 mil-lions d'€ les investissements industriels qui seront fait après 2010. Le volume de culture attendu sera com-posé de1,3 million de tonnes de maïs sur de 150 000ha. C. Rupp-Dahlem cite ensuite les autres pro-jets européens, impliqués plus spécialement sur les procédés biotechnologiques, comme par exemple le projet BREW (www.chem.uu.nl/nws), et le pro-gramme Epobio ( programme dans le cadre du FP6 de la CE ). Cette orientation résulte de l’augmentation constante du marché des matières renouvelables. Le biocarburant est ainsi le domaine qui connaît la croissance la plus forte et reçoit un soutien politique des plus importants, tandis que le développement des bioproduits est plus lent dans le contexte global du développement durable.

En conclusion, C.Rupp-Dahlem rappelle que le po-tentiel de l'industrie chimique se basant sur les matiè-res premières renouvelables est aujourd’hui palpa-ble. Mais à l'avenir, une compréhension différenciée devra se faire , aussi bien du côté de l'utilisation in-dustrielle que de celui de la population.

Question du public : Qu'en est-il du PLA ( PolyLactic Acid )?

Réponse de Christophe Rupp-Dahlem :

Jusqu'à présent, il ne fait pas partie du programme BioHub.Cela nécessiterait une explication plus technique que nous n’avons pas le temps de donner.

Question du public: La paille fait-elle aussi partie des matières premières utilisées?

Réponse de Christophe Rupp-Dahlem : Non, princi-palement le mais et l'amidon.

Contact

Christophe Rupp-Dahlem Roquette Frères SA Rue Haute Loge 62080 Lestrem Cedex France Téléphone +33 (0) 3 21 63 36 00 Fax +33 (0) 3 21 63 94 63 E-mail: [email protected] www.roquette.fr

Figure 4- Eco-innovation, des céréales aux produits finaux


Les biomatériaux (2)

Dr. Guido Reinhardt, Directeur du département des matiè-res premières renouvelables, Institut de recherche pour l’énergie et l’environnement (IFEU), Heidelberg

Le Docteur Guido Reinhardt est directeur d'unité de recherche dans le département pour les matières premières renouvelables à l'institut de recherche pour l'énergie et l'environnement (IFEU).Il a tout d'abord débuté en présentant son institut. L'IFEU est une or-ganisation privée à but non-lucratif qui emploie envi-ron 40 personnes. Elle effectue des recherches et conseille dans les domaines de l'énergie (dont les énergies renouvelables), du transport, dans la gestion des déchets, les analyses de cycles de vie (LCA), l'évaluation de l'impact environnemental, les ressour-ces renouvelables et les formations pour la protection de l'environnement.

L'IFEU travaille essentiellement avec Umberto, un logiciel d’analyse de l’écoulement massique et s’attache également à mesurer les répercussions éco-nomiques dans le cadre de « l’analyse du cycle de vie » (LCA). Depuis 1990, les recherches sont focali-sées sur les biocarburants et les biomatériaux, ainsi que sur les énergies renouvelables et les système d’écoulement massique. Dans le domaine des biocar-burants et des études sur les biomatériaux, il existe des organisations ayant pouvoir de décisions, comme entre autre la Banque Mondiale, le GTZ, l'UNEP, l'UE, les ministères nationaux, WWF, Greenpeace, mais aussi des entreprises comme DaimlerChrysler et Deutsche Telekom.

Pour Guido Reinhardt, les biocarburants présentent des avantages écologiques d'importance pour plusie-urs raisons : ils permettent un bilan carbone nul, ils économisent de l'énergie, ils réduisent les déchets organiques et ils réduisent les coûts d’acheminement. Des points faibles existent cependant : l'important besoin d'énergie nécessaire à la production de res-sources végétales, l’énorme besoin en surfaces culti-vables et les problèmes qui résultent de leur utilisation potentielle dans ce cadre (eutrophication de l'eau en surface et pollution des eaux par les pesticides). Il est dès lors difficile, en étant conscient de cet arrière-plan, de tirer un bilan hâtifs des avantages des biocarbu-rants.

Selon la définition ISO 14040-43, la LCA est l'in-terprétation des paramètres "définition de l'objectif", "analyse des besoins" et le cas échéant "inventaire des besoins" et de "l'examen du respect de l'environ-nement". Les caractéristiques de distinction et les critères de comparaison entre les biomatériaux et les

matériaux conventionnels concernent la production de matériaux brut, le transport, le traitement et la manière de les utiliser. Les impacts importants sur l'environ-nement des produits existants sont mesurés selon la consommation de ressources, l'effet de serre, les dommages sur la couche d'ozone, l'acidification, l'eutrophication, les smogs (brouillard polluant) d'été, et selon les effets toxiques sur l'homme et l'environ-nement.

Par la suite, M. Reinhardt a présenté une comparai-son des LCA de produits industriels traditionnels avec les biomatériaux conventionnels à travers certains exemples. Ainsi il existe autant d'avantages et d’inconvénients dans l'utilisation d'huile de moteur, qu'elle soit à base d'huile de colza ou d'huile tradition-nelle, car la culture du colza cause d'énormes dom-mages à la couche d'ozone. En revanche, les matiè-res étanches à base de chanvre, matériaux conven-tionnels, comme par exemple la fibre de verre à la-quelle on ne pense pas, sont plus avantageux. Par comparaison, les emballages à base de céréales sont

nocifs à la couches d'ozone ; on a donc, dans ce do-maine, nettement plus d'avantages à utiliser des pro-duits traditionnels. Ainsi, les biomatériaux ne sont pas systématiquement synonymes de respect de l'envi-ronnement. Le respect de l'environnement est plutôt tributaire de la production agricole, de la manière d'uti-liser les biomatériaux et leurs sous-produits, ainsi que de la manière de traiter les déchets et de leur recycla-ge.

Le point suivant aborde les biomatériaux innovants, comme par exemple les composants bois-plastiques (WPC). Il n'existe pas encore de LCA pour les WPC. On peut présumer qu'ils réduisent l’utilisation des ma-tières fossiles et qu'ils dégagent moins de gaz à effet de serre en cas de combustion du bois.

Enfin, Guido Reinhardt a présenté de manière détail-lée le procédé de la "Ligno-cellulosic Feedstock Biore-finery" (LCF-Biorefinery) qui permet un gain d'énergie et est un exemple de biotechnologies blanches, par exemple à partir d'herbe, de chaume, de bois et de plantes fourragères. En prenant l'exemple du chaume, G. Reinhardt a mis en avant le haut potentiel d'une


LCF-Bioraffinerie, au regard du gain d'énergie et de la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

En conclusion, M. Reinhardt a souligné le potentiel important de certains biomatériaux , qu'ils soient ba-sés sur la culture industrielle ou sur la lignocellulose. Il a cependant rappelé que les exemples décrits n'ont pas une valeur globale. En ce sens, "bio" n’est pas synonyme "d’écolo". C’est plutôt l'examen individuel de chacun des biomatériaux pris séparément, leur procédés de fabrication et leurs utilisations, etc. qui peuvent avoir une influence décisive sur l'environne-ment. L'analyse du cylce de vie tient compte de la pertinence de ces différenciations. Il aide ainsi à mini-miser les dommages sur l'environnement, ainsi qu’à optimiser les avantages .

Question du public:

"Bio" ne signifie pas obligatoirement écologique. Qu'en est-il des biocarburants?

Réponse de Guido Reinhardt :

Dans ce domaine aussi, on ne peut répondre de ma-nière globale. On peut cependant affirmer que les biocarburants occasionnent un rejet moins important de CO2

Question du public: A ce jour, l'eau douce devient de plus en plus rare, d'un point de vue social et écologi-que. Tenez-vous compte du besoin en eau, par e-xemple dans la culture de céréales, dans votre LC-analyse?

Réponse de Guido Reinhardt:

Non, en Europe on ne tient pas compte du besoin en eau.

Contact

Dr. Guido Reinhardt Institut de recherche pour l’énergie et l’environnement, Heidelberg (IFEU) Wilckenstr. 3 D-69120 Heidelberg Téléphone: +49 (0) 6221 476730 Fax: +49 (0) 6221 476731 E-Mail: [email protected] www.ifeu.org


Réseaux de recherche et transfert techno-logique (1)

Maurice Dohy, Département bioressources, Agence de l’Environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME), France

Maurice Dohy, directeur du service des biores-sources à l'ADEME (Agence de l'Environne-ment et de la Maîtrise de l'Energie).

Son intervention a pour but de présenter les pro-grammes de recherche français dans les domai-nes des bioproduits et des bioénergies. Avec la nouvelle loi sur la politi-que énergétique de juillet 2005, la France a déjà défini quelques objectifs vis à vis des bioénergies:

1) augmenter à 21% la part de l'électricité renou-velable qui était de 14% en 2004,

2) augmenter la part des énergies thermiques re-nouvelables de 50%, c'est-à-dire passer de 10 à 15 MTOE (Million Tons of Oil Equivalent),

3) accroître l'usage des biocarburants

qui est au-jourd'hui en dessous des 1% pour le faire passer à 7% d'ici à 2010.

De plus, la France tra-vaille à un plan qui doit permettre de

faire passer d'ici à 2020 la part des bioproduits à plus

de 15%. D'ici à 2050 environ, on prévoit un renforcement dans tous ces do-maines, comme par exemple dans la production végétale destinée aux biocar-burants liquides, qui passerait de 0,3 millions d'ha en 2000 à 4,9 millions d'ha en 2050.

M. Dohy distingue deux programmes d'aide en particulier:

Le programme na-tional de recherche sur les bioproduits et les biocarburants de 1ère génération (AGRICE)

Le Programme Nati-onal de Recherche sur les Bioénergies (biocarburants de

2ème génération, chaleur, électricité, matière première – P.N.R.B.).

Le premier projet de recherche, qui porte le nom d’AGRICE, réunit actuellement de nombreux parte-naires et entreprises différents. De 1994 à 2005, 309 projets ont pu être réalisés, grâce à un investisse-ment d’environ 90 millions d'€, dont 30 millions de fonds publics. Ces fonds publics sont distribués comme suit: 52% pour les biomolécules, 21% pour les biomatériaux, 19% en biocarburants, et 8% en biocombustibles. L’accent est mis sur la transforma-tion de la biomasse en produits chimiques, en bioma-tériaux et en carburants de première génération. A partir de ces priorités, M. Dohy formule les objectifs de recherche suivants:

un substitut de matières premières fossiles grâce à la biomasse,

Millions ha / Millions de tep (toe)

(*) Hypothèse: consommation de carburant 45 Mtep (assumption: 45 Mtoe carfuel consumption)

Approvisionnement pétrochimie (2003) ~ 8 Mtep

(base pétrochimie ex. naphta: 6 Mtep; lubrifiants: 1,9 Mtep) Supply petrochemistry (2003) ~ 8 Mtoe

Source: ADEME / AGRICE

Figure 5- Biocarburants-Bioproduits: Marché potentiel Biofuels/ Biopro-ducts: potential market (France)

AGRICE – Structurs and results

Results 1994 – 2005 - 309 projects - total amount 90 M€ (grants 30 M€) Grants breakdown Biomolécules 52 % Biomaterials 21 % Biofuels (vehicles) 19 % Biofuels(non vehicles) 8 % Figure 6- AGRICE: Structures et résultats


le projet de systèmes globaux (comme par exemple la bioraffinerie) qui peuvent, grâce à la combinaison de la chimie conventionnelle et des nouvelles bio-technologies, traiter à l'avenir la biomasse de façon optimale,

créer de nouveaux produits à l'aide des biotechnolo-gies, qui supposent des processus plus efficaces du point de vue de l'équilibre écologique (par exemple les nouveaux biomatériaux)

le développement de produits raisonnables (= utiles et écologiques) par exemple les solvants et produits biodégradables.

Dans un autre tableau, M. Dohy présente les aides distribuées par l'AGRICE à ses institutions partenai-res : 23% vont aux universités, 30% aux entreprises, 24%. aux instituts de recherche

Le deuxième programme P.N.R.B (Programme Na-tional de Recherche sur les Bioénergies) comprend les domaines de recherche suivants:

1. l'élargissement de l'éventail des matières premières techniquement et économique-ment utilisables, et surtout la mise en œuvre de procédés et de stratégies de production visant à convertir la biomasse lignocellulosi-que et les déchets organiques,

2. le développement de ces procédés et la dé-monstration de leur faisabilité technique et économique, en vue de l’établissement de nouvelles techniques de conversion de la biomasse lignocellulosique, telles que les transformations thermochimique et biochimi-que (production de carburants de deuxième génération, BtL (Biomass to Liquid) )

3. la découverte de nouvelles possibilités de production économes en énergie, grâce aux microorganismes.

L'ADEME, collabore, pour l’exécution de ce pro-gramme, avec un grand nombre d'entreprises et d'institutions. Les données présentés par Maurice Dohy sont valables pour la période 2005-2006. Sur cette période, environ 20 projets ont été réalisés, pour un montant de 40 millions d'€, dont 16 millions

de soutien public. Les fonds public sont répartis comme suit: 26,4% pour les matières premières, 29,4% pour la filière thermochimique, 42,5% pour la filière biochimique et 1,7% pour l’évaluation.

En conclusion de son intervention, Maurice Dohy rappelle les activités de coopération de l'ADEME et de son réseau de partenaires. Dans le do-maine de la recherche, elle collabore surtout avec ERA NET IB (Programme de mise en commun des efforts de recherche de 12 pays partenaires dans le domaine des biotechnologies industriel-les) et ERA NET Bioenergy (Programme de coor-diantion des efforts de recherche de 8 pays euro-péens dans le domaine des bioénergies ). Dans

le domaine de l'expertise, Mr Dohy cite le projet Biofuel Twinning avec la Bulgarie et évoque rapi-

dement les réseaux ERRMA (« European Renewable Ressources and Materials Association »), FNR, IEA (« International Energy Agency ») et EUBIONET (« Programme axé sur le partage d’expériences en matière d’approvisionnement en biomasse »).

Contact

Maurice Dohy Département Bioressources (DBIO) Direction des énergies renouvelables, des réseaux et des marchés énergétiques (DERRME) ADEME- Centre d’Angers 2, square La Fayette BP 90 406 49 004 Angers cedex 01 Téléphone +33 (0) 2 41 20 43 27 Fax +33 (0) 2 41 20 43 01 E-Mail [email protected]

Figure 7- AGRICE/PNRB (ADEME) : Activités de réseau


Réseaux de recherche et transfert techno-logique (2)

Dr. Christian Müller, Responsables biotechnologies blanches, Minis-tère de l’Enseignement et de la Recherche (BMBF), Berlin

Christian Müller appartient au ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche responsable du département biotechnologies. Son intervention a eu pour thème "perspectives d'avenir des biotechnologies blanches – essor d'un marché en pleine croissance".

C. Müller a présenté, tout d’abord, l’augmentation du nombre des entreprises de biotechnologie en Alle-magne. En 1995, il existait environ 60 entreprises de biotechnologie, en 2001 elles étaient au nombre de 350. Aujourd'hui, il y a précisément 350 entreprises de biotechnologie en Allemagne, dont une petite partie (8%) sont exclusivement actives dans le secteur des biotechnologies blanches.

Figure 8- Nombre d'entreprises de biotechnologies blanches en Allemagne

Quelle part de marché occupent les biotechnologies blanches ? Faire des pronostics sur la place que les nouveaux produits pourraient occuper sur les marchés est difficile. Le cabinet de conseil Mc Kinsey estime que les biotechnologies constitueront d'ici à 2010 20%, dans le meilleur des cas, mais de manière plus réaliste 10% du chiffre d'affaire total de l'industrie chi-mique. BASF aurait aussi communiqué un pronostic extrêmement ambitieux.

C. Müller a expliqué le potentiel des biotechnologies blanches à travers l'exemple de la production de vita-mine B2 (riboflavin) : en comparaison avec la procé-dure chimique traditionnelle, la production biotechno-logiques de vitamine B2 requiert 25% d'énergie en moins, génèrent 30% d'eaux usées en moins, utilise 75% de combustibles fossiles en moins, et permet ainsi une diminution de 50% des frais d'exploitation.

Pour C. Müller, les obstacles à l'innovation dans le secteur des biotechnologies industrielles sont liés au temps que nécessitent les procédés de développe-ment et aux coût initiaux importants. Il considère que le transfert des résultats scientifiques dans les applica-tions commerciales ainsi que l'acceptation des nouvel-les technologies avancent trop lentement.

Le "programme-cadre du BMBF sur les biotechnolo-gies « Créer et utiliser nos chances » comprend trois aspects :

Innovations de base et plate-formes technologiques. Les activités soutenues incluent par exemple la biolo-gie des systèmes, les nanobiotechnologies, la biopro-duction renouvelable. Le programme GABI est particu-lièrement important puisqu'il concerne la recherche sur le programme "bioproduction renouvelable" soute-nu par l'Etat fédéralcomprenant 39 projets de recher-che , réunissant environ 100 partenaires et financé à hauteur de 60 millions d'euros, dont 38 millions prove-nant du BMBF.

Commercialisation. Sont ici soutenus entre autres les programmes Bioregio/Bioprofile, Biofuture, Biochance, BiochancePLUS, Go-Bio ( soutien aux jeunes cher-cheurs) et BioIndustrie 2021.

Recherche préventive. Les activités soutenuesse focalisent sur les domaines suivants : les méthodes de remplacement à l'expérimentation animale, la recher-che éthique, la recherche sécurisée en biologie et le diagnostique TSE.


C. Müller a ensuite présenté l’aspect commercialisa-tion (cf 2.)à travers le programme BioIndustrie 2021, celui-ci représente une des grandes priorités d’avenir du BMBF. Il s'agit ici d'un appel d'offre en vue de la création de réseaux dans le domaine de l'industrie des biotechnologies. Le programme vise à accélérer les transferts biotechnologiques, à mobiliser les investis-sements en R&D privés et à aménager des pôles d'excellence réunissant des compétence en recherche et en management économique.

Les objectifs de ce programme sont :

le développement de bioproduits et de procédés bio-technologiques à l’échelle industrielle,

la formation de clusters par des mesures d’encouragement à l'excellence,

la coopération entre l'économie et la recherche,

la réunion des compétences régionales et suprarégionales.

Dans une première étape, une aide est accor-dée aux entreprises participants au projet en fonction de la taille et de l’investissement de l'entreprise(une somme de plusieurs milliers d' Euros pendant environ 4 mois) .

Une 2ème étape à la mise en oeuvre de la for-mation de cluster est défini sur 5 ans et est soutenue par l’attribution d’un montant d'un millions d’Euros. Les critères de sélection sont entre autres : l'excellence de la recherche et du management, le potentiel et la capacité à à créer des coopérations, le potentiel du marché, la participation des industries, ainsi que le

respect du paramètre "développement durable". Le concept du BMBF qui sous-tend la mise en œuvre du programme "BioIndustrie 2021" fait référence aux idées prises dans l’approche « bottom-up », sur l'organisation propre des acteurs du projets et leur flexibilité dans le ralliement de nouveaux partenaires (pas de close-shop), ainsi que sur l'optimisation de l'utilisation de l’aide accordée. Les sites Internet www.biotechnologie.de et www.bioproduction.de met-tent à disposition des informations générales d’un très bon niveau sur les biotechnologies (blanches).

Question du public: Comment est légitimé le soutien fiscal de "Micro, Small or Medium-sized Enterprises"?

Réponse de Christian Müller :

Les SME sont en particulier efficaces dans le transfert de technologie en R&D? En cela, elles ont joué un rôle déterminant dans l'utilisation des connaissances de la recherche pour la production de produits inno-vants.

Contact

Dr. Christian Müller Ministère de l’Enseignement et de la Recherche (BMBF) Département 615: Biotechnologie Hannoversche Straße 28-30 10115 Berlin Téléphone +49 (0) 1 888 57 5225 Fax +49 (0) 1 888 57 8 5225 E-Mail [email protected]

Figure 9- Production biotechnologique de vitamine B2 (Riboflavin)


Résumé des interventions: pers-pectives pour les différents do-

maines de recherche

Daniel Richard-Mollard, Directeur du Département Bioitechnologies, Ministère délégué à l’Enseignement et à la Recherche, France

Le Dr. Daniel Richard-Molard dirige le département des biotechnologies au sein du ministère de l'ensei-gnement supérieur et de la recherche française. Son intervention va clore le forum. Il souligne le vif intérêt porté par le ministère français de l'Enseignement supérieur et de la recherche au développement des biotechnologies blanches.

D. Richard-Molard attire l’attention du public sur les aspects suivants:

La croissance rapide du besoin mondial en énergie, qui se traduit partout par l'augmentation des prix de l'énergie.

2 - Les besoins des citoyens en santé et en protecti-on de l'environnement dans le secteur industriel , comme dans le secteur agricole. Il donne l’exemple des conséquences à long terme du besoin de connaissances sur les pesticides. L'initiative euro-péenne répond à cette demande par le programme REACH, (analyse de 30 000 produits chimiques ( cycles de vie et qualité) afin de déterminer leurs pos-sibles influences négatives sur l’environnement). Il est facile d'anticiper l’arrivée dans un futur proche de nouvelles régulations officielles pour limiter les effets négatifs des produits chimiques sur l’environnement.

3- La conscience partagée de ce que notre terre est une petite planète comparable à un jardin aux res-sources limitées. A l'opposé, la population humaine augmente de manière foudroyante. Corrélativement s’accroissent les besoins en énergie, nourriture, produits industriels, ressources médicales. C’est pourquoi tout développement futur, ne peut être qu’un développement « durable », c’est à dire sans conséquences négatives pour l’écosystème.

Dans les échelles de temps que nous sommes ca-pables de concevoir, la seule ressource véritable-ment renouvelable est la biomasse, essentiellement végétale, et peut-être marine, ce qui ouvre évidem-ment des perspectives extrêmement fortes pour les « biotechnologies ».

D’autre part, on pourra peut-être aussi bénéficier un jour de la fusion nucléaire contrôlée, cependant D. Richard-Molard craint que ceci ne soit une perspec

tive à long terme. D. Richard-Molard identifie, en les résumant, les principaux enjeux scientifiques des biotechnologies blanches abordés par les conféren-ciers. Tout d’abord le domaine de la bioraffinerie et la production de molécules pour les besoins in-dustriels. Le 2ème défi réside dans l'utilisation des procédés bio-catalytiques (enzymes, fermentation) et enfin le développement de matériaux et de solvants écologiques, donc biologiquement dégradables et recyclables.

D. Richard-Molard rappelle que les biotechnologies blanches sont connues depuis bien longtemps et qu’on les a développées au départ pour valoriser autrement les productions agricoles… on sait depuis longtemps les utiliser de manière exemplaire dans la production de biocarburants.

On peut critiquer cette réalité. Il reste cependant beaucoup à faire dans ces domaines pour gagner en compétitivité sur le plan économique, en cherchant par exemple à adapter mieux les plantes que nous savons cultiver en Europe aux usages nouveaux qui se présentent par exemple au moyen du "cracking". De même, les sous-produits, comme le glycérol et la lignine, doivent être mieux utilisés. La lignocellulose, comme élément de la biomasse renouvelable, né-cessite en particulier une meilleure compétitivité en vue de la commercialisation des produits dérivés où l’approche d’ingénierie reverse que propose le Dr. Paul COLONNA constitue véritablement un renouvel-lement majeur des concepts….

Cette approche molécularo-technique n’a pas pour but de copier ou de produire à nouveau les matières premières déjà existantes. Le but est plutôt de produ-ire de nouvelles matières premières avec des com-posants inconnus jusque-là et dont les nano-propriétés proviendraient de compositions biologi-ques et de macromolécules déjà existantes.

Mr Richard-Molard y voit de difficiles défis, qui sont en même temps scientifiquement et technologique-ment passionnants. Il se montre cependant confiant en donnant l’exemple des progrès rapides réalisés


dans les domaines-clé comme dans la recherche en génomique des plantes, en nanotechnologies et dans le domaine de la biologie structurale.

Selon lui, l’Europe semble percevoir clairement ces défis et ces thématiques figurent en bonne place dans le 7ème programme-cadre (2007-2013). Ceci est un bon point de départ car même si le budget accor-dé reste faible, c’est cependant un atout, quand on sait que la concurrence avec les USA avec d’autres pays en voie de développement augmentera forte-ment dans les années à venir.

D. Richard-Molard indique qu’en France, l’Agence Nationale de la Recherche ouvre en 2007 un pro-gramme spécifique sur ce domaine, doté de 8 M€ annuels de crédits incitatifs. Par ailleurs plusieurs « Pôles de compétitivité » nationaux développent déjà des approches à finalités industrielles, avec un soutien financier significatif de l’état.

D. Richard-Molard mentionne des entretiens conduits la veille, très positifs entre les ministères français et allemand, qui ouvrent des perspectives de coopéra-tions scientifiques bilatérales dans ce domaine. Il espère personnellement que ce colloque introductif permettra d’amener à des prises de contacts entre

les meilleures équipes de recherche des deux pays et à des projets commun au niveau scientifique le plus haut.

Il évoque à ce titre ainsi une coopération dans le domaine de la recherche sur le génome végétal qui a été couronnée de succès. Grâce à leur coopéra-tion, les programmes nationaux de recherche « Génoplante » et GABI ont en effet obtenu ces der-nières années des résultats remarquables aussi bien en recherche fondamentale qu’au niveau des appli-cations. Coopération bilatérale qui a en même temps donné au couple franco-allemand une position forte en Europe dans ce domaine stratégique.

D. Richard-Molard fait le vœux que cet excellent exemple puisse être à nouveau suivi pour les bio-technologies blanches, qui représentent évidemment un domaine extrêmement compétitif, où le poids des brevets est également très fort et où les meilleures alliances sont évidemment à rechercher.

Il espère que dans un futur proche, ces deux domai-nes de coopération se rejoignent et que des pro-grammes intégrés associant ces deux domaines de compétences soient bientôt mis en place.

Contact

Daniel Richard-Mollard Ministère de l’enseignement et de la recherche Département Bio-ingénieurie Direction de la Technologie Ministère délégué à la recherche et aux Nouvelles Technologies 1, rue Descartes 75005 Paris Téléphone +33 (0) 1 55 55 99 85 Fax +33 (0) 1 55 55 99 59 Email [email protected]


Glossaire

ADEME : Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie BMBF : Ministère fédéral de l’Enseignement et de la Recherche BMU : Ministère fédéral de l’Environnement BMWi : Ministère fédéral de l’Economie et de l’Innovation BMELV : Ministère fédéral de l’alimentation, de l’agriculture et de la protection de la consommation DBU : Institut fédéral allemand pour l’environnement FoNA : Recherche pour le développement durable FNR : Agence pour les matières premières renouvelables FZJ : Centre de recherche Jülich de la communauté Helmholtz

IFEU : Institut pour la recherche énergétique et environnementale Heidelberg INRA : Institut National de la Recherche Agronomique


Contact

ADEME / AGRICE Maurice Dohy [email protected] Tel : 0033 2 41 20 43 27

FNR / ERA-net Ressources Renouvelables Andreas Schütte

[email protected] Tel : 0049 3843 6930 102

SusChem / EuropaBio Camille Burel

[email protected] Tel : 0032 2 735 03 13

ERA-IB / NWO Quirine Lisman

[email protected] Tel : 0031 70 34 40 768 693 Tel : 0031 70 34 40 768 610

Projektträger Jülich BIO Johann Dietrich Schladot


Projektträger Jülich UMW Valeria Schütze


Projektträger AiF Michael Grünberg

[email protected] Tel : 0049 221 376 80 50

Ecole Nationale Supérieure de chimie de Montpellier Bernard Boutevin

[email protected] Tel : 0033 4 67 14 43 03

INRA / Projet européen NILE Marcel Asther [email protected]

Tel : 0033 4 91 82 86 00 INRA / Pôle de compétitivité Industrie et Agro-ressources - Europol’Agro Champagne-Ardenne et Picardie Ghislain Gosse

[email protected] Tel : 0033 3 22 85 75 04


INRA Paul Colonna [email protected] Tel : 0033 2 40 67 51 45

IFEU Andreas Detzel Dr. Guido Reinhardt

[email protected] [email protected] Tel : 0049 6221 47 67 82 Tel : 0049 06221 47 6731

P2R / Ambassade de France à Berlin Nour-Dine Amlaiky [email protected] Tel : 0049 30 590 03 92 52 BioHub / Roquette Frères Christophe Rupp-Dahlem [email protected] Tel : +33 3 21 63 37 38 Creagif Biopolymères Florent Girard

[email protected] Tel : +33(0)6 26 16 91 07

Sanofi-Aventis Paul Baduel [email protected] Tel : 0033 1 58 93 37 69

Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung Prof. Alex Brakhage und Infektionsbiologie [email protected] Tel: 0049 3641 65 6601 FNR Dr. Steffen Daebeler [email protected] Tel: 0049 3843 6930 114 BMBF Dr. Christian Müller [email protected] Tel: 0049 1888 57 5225

Les biotechnologies blanches, avancées et perspectives -...

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