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Programme!!

Résumés!des!présentations!

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LE MARDI 19 JANVIER 2016

Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS au Campus du Moulin de la Housse - bâtiment 25 UFR Sciences Exactes et Naturelles, Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims

13h30-14h00 :  café  d’accueil  - salle 25-108

14h00-14h30 : Mots  d’accueil Pr  Gilles  Baillat,  Président  de  l’Université  de  Reims  Champagne-Ardenne Pr  Thierry  Letellier,  Doyen  de  l’UFR  Sciences  et  Techniques  des  Activités  Physiques  et  Sportives Pr Véronique  Carré  Ménétrier,  Doyenne  de  l’UFR  Sciences  Exactes  et  Naturelles Pr Laurent Martiny, Vice-Président  de  la  Commission  de  Recherche  de  l’URCA

14h30-16h00 : Assemblée Générale

16h00-16h30 : pause-café - salle 25-108 16h30-17h40 : Session 1 - Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS,  bâtiment  25 Modérateur : Bernard Kurek

16h30-16h40 : Alahmad Abdelrahman - FRE CNRS 3498 EDYSAN (UPJV) 7

Impact  d’un  couvert  végétal  permanent  sur  la  biodiversité  microbienne  du  sol. 16h40-16h50 : Baert Jonathan - Gembloux Agro-Bio Tech et PEPs (Université de Liège) 8

Caractérisation  de  l’hétérogénéité  phénotypique  des  populations  microbiennes  :  vers de nouvelles  stratégies  pour  l’optimisation  des  bioprocédés.

16h50-17h00 : Belhacene Kalim - EA 7394 USC 1281 ICV et UMR CNRS 8520 IEMN (Université de 9

Lille) Conception de BioMEMS assistée par plasma froid : nouvelles approches.

17h00-17h10 : Berchem Thomas - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) 10

Etude du potentiel des sous-produits de la filière vinicole pour des applications à haute valeur ajoutée.

17h10-17h20 : Bombeck Pierre-Louis - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) 11 Production de nanocellulose à partir de pâtes à papier : utilisation  de  l’hydrolyse  enzymatique   et   valorisation   des   coproduits   d’hydrolyse   dans   une   stratégie   de  bioraffinage forestier intégré.

17h20-17h30 : Bounou Abassi Hubert - FRE CNRS 3517 LG2A (UPJV) 12

S-SAIL : Saccharidic Surface Active Ionic Liquid. 17h30-17h40 : Caron Juliette - EA  7394  USC  1281  ICV  (Université  de  Lille  et  Université  d’Artois) 13

Devenir des peptides bioactifs issus de la digestion gastro-intestinale des protéines alimentaires.

A partir  de  17h40  :  verre  de  l’amitié

A partir de 19h00 :  dîner  au  restaurant  l’Apostrophe  (59 Place Drouet d'Erlon, 51100 Reims)

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LE MERCREDI 20 JANVIER 2016

Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS au Campus du Moulin de la Housse - bâtiment 25 UFR Sciences Exactes et Naturelles, Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims

08h30-09h00 :  café  d’accueil  - salle 25-108 09h00-10h30 : Session 2 - Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS,  bâtiment  25 Modérateur : Pascal Dhulster 09h00-09h10 : Costantine Georges - EA 4694 GRESPI (URCA) 14

Evaluation   des   performances   énergétiques   du   béton  de   chanvre   à   l’échelle   du  bâtiment : couplage entre approches expérimentale et numérique.

09h10-09h20 : Decourtil Cédric - EA 3900 BIOPI (UPJV), UMR INRA 614 FARE (URCA) et PFA 15 (UPJV)

Changements dans le métabolisme secondaire observés chez des mutants d’Arabidopsis  thaliana pour les pinorésinol réductases.

09h20-09h30 : Deracinois Barbara - EA 7394 USC 1281 ICV (Université de Lille et Université 16 d’Artois)

Caractérisation et identification des séquences actives « anti-stress » des hydrolysats de protéines de poisson.

09h30-09h40 : Duhirwe Gilbert - FRE CNRS 3517 LG2A (UPJV) et FRE CNRS 3580 GEC (UPJV- 17 UTC)

Polymères à empreintes moléculaires biodégradables : synthèse de nouveaux monomères et agents réticulants à partir de sucres.

09h40-09h50 : Dupoiron Stéphanie - UMR INRA 614 FARE (URCA) et UMR INRA 1145 GENIAL 18

(AgroParisTech/CNAM) et Chaire ABI (AgroParisTech) Déconstruction raisonnée des hémicelluloses du son de blé et purification des fractions fonctionnelles.

09h50-10h00 : Fayet Axel - UMR INRA 1145 GENIAL, UMR INRA 782 GMPA et Chaire ABI 19

(AgroParisTech) Production de substrats de fermentation bactérienne à partir de biomasse lignocellulosique prétraitée.

10h00-10h10 : Fougerit Valentin - EA 4038 LGPM (CentraleSupélec) 20 Développement  d’un  procédé  innovant  d’épuration  du  biogaz  adapté  aux  petites  unités agricoles : évaluation de la technologie « contacteurs à membranes ».

10h10-10h20 : Gallos Antoine - UMR INRA 614 FARE (URCA) et Chaire ABI (AgroParisTech) 21 Corrélations entre les propriétés mécaniques et la répartition des fibres au sein d'un biocomposite par imagerie par microscopie confocale à spectroscopie Raman.

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10h20-10h30 : Gimbernat Alexandra - EA 7394 USC 1281 ICV et UMR CNRS 8181 UCCS 22 (Université de Lille)

Nouveau procédé de « catalyse hydride » : couplage de la biocatalyse et de la catalyse  chimique  pour  l’obtention  du  5-HMF à partir du glucose.

10h30-11h00 : pause-café - salle 25-108 11h00-12h30 : Session 3 - Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS,  bâtiment  25 Modérateur : Julien Colin

11h00-11h10 : Habib Hazzar - FRE CNRS 3498 EDYSAN (UPJV) 23 N efficiency in maize as affected by tillage system and N fertilizer rate.

11h10-11h20 : Hussenet Clément - EA 4038 LGPM (Centrale Supélec), UMR INRA 614 FARE 24

(URCA) et Œno  Concept Instrumentation, modélisation et automatisation de fermenteurs levuriers à destination  œnologique.

11h20-11h30 : Istasse Thibaut - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) 25

Caractérisation et étude du potentiel de valorisation des polyphénols de miels monofloraux.

11h30-11h40 : Kirstetter Anne-Sophie - EA 4038 LGPM (Centrale Supélec) et ARD 26 Etude de la fixation du carbone inorganique chez la levure pour la production industrielle de composés d'intérêt.

11h40-11h50 : Lemaire Julien - EA 4038 LGPM (Centrale Supélec) et Eurodia Industrie 27

Purification   d’acides   organiques   par   chromatographie   sur   résines   anioniques : étude des mécanismes de rétention.

11h50-12h00 : Lorreyte Clarisse - EA 4694 GRESPI (URCA), UMR INRA 614 FARE (URCA) et UMR 28

CNRS 7314 LRCS (UPJV) Caractérisation microstructurale, thermo-physique et chimique de biomasse et de biogaz.

12h00-12h10 : Luzuriaga-Loaiza Walter Patricio - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège), 29

EA 4707 URVVC (URCA) et UMR CNRS 7312 ICMR (URCA) Bases moléculaires de la perception par les cellules végétales de deux éliciteurs amphiphiles (rhamnolipides et surfactines).

12h10-12h20 : Magniez Gabrielle - UMR-I 02 SEBIO (URCA) et INERIS 30

Analyse par cytométrie en flux de la spermatogenèse et de ses perturbations suite à un stress chimique chez la moule zébrée, Dreissena polymorpha (Pallas, 1771).

12h20-12h30 : Marié Thomas - Chaire ABI (AgroParisTech), UMR CNRS 7312 ICMR (URCA), UMR 31 INRA 1145 GENIAL (AgroParisTech) et UMR INRA 782 GMPA (AgroParisTech)

Production de dérivés alpha-glycosylés de stilbènoïdes : augmentation de la solubilité et de la biodisponibilité du resvératrol.

12h30-14h00 : pause déjeuner et café - salle 25-108

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14h00-15h30 : Session 4 - Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS,  bâtiment  25 Modérateur : Magali Deleu 14h00-14h10 : Mejri Samara - EA 7394 USC 1281 ICV (Université de Lille) et UCEIV EA 4492 32

(Université du  Littoral  Côte  d’Opale)  et  Hautes  Etudes  d’Ingénieur Efficacité   et   modes   d’action   de   stimulateurs   de   défense   des   plantes   sur   le  pathosystème blé septoriose.

14h10-14h20 : Monnier Noadya - FRE CNRS 3580 GEC (UTC-UPJV) et EA 4707 URVVC (URCA) 33

Etude   du   mode   d’action   et   de   perception   d’éliciteurs   amphiphiles   stimulant  l’immunité  innée  des  végétaux.

14h20-14h30 : Nasir Mehmet Nail - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) 34 Influence of the chemical structure of key intermediate plant oxylipins during their molecular interactions with plant plasma membrane.

14h30-14h40 : Nemaga Abirdu-Woreka - EA 4682 LRN (URCA) et UMR CNRS 7314 LRCS (UPJV) 35

Elaboration par électrodépôt en milieu liquide ionique de silicium pour électrode négative de batterie Li-ion.

14h40-14h50 : Niang Ibrahim - EA 4694 GRESPI (URCA), Université de Thiès, CRDA et CRAterre 36 Contribution   à   l’élaboration   d’un   système   de   certification   des   bâtiments  durables  :  cas  d’étude  des  matériaux  de  construction  biosourcés  comme  le  béton  de chanvre en France, et le ciment-typha et la terre-typha au Sénégal.

14h50-15h00 : Nivelle Elodie - FRE CNRS 3498 EDYSAN (UPJV) 37 Effets du travail du sol, des couverts végétaux et de la fertilisation azotée sur les activités enzymatiques, les caractéristiques microbiennes et le turn-over de la matière organique.

15h00-15h10 : Obounou Akong Firmin - UMR CNRS 7312 ICMR (URCA), UMR CNRS 7311 ICOA 38 (Université  d’Orléans),  EA  4707  URVVC  (URCA)  et  Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège)

Nouvelle approche de la synthèse de rhamnolipides naturels ou bioinspirés pour une possible utilisation comme éliciteurs dans la protection du vignoble champenois contre les maladies.

15h10-15h20 : Omri Mehdi - FRE CNRS 3517 LG2A (UPJV) et UMR CNRS 7314 LRCS (UPJV) 39

Conception de catalyseurs à base de nanoparticules   d’or   supportées   pour  l’oxydation  sélective  de  saccharides.

15h20-15h30 : Polo Lozano Damien - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) 40 Interactions des rhamnolipides éliciteurs de Pseudomonas aeruginosa avec des membranes modèles de plantes.

15h30-16h00 : pause-café - salle 25-108

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16h00-18h00 : Session 5 - Amphithéâtre  de  l’UFR  STAPS,  bâtiment  25 Modérateur : Jérôme Pelloux

16h00-16h10 : Sagaidak Iryna - FRE CNRS 3517 LG2A (UPJV) et UMR CNRS 7314 LRCS (UPJV) 41

Towards renewable iodide sources for electrolytes in dye-sensitized solar cells: innovative sugar-based and amino-acid-based iodide salts and ionic liquids.

16h10-16h20 : Samaï Hakim-Chouki - UMR-I 02 SEBIO (URCA), MOBICYTE, UMR CNRS 7312 ICMR 42

(URCA) et EA 4707 URVVC (URCA) et Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) Evaluation a priori des risques immuno-toxiques associés aux composés biosourcés  d’origines  microbiennes  - cas des rhamnolipides.

16h20-16h30 : Schmetz Quentin - Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège) 43 La  législation  REACH  :  une  opportunité  d’innovation  pour l’économie  biobasée.

16h30-16h40 : Seyni Bodo Bachirou - EA 3795 GEGENAA (URCA), IRD et Université Abdou 44 Moumouni de Niamey

Hétérogénéité spatiale et fonctionnelle des sols et production du niébé dans les systèmes  d’exploitations  familiales au Niger.

16h40-16h50 : Spagnolo Alessandro - EA 4707 URVVC (URCA) et UMR CNRS 7285 IC2MP 45

(Université de Poitiers) Maladies  du  bois  de  la  vigne  :  mise  au  point  d’un  modèle  simplifié  en  vue  de  tester  des moyens de lutte.

16h50-17h00 : Su Fan - EA 4707 URVVC (URCA) et UMR CNRS 9213 IPS2 (Université Paris-Sud) 46 Modifications physiologiques et métaboliques induites par Burkholderia phytofirmans chez Arabidopsis thaliana.

17h00-17h10 : Thiombiano Benjamin - FRE CNRS 3517 LG2A (UPJV), FRE CNRS 3580 GEC (UPJV- 47 UTC), EA  3900  BIOPI  (UPJV),  EA  1207  LBLGC  (Université  d’Orléans)  et  ICAP  (UPJV)

Profilage métabolomique des exsudats de graines de lin au cours de la germination.

17h10-17h20 : Tisserant Léo-Paul - EA 4707 URVVC (URCA), UMR CNRS 7312 ICMR (URCA), EA 48 3900 BIOPI (UPJV) et PFA (UPJV)

Bioproduction   de   molécules   végétales   d’intérêt   :   utilisation   de   racines  transformées  de  vigne  pour  l’étude  des stilbènes en conditions axéniques.

17h20-17h30 : Verzeaux Julien - FRE CNRS 3498 EDYSAN (UPJV) 49

Les couverts végétaux protègent-ils les sols labourés contre les perturbations engendrées par les fertilisants azotés de synthèse ?

A 17h50 : Mots de clôture et remise du prix de la meilleure communication orale.

A partir de 18h00 : Pot de clôture

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Impact  d’un  couvert  végétal  permanent  sur  la  biodiversité  microbienne  du  sol

Abdelrahman Alahmad, Jérôme Lacoux, David Roger, Fabien Spicher, Julien Verzeaux, Elodie Nivelle, Hazzar Habbib, Manuella Catterou, Frédéric Dubois, Jérôme Duclercq, Thierry Tétu

Ecologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés (FRE CNRS 3498 EDYSAN), Université de Picardie Jules Verne, 1 rue des Louvels, 80037 Amiens Cedex 1, France.

Afin de satisfaire à la demande croissante en produits agricoles, les politiques de développement agricole de ces dernières décennies ont engagé une intensification de la mécanisation associée à une utilisation importante de produits phytosanitaires (engrais, pesticides). Bien que cette agriculture intensive ait permis une production alimentaire suffisante, elle a aussi causé la dégradation à grande échelle des sols, une perte de la biodiversité, une pollution des eaux souterraines et perturbé le fonctionnement des écosystèmes. Cette prise de conscience a lieu dans un contexte où les projections démographiques estiment que la population mondiale devrait atteindre 9 milliards de personnes d'ici à 2050 ; ce qui demanderait à nouveau une intensification du modèle agricole actuel. Par conséquent, un modèle alternatif est nécessaire pour réduire la dépendance aux intrants agricoles tout en maintenant des niveaux de productivité élevés. Plusieurs systèmes ont émergé, telle que l'agriculture écologiquement intensive qui est basée sur trois principes : (i) perturbation minimale du sol, (ii) présence d'une couverture permanente du sol et (iii) diversification des plantes cultivées (rotation des cultures) et  /  ou  les  associations  (intercalaires).  Pour  évaluer  l’efficience  de  ce  type  d’approche,  l’unité  EDYSAN  CNRS  FRE  3498 dispose d’un   dispositif   expérimental   permettant   la   comparaison   entre   les   pratiques   traditionnelles   de  labour et l'absence de labour associée au semis direct avec ou sans couverture végétale permanente. Ces modalités sont également déclinées sans ou avec apport d'intrants azotés.

Dans  le  cadre  d’une  première  étude  axée  sur  le  rôle  d’un  couvert  végétal  permanent,  une  évaluation  de  la  

biodiversité microbienne du sol a été réalisée par une approche de métagénomique. En effet, les espèces végétales et les propriétés du sol sont décrites comme des filtres environnementaux contrôlant la biodiversité du sol, ainsi une modification des pratiques agricoles devrait avoir un impact sur les communautés microbiennes du sol.

A  partir  d’échantillons  composites  issus  du  dispositif expérimental et provenant de deux profondeurs (0-10

et 10-30  cm),  une  extraction  d’ADN  a  été  réalisée  afin  de  pouvoir  obtenir  la  biomasse  microbienne,  ainsi  que  la  diversité taxonomique bactérienne. Cette dernière a été effectuée à partir des séquences de l’ARN16S  générées  par un séquenceur MiSeq. Les séquences obtenues et traitées bio-informatiquement par le pipeline FROGS montrent clairement le rôle positif du couvert végétal dans la préservation de la biodiversité bactérienne au sein de  l’agrosystème.

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Caractérisation  de  l’hétérogénéité  phénotypique  des  populations  microbiennes  :  vers  de  nouvelles  stratégies  pour  l’optimisation  des  bioprocédés

Jonathan Baert1, Anissa Delepierre1, Alison Brognaux1, Dominique Toye2, Frank Delvigne1 1Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030 Gembloux, Belgique. 2Products Environment and Processes (PEPs), Departement of chemical Engineering, Université de Liège, Allée du 6 Août, 11 Sart Tilman, 4000 Liège, Belgique.

Les biotechnologies industrielles couvrent une gamme très étendue de bioréactions permettant la production  d'une  grande  diversité  de  molécules  d’intérêts.  Bien  que  ces  réactions  soient  maitrisées,  une  majorité  de ces applications requiert une étape importante d’optimisation  afin  d’assurer  leurs  rentabilités  économiques  et leur compétitivité vis-à-vis  de  l’industrie  chimique  traditionnelle.  Dans  ce  cadre,  de  nombreuses  études  ont  récemment  mis  en  évidence  l’existence  d’une  hétérogénéité  phénotypique  au  sein  des populations de clones bactériens1. Cette variabilité phénotypique a été décrite comme étant la conséquence de la stochasticité au niveau des réactions biochimiques. Celle-ci   étant   influencée   par   la   proximité   spatiale   et   l’abondance   des  molécules intracellulaires  impliquées  dans  ces  réactions.  Cette  hétérogénéité  s’amplifie  dans  des  conditions  de  cultures  intensives  mettant  en  œuvre  de  hautes  densités  cellulaires  et  des  inhomogénéités  extracellulaires  liées  à la montée en échelle des procédés2.   L’effet   stressant   de   ces   conditions   sur   le   degré   d’hétérogénéité   des  populations microbiennes a largement été mis en évidence au niveau du phénotype, mais cette caractérisation a rarement été menée de manière à établir les conséquences de cette hétérogénéité sur la performance des bioprocédés.

Cette caractéristique intrinsèque des populations microbiennes doit donc être considérée afin de mettre au  point  une  stratégie  d’optimisation  rationnelle.  Dans  ce  cadre,  il  est  donc  nécessaire  de  développer  des  outils  permettant  d’analyser  l’état  métabolique  d’une  population.  En  effet,  le  métabolisme  doit  être  perçu  comme  la  résultante  fonctionnelle  du  phénotype  et  peut  donc  être  mis  en  parallèle  avec  le  niveau  de  performance  d’une  application de manière plus rigoureuse.

Pour cette raison, nous avons (i) identifié le Redox Sensor Green (RSG) comme étant un marqueur fluorescent externe corrélé au métabolisme bactérien et (ii) établi un protocole de marquage rapide compatible avec une analyse par cytométrie en flux. Le RSG diffuse librement à travers la membrane des cellules procaryotes et est alors converti en une espèce fluorescente par les réductases intracellulaires. En effet, la chaine de transport d’électrons   et   l’état   d’oxydoréduction   gouverne   l’état   métabolique   de   la   cellule.   De   plus,   l’approche   par  cytométrie en flux a démontré son potentiel pour caractériser les bioprocédés en donnant accès à une vision en temps  réel  de  l’hétérogénéité  au  sein  d’une  population  microbienne.

En conclusion, le signal de fluorescence émis par   le   RSG   est   propositionnel   à   l’activité   de   la   chaine   de  transport   d’électrons   et   son   signal   est   intimement   affecté   par   le   flux   de   carbone   à   travers   la   cellule,   la  disponibilité  de  l’accepteur  final  d’électrons  et  l’activation  des  voies  métaboliques  aérobies. Le RSG permet donc de  prendre  en  compte  l’hétérogénéité  de  l’état  métabolique  au  sein  des  populations  microbiennes  et  peut  donc  être  à   la  base  de  stratégies  d’optimisations   rationnelles  des  bioprocédés.  De  plus,   la   simplicité  d’analyse  par  cytométrie en   flux   permet   d’implémenter   un   suivi   en   ligne   du   procédé   de  manière   à   fournir   en   temps   réel  l’évolution  de  l’état  métabolique  de  la  biomasse3. Ce suivi en ligne permettrait de mettre au point une stratégie de régulation innovante basée sur les caractéristiques biologiques des microorganismes producteurs et révèle donc  des  perspectives  prometteuses  dans  le  cadre  de  l’optimisation  et  du  contrôle  des  bioprocédés  industriels. Références : 1. Baert J, et al.: Phenotypic variability in bioprocessing conditions can be tracked on the basis of on-line flow cytometry and fits to a scaling law. Biotechnol J 2015, 10: 1316-1325. 2. Delvigne F, et al.: Metabolic variability in bioprocessing: implications of microbial phenotypic heterogeneity. Trends Biotechnol 2014, 32: 608-616. 3. Brognaux A, et al.: A low-cost, multiplexable, automated flow cytometry procedure for the characterization of microbial stress dynamics in bioreactors. Microb Cell Factories 2013, 12.

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Conception de BioMEMS assistée par plasma froid : nouvelles approches

Kalim Belhacene1,2, Adil Elagli1,2, Céline Vivien2, Pascal Dhulster1, Philipe Supiot2, Renato Froidevaux1 1Institut Charles Viollette (EA 7394 USC 1281 ICV), Université de Lille 1, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d’Ascq  Cedex, France. 2Institut  d’Électronique,  de  Microélectronique  et  de  Nanotechnologie  (UMR  CNRS  8520  IEMN),  Université  de  Lille  1,  Cité  Scientifique,  59652  Villeneuve  d’Ascq  Cedex,  France.

La réduction des échelles permet une intégration de plus en plus  poussée  de  fonctions  et  d’applications  donnant  accès  à  un  potentiel  d’utilisations  quasi  infini.  Dans  le  domaine  de  la  recherche,  les  enjeux  économiques  (quantité de matière employée) et écologiques (traitement des déchets, risques chimiques) vont directement dans  le  sens  de  cette  miniaturisation  afin  de  permettre  l’obtention  de  procédés  d’analyse  plus  sûr,  plus  propres  et moins couteux.

Ce  projet  a  pour  objectif  le  développement  d’un  microréacteur  enzymatique  conçu  à  partir  d’un  matériau  

non  toxique,  le  Tetramethyldisiloxane  (TMDSO),  à  l’aide  de  la  technologie,  simple  et  rapide,  de  dépôt  de  couche  mince assisté par plasma, et intégrant un élément biologique, une enzyme, pour la réalisation de réaction catalytique  à  l’échelle  microfluidique.  Pour  cela,  un  protocole  d’immobilisation  et  d’intégration  de  l’enzyme,  ici  la  β-galactosidase, dans le TMDSO polymérisé par plasma (ppTMDSO), a été développé afin de vérifier et valider la capacité de ce polymère à retenir les enzymes et donc conserver sa fonction biologique pour plusieurs séquences  d’utilisation.  Puis,  la  conception  du  microréacteur  en  silicone,  à  enzyme  immobilisée  par  le  ppTMDSO,  a été  élaborée  afin  de  réaliser  et  d’évaluer  la  catalyse  enzymatique  et  de  comprendre  les  phénomènes  liés  à  la  diffusion et la réaction des espèces au sein du dispositif.

Une association multi-disciplinaire, basée sur la physico-chimie des matériaux, le génie enzymatique et la

micro/nanotechnologie,  a  été  mise  en  œuvre  pour  le  développement  de  ce  projet  de  recherche  et  a  fait  participer  les   unités   de   recherche   de   l’Institut   Charles   Viollette   (équipe   ProbioGEM)   et   de   l’Institut   d’Electronique,  Microélectronique et Nanotechnologie.

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Etude du potentiel des sous - produits de la filière vinicole pour des applications à haute valeur ajoutée

Thomas Berchem, Nicolas Jacquet, Thibaut Istasse, Eric Haubruge, Aurore Richel Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030, Gembloux, Belgique.

La   raréfaction   future   des   ressources   fossiles   est,   à   l’heure   actuelle,   une   certitude.   Face   à   la   demande  croissante   d’une   population   mondiale   en   expansion   constante,   il   est   primordial de trouver des voies de production plus durables pour les produits de consommation courante.

La chimie biobasée et le bioraffinage constituent une alternative à laquelle il convient de porter une grande attention. La très grande quantité de biomasse constituée  par  les  déchets  verts  produits  à  l’échelle  planétaire  représente  une  ressource  énergétique  et  chimique  très  peu  exploitée  jusqu’à  présent.

Les sous-produits  vinicoles  sont  issus  de  l’une  des  cultures  des  plus  répandues  dans  le  monde  et  semblent  constituer une source intéressante de molécules biobasées. Malgré ce potentiel, ces résidus ne sont que très peu valorisés  à  l’heure  actuelle.  Leur  utilisation  est  presque  exclusivement  cantonnée  à  des  applications  de  faibles  valeurs ajoutées tels que le compostage,  l’épandage  sur  champ  ou  la  production  de  bioéthanol.

Ce travail est centré sur les possibilités de valorisation à haute valeur ajoutée des sous-produits vinicoles. Il s’inscrit  dans   la   tendance  actuelle  d’utilisation  de  molécules  bioactives  d’origine végétale, tant dans le cadre d’applications  pharmaceutiques  que  parapharmaceutiques  ou  agroalimentaires.

Cette étude est articulée autour de deux objectifs principaux : une caractérisation générale de la matière première  et  la  mise  au  point  d’une  méthode d’extraction  des  polyphénols.

Les résultats de cette étude tendent à montrer le haut potentiel de valorisation des marcs de raisins grâce à   l’identification  de   composés  d’intérêt   tels  que  des  polyphénols,   ainsi   qu’une   concentration  appréciable  en  plusieurs  autres  molécules  d’intérêt  dont  le  potentiel  de  valorisation  au  départ  des  sous-produits vinicoles reste à explorer.

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Production de nanocellulose à partir de pâtes à papier :  utilisation  de  l’hydrolyse  enzymatique  et  valorisation des coproduits  d’hydrolyse  dans  une  stratégie  de  bioraffinage  forestier  intégré

Pierre-Louis Bombeck1,2, Jacques Hébert2, Aurore Richel1

1Laboratoire de Chimie Biologique Industrielle, Gembloux AgroBio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030 Gembloux, Belgique. 2Unité de Gestion des Ressources Forestières, Biosystem Engineering (BIOSE), Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030 Gembloux, Belgique.

Dans un monde qui cherche à se défaire de sa dépendance à la pétrochimie, le concept de bioraffinage de la biomasse forestière est de plus en plus étudié. Intégrant une recherche de valorisation maximale des composants de cette biomasse, la transformation de fibres de cellulose en nanocellulose séduit de plus en plus l’industrie  papetière  par  sa  haute  valeur  ajoutée.

Le  concept  de  bioraffinage  forestier  intégré  vise  l’adaptation  des  usines  de  pâte  à  papier  en  bioraffineries  

où un maximum des coproduits sont valorisés. Au départ de la cellulose contenue dans la pâte, deux types de nanocellulose (selon la taille et la proportion de zones amorphes) peuvent être obtenus en déstructurant les fibres   selon   différents   moyens.   Comme   elle   possède   un   impact   environnemental   faible   et   qu’elle   génère  également des coproduits valorisables,   l’hydrolyse   enzymatique   constitue   un   moyen   de   production   de  nanocellulose en combinaison avec des traitements mécaniques. La production de nanocellulose au départ de pâte  à  papier  est  une  étape  de  fin  de  chaîne  qui  peut  même  déjà  s’envisager  sans  modifier le fonctionnement des installations actuelles. La viabilité économique de cette production et la taille du marché potentiel sont l’objet  d’études  récentes  qui  s’avèrent  encourageantes.

Ce  projet  se  base  sur  l’utilisation  de  différents  types  de  pâte à papier comme source de cellulose pour la

production de nanocellulose. Ces pâtes, selon les procédés de fabrication employés, possèdent différentes caractéristiques chimiques et physiques qui peuvent avoir un impact sur le rendement de la production de nanocellulose.  Cette  recherche  vise  à  adapter  et  à  optimiser,  selon  le  type  de  pâte  à  papier,  la  phase  d’hydrolyse  enzymatique.  Cette  optimisation  passe  surtout  par  la  sélection  des  mélanges  enzymatiques  qui  permettent  d’une  part  d’affaiblir  la  structure  des  fibres  en  vue  de  leur  déconstruction  mécanique  en  nanocellulose  et  d’autre  part,  de  dégager  des  coproduits  d’hydrolyse  valorisables  tels  que  le  cellobiose  ou  le  xylose.

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S-SAIL : Saccharidic Surface Active Ionic Liquid

Hubert Bounou Abassi, Albert Nguyen Van Nhien, Denis Postel, Muriel Vayssade, Anne Bado-Nilles, Laure Chabot, Pascal Pandard

Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et Agroressources (FRE CNRS 3517 LG2A), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

Les  bolaamphiphiles  sont  des  molécules  composées  d’une  longue  chaine  alkyle,  partie  hydrophobe,  avec  à  

ses   extrémités   deux   têtes   polaires,   parties   hydrophiles.   La   présence   d’une   seconde   tête   polaire   a   pour  conséquence l’augmentation  de  la  solubilité  en  milieu  aqueux  et  de  la  concentration  micellaire  critique  (CMC);  et  la  diminution  du  nombre  d’agrégation  possible.  Ils  peuvent  adopter  des  morphologies  types  sphères,  cylindres  ou disques. En raison de leur structure chimique,  les  surfactants  bolaformes  ont  la  capacité  de  s’auto-assembler pour former potentiellement une membrane monocouche de lipides plus compacte et moins perméable que les membranes bicouches analogues1,2. Il existe deux catégories de bolaamphiphiles à tête saccharidique, les non-ioniques  et  les  ioniques,  c’est  cette  dernière  famille  à  laquelle  nous  allons  nous  intéresser.

L'objectif du projet est la synthèse bolaamphiphiles saccharidiques possédant des propriétés de liquides

ioniques associant une tête glycosyle   et   un   hétérocycle   azoté   chargé,   reliées   par   une   chaine   alkyle.   L’anion  associé pourra ou non être biosourcé suivant les applications et les propriétés envisagées et recherchées.

Schéma général des molécules visées dans le projet :

Consortium du projet:

L’ensemble  des  molécules  synthétisées  feront  l’objet  d’études  de  toxicité  (réalisation  par  M.  VASSAYDE  à  l’UTC),  d’études  d’éco-toxicité,  d’auto-assemblage et les propriétés élicitrices seront réalisées par les partenaires de la région Champagne-Ardenne. Références : 1. Kohler K, et al.: J Am Chem Soc 2004, 126: 16804-16813. 2. Wang X, et al.: Colloid Interface Sci 2001, 233: 364-366.

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Devenir des peptides bioactifs issus de la digestion gastro-intestinale des protéines alimentaires

Juliette Caron1, Christophe Flahaut1, 2, Pascal Dhulster1, Rozenn Ravallec1, Benoit Cudennec1 1Institut  Charles  Viollette  (EA  7394  USC  1281  ICV),  Université  de  Lille  1,  Cité  Scientifique,  59655  Villeneuve  d’Ascq  Cedex, France. 2Université  d’Artois,  62300  Lens,  France.

Il est désormais admis que le tractus gastro-intestinal   (GI)   n’a  pas  uniquement   vocation  à  dégrader   les  aliments  en  nutriments,  principale  source  d’énergie  pour  l’organisme.  Une  forte  communication  existe  entre  le cerveau et le tractus gastro-intestinal grâce à des signaux de nature mécanique, chimique et nerveuse, participant ainsi au processus de régulation de la prise alimentaire. La présence de cellules entéroendocrines dispersées à différents endroits du tractus assure la sécrétion des hormones GI aux actions oréxigène ou anoréxigène en présence de nutriments tels que les cholécystokinines ou le glucagon-peptide GLP-1. Ce dernier a  fait  récemment  l’objet  de  nombreuses  attentions  notamment  grâce  à  son  action  incrétine.  L’action  de  cette  hormone est rapidement inactivée par la dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV). Le GLP-1 se présente donc comme une cible potentielle dans la conception de nouvelles molécules pharmaceutiques pour le traitement de diabète de type 2 et la  recherche  d’inhibiteurs  de  la  DPP-IV est une des stratégies adoptées.

De manière générale, les protéines alimentaires sont reconnues pour leur pouvoir satiétogène mais les

mécanismes sous-jacents restent encore partiellement élucidés. Les peptides générés au cours de la digestion GI de protéines alimentaires peuvent interagir avec le milieu environnant ou passer la barrière intestinale pour participer directement ou non à la génération de signaux de satiété. Cependant, leur action est fortement conditionnée   par   leur   biodisponibilité   et   leur   stabilité   dans   le   tractus   GI   face   à   l’abondance   de   nombreuses  peptidases.  La  recherche  de  séquences  peptidiques  bioactives  et  la  compréhension  de  leurs  mécanismes  d’action  s’inscrivent  dans  les  axes  de  recherche  sur  la régulation de la prise alimentaire.

Le but de notre étude vise à simuler la digestion GI in vitro de  l’hémoglobine  bovine  prise  comme  protéine  

modèle dans notre étude et à identifier les peptides aux activités biologiques en lien avec la satiété. Les populations peptidiques sont caractérisées par différents outils analytiques notamment par chromatographie liquide   et   spectrométrie   de  masse.   La   recherche   d’activités   biologiques   des   hydrolysats   est   orientée   vers   la  stimulation   de   la   sécrétion   d’hormones   intestinales (cholécystokinines, GLP-1) sur des lignées cellulaires, l’inhibition  de  l’enzyme  DPP-IV  ainsi  que  le  passage  d’une  barrière  de  cellules  modélisant  la  barrière  intestinale.  Les outils analytiques ont permis le fractionnement des hydrolysats les plus  prometteurs  et  l’identification  des  séquences  présentes.  Enfin,  la  modulation  de  l’expression  des  gènes  des  hormones  et  de  l’enzyme  au  contact  des  hydrolysats  a  été  étudiée  pour  apporter  des  éléments  de  réponse  aux  mécanismes  d’action  des  peptides.  

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Evaluation  des  performances  énergétiques  du  béton  de  chanvre  à  l’échelle  du  bâtiment : couplage entre approches expérimentale et numérique

Georges Costantine, Chadi Maalouf, Guillaume Polidori Groupe  de  Recherche  en  Sciences  Pour  l’Ingénieur  (EA  4694  GRESPI), Université de Reims Champagne Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France.

Dans   un   contexte   de   réchauffement   climatique   associé   à   un   abus   de   consommation   de   l’énergie,   les  réglementations thermiques de nos jours sont de plus en plus sévères. Minimiser la facture énergétique issue du secteur du bâtiment revient à mettre en place des matériaux de construction innovants, tels que les matériaux à base végétale, vu leur effet positif sur les plans thermique et environnemental. De ce fait, le béton de chanvre a connu un grand essor dans les deux dernières décennies, et nombreuses sont les études élaborées à propos de ses  propriétés    physiques  et  de  son  comportement  hygrothermique  à  l’échelle  de  la  paroi.  

Le  but  de  ce  travail  est  d’évaluer,  en  s’appuyant  sur  l’expérimentation  et  la  simulation,  les  performances  énergétiques  du  béton  de  chanvre  à  l’échelle  du  bâtiment  et  son  apport  lorsqu’il  est  couplé  à  un  puits  canadien  ou  à  une  pompe  à  chaleur.  Les   simulations  seront  effectuées  via   l’environnement  de   simulation SPARK. Elles s’appuieront   sur   les   résultats   expérimentaux   obtenus   sur   un   bâtiment   utilisant   le   béton   de   chanvre   comme  isolation  par  l’extérieur.  Ce  bâtiment  est  situé  à  Fleury-La  Rivière  et  fait  actuellement  l’objet  d’une  campagne  de  mesures expérimentales en collaboration avec le Foyer Rémois.

Le projet « EOPEBEC »  est  cofinancé  par  l’Union  Européenne.  L’Europe  s’engage  en  Champagne-Ardenne avec le FEDER.

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Changements dans le métabolisme secondaire observés chez des mutants  d’Arabidopsis thaliana pour les pinorésinol réductases

Cédric Decourtil1, Jean Xavier Fontaine1, Roland Moline1, Anthony Quero1, Romain Roulard1, David Mathiron2, Serge Pilard2, David Cronier3, Brigitte Chabbert3, François Mesnard1

PFA

1Biologie des Plantes & Innovation (EA 3900 BIOPI), Laboratoire de Phytotechnologie et Pharmacognosie, Faculté de Pharmacie, Université de Picardie Jules Verne, 1 rue des Louvels, 80037 Amiens Cedex 1, France. 2Plate-Forme Analytique (PFA), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 3Fractionnement des AgroRessources et Environnement (UMR INRA 614 FARE), Université de Reims Champagne-Ardenne, 2 Esplanade Roland Garros, BP 224, 51686 Reims Cedex 2, France.

Arabidopsis thaliana possède deux Pinorésinol réductases, la Pinorésinol réductase 1 (Pr1) et la Pinorésinol réductase 2 (Pr2), deux enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse des lignanes catalysant la réaction du Pinorésinol en Laricirésinol. Ces deux enzymes ne font pas la seconde réduction du Laricirésinol en Sécoisolaricirésinol contrairement au lin qui possède des Pinorésinol Laricirésinol réductases. Ces gènes présentent  des  profils  d’expression  différents  selon  les  organes : tiges, feuilles et racines. Les lignanes présentent une forte activité anti-oxydante comme le SDG (Sécoisolaricirésinol diglucoside)1 qui permet par exemple de diminuer  les  symptômes  d’un  certain  nombre  de  pathologies2.

Afin   de   montrer   l’impact   de   cette   double   mutation   dans   le   métabolisme   d’Arabidopsis thaliana, deux simples mutants homozygotes pour ces enzymes ont été sélectionnés pour faire des croisements de façon à obtenir les doubles mutants correspondant. Après vérification par RT-qPCR du caractère Knock Out pour les gènes Pr, la tige, la rosette et les racines ont été récoltées séparément sur des plantes de 45 jours. Des données de  transcriptomique  par  microarrays  ont  été  obtenues  sur  ces  trois  derniers  organes.  L’ensemble  des  métabolites  de ces tissus ont été analysés par l’association  de  plusieurs  méthodes  de  chimie  analytique.  Des  approches  par  RMN 1H, LC-MS et GC-MS ont été réalisées. Un dosage de la lignine totale et sa caractérisation ont été effectués sur racines et tiges. Références : 1. Prasad K: Hydroxyl radical-scavenging property of secoisolariciresinol diglucoside (SDG) isolated from flax-seed. Mol Cell Biochem Mar 1996 168(1-2): 117-123. 2. Adolphe J L, et al.: 2010. Health effects with consumption of the flax lignan secoisolariciresinol diglucoside. Brit J N 2010 103: 929-938.

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Caractérisation et identification des séquences actives « anti-stress » des hydrolysats de protéines de poisson.

Barbara Deracinois1, Rozenn Ravallec1, Benoît Cudennec1, Pascal Dhulster1, Christophe Flahaut1,2 1Institut  Charles  Viollette  (EA  7394  USC  1281  ICV),  Université  de  Lille  1,  Cité  Scientifique,  59655  Villeneuve  d’Ascq  Cedex, France. 2Université  d’Artois,  62300  Lens,  France.

Au cours de la digestion des protéines, une large gamme de peptides bioactifs peut-être générée. Ces peptides  ont  la  capacité  d’agir  comme  des  messagers  biologiques,  stimulant  ou  inhibant  un  grand  nombre  de  réponses  physiologiques.  L’hydrolyse  enzymatique  industrielle des protéines permet la production de peptides actifs   et   est   ainsi   fortement   utilisée   afin   de   transformer   des  matrices   en   produits   d’intérêt   (valorisation   des  coproduits  de  l’industrie  agro-alimentaire).

Dans le cadre du projet PepSeaNov, nous nous intéressons aux peptides bioactifs dits anti-stress obtenus à partir   d’hydrolysats   de   poisson.  Malgré   une  multitude   d’études   portant   sur   les   activités   biologiques   de   ces  peptides  d’origine  marine,  peu  de  séquences  actives  ont  été   identifiées.  L’hypothèse  est   faite  que   l’efficacité  biologique de ces hydrolysats de protéines est liée à leur complexité. Cependant, la caractérisation de l’hétérogénéité   peptidique   d’échantillons   aussi   complexes   nécessite   une   stratégie   adaptée   couplant   des  techniques de séparation peptidomiques (pour le fractionnement et la simplification des échantillons), ainsi que la   spectrométrie   de   masse   et   la   bioinformatique   (pour   l’étape   d’identification).   Nous   avons   opté   pour   des  techniques biochimiques basées sur la séparation des peptides selon leur masse moléculaire et leur hydrophobie par chromatographie liquide. La caractérisation des échantillons (nombre, masse, séquence primaire et modifications post-traductionnelles des peptides) sera effectuée par spectrométrie de masse de type ESI-Q-TOF (ElectroSpray Ionization-Quadrupole-Time Of Flight).

Ce projet de recherche fait partie intégrante du projet PepSeaNov regroupant les pôles de compétitivité

Aquimer et Nutrition Santé Longévité ainsi que 5 partenaires : la société COPALIS, l’entreprise   HPBioTECH,  l'Institut   Français  de  Recherche  pour   l'Exploitation  de   la  Mer   (IFREMER),   et   les   équipes  d’accueil   EA  4489  et                        EA 7394.

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Polymères à empreintes moléculaires biodégradables : synthèse de nouveaux monomères et agents réticulants à partir de sucres

Gilbert Duhirwe1, Yi Zhao2, Mira Daoud Attieh2, Carol Schembri2, Éric Grand1, Aude Falcimaigne-Cordin2, Karsten Haupt2, José Kovensky1

1Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agro-ressources (FRE CNRS 3517 LG2A), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue de Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 2Laboratoire de Génie Enzymatique et Cellulaire, (FRE CNRS 3580 GEC), Université de Technologie de Compiègne, BP 20529, 60205 Compiègne Cedex 1, France.

Les polymères à empreintes moléculaires (MIP) sont des matériaux synthétiques dans lesquels sont présents   des   sites   récepteurs   artificiels   d’une  molécule   cible.   Leur   structure   leur   confère   des   propriétés   de  reconnaissance moléculaire semblables aux récepteurs naturels comme les enzymes ou les anticorps et ils peuvent  de  ce  fait  être  utilisés  pour  quantifier  ou  détecter  une  molécule  d’intérêt.  L’obtention  de  ces  composés  se  fait  par  la  technique  d’impression  moléculaire [1-3](Figure 1).

Figure 1 : principe de l'impression moléculaire.

Vu leur pouvoir de ciblage, leur meilleure stabilité chimique et mécanique ainsi que leur coût de production

moindre par rapport aux systèmes de reconnaissance biologique conventionnels, les MIP sont de bons matériaux alternatifs dans des domaines tels que les sciences séparatives, les biocapteurs, les tests immunologiques, la synthèse  et  la  catalyse.  Cependant,  l’utilisation  de  ces  matériaux  dans  les  domaines  médical  et  environnemental  reste encore très limitée à cause de la non-dégradation   des  MIP   et   l’incompatibilité de leur structure avec l’organisme  humain.  

Nous présenterons la synthèse de nouveaux agents réticulants (1, 2, et 3) et monomères (4) clivables par

voie enzymatique (Figure 2). Ce sont des dérivés de tréhalose sur lesquels des groupes méthacrylamide ou méthacrylate ont été greffés. Ces composés ont été engagés dans des réactions de polymérisation pour générer des MIP. Par ailleurs, la dégradation des agents réticulants par voie enzymatique a été étudiée.

Figure 2 : agents réticulants et monomère synthétisés.

Les auteurs remercient le Conseil Régional de Picardie pour le financement du projet.

Références : 1. Ashady R, et al.: Macromol Chem Phys 1981, 182: 687-692. 2. Wulff G : Angew Chem Int Ed Engl 1995, 34: 1812-1832. 3. Zimmerman S C, et al.: Chem Commun 2004, 5-14.

Molécule servant

d’empreinte

Agent réticulant

synthétique

Monomères fonctionnels

Formation d’un complexe

Polymérisation des monomères et de l’agent réticulant

Elimination de la molécule servant

d’empreinte

Site de reconnaissance capable de fixer

spécifiquement la molécule cible

Matrice polymérique

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Déconstruction raisonnée des hémicelluloses du son de blé et purification des fractions fonctionnelles

Stéphanie Dupoiron1,2,3, Magali Bedu2, Marion Pommet2, Richard Lewandowski2, Florent Allais3, Andreia Teixeira3, Marie-Laure Lameloise2, Caroline Rémond1, Harivony Rakotoarivonina1

1Fractionnement des AgroRessources et Environnement (UMR INRA 614 FARE), Université de Reims Champagne-Ardenne, 2 Esplanade Roland Garros, BP 224, 51686 Reims Cedex 2, France. 2Génie Industriel Alimentaire (UMR INRA 1145 GENIAL), AgroParisTech/CNAM, 1 avenue des Olympiades, 91744 Massy Cedex, France. 3Chaire Agro-Biotechnologies Industrielles, AgroParisTech, 247 rue Paul Vaillant Couturier, 51100 Reims, France.

Les co-produits agricoles tels que le son et la paille de blé sont produits en grande quantité en industrie

meunière   et   sont   majoritairement   utilisés   pour   l’alimentation   animale.   Ils   sont   riches   en   lignocelluloses  constituées  de  lignines,  de  cellulose  et  d’hémicelluloses.  Les  hémicelluloses  majoritaires  chez  les  graminées  sont  les  hétéroxylanes  qui  sont  constitués  d’une  chaine  principale  de  xyloses   liés  en  ß-(1-4) pouvant être ramifiée entre autres par des résidus arabinoses et des acides féruliques. Les hétéroxylanes sont des sources de molécules d’intérêt  pour  les  industries  alimentaires.  Les  xylooligosaccharides  (XOs)  sont  connus  pour  être  des  prébiotiques,  le xylose peut être utilisé pour synthétiser le xylitol, un édulcorant  non  carcinogène,  et  l’acide  férulique  est  une  molécule anti-oxydante intéressante pour des applications en emballages1,3. Différentes voies peuvent être utilisées pour déconstruire les hétéroxylanes. La voie chimique utilise généralement des conditions drastiques, peu éco-compatibles et non spécifiques. La voie enzymatique favorisée dans ce projet est plus spécifique et plus douce puisque les enzymes agissent en milieu aqueux et à plus faible température. Dans notre projet, les enzymes hémicellulolytiques sont produites par Thermobacillus xylanilyticus,   une  bactérie  hémicellulolytique   capable  de  produire  un  arsenal   d’enzymes selon le substrat de culture mis à sa disposition4,5.

L’objectif du projet est de produire des cocktails enzymatiques efficaces pour la libération des molécules

d’intérêt,  tels  que  le  xylose,  les  XOs  et  l’acide  férulique,  puis  de  purifier  l’ensemble  de  ces  molécules  de  manière  éco-compatible.

Ce projet ambitieux et multi-disciplinaire  implique  3  équipes  spécialistes  dans  leur  domaine.  L’UMR  FARE  

(INRA/URCA),  spécialiste  dans  la  dégradation  enzymatique  de  biomasse  végétale,  l’UMR  Génial,  spécialiste  dans  le génie des procédés de séparation et la Chaire ABI, spécialiste dans la chimie verte. Références : 1. Ou S, et al.: Ferulic acid: pharmaceutical functions, preparation and applications in foods. J Sci Food Agric 2004, 84: 1261-1269. 2. Pion F, et al.: Chemo-enzymatic preparation of new bio-based bis-and trisphenols: new versatile building blocks for polymer chemistry. RSC Advances 2013, 3: 8988. 3. Deutschmann R, et al.: From plant biomass to bio-based chemicals: latest developments in xylan research. Biotechnol Adv 2012, 30: 1627-1640. 4. Rakotoarivonina H, et al.: Dynamic study of how the bacterial breakdown of plant cell walls allows the reconstitution of efficient hemicellulasic cocktails. Bioresour Technol 2014, 170: 331-341. 5. Rakotoarivonina H, et al.: The hemicellulolytic enzyme arsenal of Thermobacillus xylanilyticus depends on the composition of biomass used for growth. Microb Cell Fact 2012, 11.

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Production de substrats de fermentation bactérienne à partir de biomasse lignocellulosique prétraitée

Axel Fayet1,2,3, Andreia Teixeira1,3, Tiphaine Clément3, Marielle Bouix2, Marie-Laure Lameloise1 1Génie Industriel Alimentaire (UMR INRA 1145 GENIAL), AgroParisTech, 1 avenue des Olympiades, 91744 Massy Cedex, France. 2Laboratoire de Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires (UMR INRA 782 GMPA), AgroParisTech, 1 Avenue Lucien Brétignières, 78850 Thiverval-Grignon, France. 3Chaire Agro-Biotechnologies Industrielles, AgroParisTech, 247 rue Paul Vaillant Couturier, 51100 Reims, France.

Le  développement  des  biotechnologies  permet  aujourd’hui  de  produire  des  molécules  d’intérêt  par  divers  

procédés  de  fermentation  utilisant  différents  microorganismes  tels  que  des  levures  ou  des  bactéries.  A  l’heure  actuelle,  la  majorité  de  ces  procédés  repose  sur  l’utilisation  de  sources  de  carbone  issues  de  cultures  « nobles », ce qui pose des problèmes de compétition avec des applications alimentaires. Une alternative possible est d’utiliser  les  sucres  contenus  dans  la biomasse lignocellulosique (ex : résidus agricoles et forestiers). Seulement la récupération des sucres composant cette biomasse nécessite des prétraitements physico-chimiques forts qui entrainent la génération de composés inhibiteurs de fermentation tels que des dérivés furaniques (HMF, Furfural), des acides faibles et des composés phénoliques.

Parmi les différentes technologies de détoxification possibles, les procédés de filtration membranaire et

plus particulièrement la nanofiltration semblent les plus prometteurs. En effet, les différentes membranes utilisables,   ainsi   que   l’ajustement   des   conditions   opératoires   permettent   d’affiner   la   sélectivité.   De   plus,  comparativement aux autres procédés envisageables, les procédés membranaires consomment moins d’énergie  et  produisent  moins  de  déchets.  L’objectif  final  du  projet  est  donc  de  réaliser  la  détoxification  du  substrat  par  nanofiltration,   puis   d’optimiser   la   fermentation   bactérienne   sur   le  milieu   filtré   pour   produire   des  molécules  d’intérêt.

Les premiers résultats ont permis de tester plusieurs membranes de nanofiltration sur un substrat réel. Ces

tests ont conduit à une sélection de membranes vis à vis de leur performances de séparation des sucres et des composés inhibiteurs. En plus des composés inhibiteurs, le substrat présente deux autres contraintes importantes : un pH très bas (<1) et une forte pression osmotique (28 bars). Ces deux contraintes influent à la fois  sur  la  filtration  et  sur  la  fermentation,  sachant  que  la  fermentation  bactérienne  n’est  réalisable  qu’à  pH  7  et  à   une  pression  osmotique   faible.   L’utilisation  d’un  mode  de   filtration  particulier,   la   diafiltration,   a  permis  de  diminuer la pression osmotique une fois le milieu détoxifié, et de remonter légèrement le pH.

Les prochains travaux  porteront  donc  sur  l’optimisation  de  la  diafiltration  au  travers  de  la  compréhension  

et de la modélisation des différents phénomènes impliqués lors de la filtration membranaire.

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Développement  d’un  procédé  innovant  d’épuration  du  biogaz adapté aux petites unités agricoles : évaluation de la technologie « contacteurs à membranes »

Valentin Fougerit, Julien Lemaire, Marc-André Théoleyre, Moncef Stambouli

Laboratoire  de  Génie  des  Procédés  et  Matériaux   (EA 4038 LGPM),  CentraleSupélec,  Université  de  Paris-Saclay, Route de Bazancourt, 51110 Pomacle, France.

Le gisement de biogaz en France est majoritairement constitué par des exploitations agricoles de petites tailles. Dès lors, son exploitation est conditionnée par le développement de solutions technologiques viables économiquement pour des petites unités (< 150 Nm3 biogaz/h). Les applications biométhane (injection réseau, biométhane carburant) permettent une valorisation énergétique optimale du biogaz sur des sites ruraux où la demande en chaleur reste rare. Néanmoins, elles nécessitent le développement de solutions épuratoires adaptées.

Dérivée des recherches sur le poumon artificiel, la technologie du contacteur à membranes est évaluée

pour   le   développement   d’un   procédé   d’épuration   du   biogaz.   Le   procédé   utilise   des   produits   manufacturés  facilement  mis  en  œuvre  et  adaptés  aux  exigences  économiques  des  petits  débits.  Le  contacteur  propose  une  interface  d’échange  par  le  biais  d’une  membrane    poreuse  hydrophobe.  Comme dans les colonnes de lavage, la séparation CO2/CH4 exploite la différence de solubilité des gaz dans un solvant. Comparativement, cette technologie présente plusieurs avantages :

confinement du gaz ; maîtrise opératoire distincte des phases gaz et liquide ; bonne compacité.

L’obtention  d’un  biométhane  «  réseau  »  (>  97%)  a  été  validée  expérimentalement  par  un  procédé  avec  un  

circuit  d’eau  en  boucle  fermée  à  partir  d’un  biogaz  synthétique  (60%  CH4 + 40% CO2). Deux  zones  d’intérêts  économiques  sont  étudiées :

limitation du rendement CH4 (80%) pour obtenir un évent combustible (> 20%) valorisable en chaudière pour chauffer le digesteur ;

augmentation du rendement CH4 (> 99%) par recirculation, ce qui permet de limiter la teneur CH4 dans les évents (< 5%)  pour  éviter  des  pertes  à  l’atmosphère.

Le  pilote  d’épuration   sera   testé   fin  2015   sur  un  biogaz   réel   en   collaboration  avec  un  éleveur  bovin  des  

Ardennes. Parallèlement, une modélisation des échanges gaz/liquide dans le contacteur utilisé a été développée. La

modélisation   repose   sur   le  modèle   des   résistances   en   série   et   intègre   le   phénomène   d’humidification   de   la  membrane limitant le transfert de matière.

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Corrélations entre les propriétés mécaniques et la répartition des fibres au sein d'un biocomposite par imagerie par microscopie confocale à spectroscopie Raman

Antoine Gallos1,2, Gabriel Paës2, Florent Allais1, Johnny Beaugrand2 1Chaire Agro-Biotechnologies Industrielles, AgroParisTech, 247 rue Paul Vaillant Couturier, 51100 Reims, France. 2Fractionnement des AgroRessources et Environnements (UMR INRA 614 FARE), Université de Reims Champagne-Ardenne, 2 Esplanade Roland Garros, BP 224, 51686 Reims Cedex 2, France.

La conception de matériaux biosourcés, et plus particulièrement de composites renforcés par des fibres naturelles,  s'inscrit  dans  une  tendance  globale  visant  d’une  part  à  valoriser  au  mieux  la  biomasse  et  à  améliorer  l’empreinte  environnementale  des  produits d'autre part. De nombreux travaux se concentrent sur les différentes méthodes d'amélioration des propriétés thermiques et mécaniques de ces composites biosourcés, telles que le prétraitement  des  fibres  ou  l'optimisation  des  procédés  de  mise  en  œuvre.  Toutefois, à ce jour il demeure difficile d'établir des corrélations directes entre la structure des composites sur de grandes surfaces, dépendant notamment de la dispersion des renforts fibreux et de leurs propriétés mécaniques. L'objectif principal de cette étude est d'établir des cartographies d'éprouvettes de biocomposites destinées à la réalisation de tests mécaniques de traction, via l'imagerie par microscopie confocale à spectroscopie Raman. Ceci permettra de mettre en évidence la distribution des fibres au sein de la matrice polymère sur des zones directement concernées par la mesure des propriétés mécaniques en traction.

Une série de composites à matrice polycaprolactone (PCL) renforcés par des fibres de chanvre, incorporées

à différents taux compris entre 5% et 30% en masse, a été réalisée par extrusion monovis. Une quantité significative de chaque formulation a été traitée par Soxhlet afin d'extraire les fibres, pour en caractériser le facteur de forme et la quantité utiles au composites. Des éprouvettes de traction normées ont été injectées pour chaque formulation afin de procéder aux caractérisations mécaniques.

Par la suite, des caractérisations par spectroscopie Raman ont permis de mettre en évidence des signaux

spécifiques permettant de distinguer chaque espèce chimique au sein du composite. De plus, une étude du seuil de détection de l'appareil, réalisée à l'aide d'une sonde chimique incorporée dans la matrice PCL, a démontré la fiabilité de la spectroscopie Raman pour ce type de caractérisation. Il a ainsi été possible de réaliser par la suite des caractérisations en imagerie par microscopie confocale à spectroscopie Raman, avec un haut niveau de fiabilité, pour déterminer la répartition des renforts lignocellulosiques au sein de la matrice PCL (Figure 1).

Les résultats ont montré les variations de la distribution des fibres au sein de la matrice polymère pour

chaque   taux   de   renfort,   à   la   fois   en   surface   et   au   cœur   des   éprouvettes   de   tractions   caractérisées.   Des  corrélations directes ont été établies pour relier les propriétés mécaniques à la structure des composites sur des surfaces étendues sur plusieurs millimètres carrés.

Figure 1 : caractérisation des composés chimiques en imagerie par microscopie confocale à spectroscopie Raman.

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Nouveau procédé de « catalyse hydride » : couplage de la biocatalyse et de la catalyse chimique pour  l’obtention  du  5-HMF à partir du glucose

Alexandra Gimbernat1, Pascal Dhulster1, Jean-Sébastien Girardon2, Rénato Froidevaux1 1Institut Charles Viollette  (EA  7394  USC  1281  ICV),  Université  de  Lille  1,  Cité  Scientifique,  59655  Villeneuve  d’Ascq  Cedex, France. 2Unité  de  Catalyse  et  de  Chimie  du  Solide  (UMR  CNRS  8181  UCCS),  Université  d’Artois,  rue  Jean  Souvraz,  62300  Lens, France.

L’utilisation   de   la   biomasse   comme  matière   première   est   une   stratégie   particulièrement   attractive   car  potentiellement   compétitive   pour   palier   à   la   raréfaction   des   énergies   fossiles   et   tenter   de   réduire   l’impact  environnemental négatif lié à leur utilisation. En effet, la biomasse constitue la principale source de carbone renouvelable   et   utilisable   pour   l’obtention   d’intermédiaires   chimiques.   Néanmoins,   la   transformation   de  molécules hautement fonctionnalisées issues de la biomasse nécessite un renouvellement du savoir-faire acquis lors de la mise en place des procédés pétrochimiques existants. Ainsi, le concept de bio-raffinerie  est  aujourd’hui  au  centre  de  nombreuses  études  à   l’échelle   internationale.   La   transformation  de   la  biomasse  au   sein  de  ces  nouvelles unités de production nécessite la conception de nouveaux procédés, le contrôle de ces nouvelles transformations chimiques marquant un renouveau industriel.

L’objet  du  projet  exposé  ici  s’inscrit  dans  le  développement  novateur  du  concept  de  « catalyse hybride »,

reposant sur le couplage de la biocatalyse et de la catalyse chimique pour la transformation de molécules issues de la biomasse. Plus précisément, ce travail se concentre sur la transformation du glucose en 5-hydroxyméthylfurfural (5-HMF), intermédiaire  hautement  stratégique  pour  l’obtention  de  molécules  d’intérêts  de  haute  valeur  ajoutée.  Dans  le  cadre  des  polymères  biosourcés  par  exemple,  son  produit  d’oxydation  est  l’acide  2,5-furandicarboxylique,   candidat   au   remplacement   de   l’acide   téréphtalique (chimiquement obtenu par oxydation du benzène) intervenant dans la synthèse des polyesters (notamment le PET). Tirant avantage de la haute sélectivité obtenue par catalyse enzymatique et de la forte productivité obtenue par catalyse chimique, une production accrue de 5-HMF est attendue. Les verrous principaux de ce projet sont de trouver des conditions de réaction compatibles pour les deux types de catalyse, tant au niveau purement chimique (compatibilité des solvants,  des  températures  et  du  pH)  qu’au  niveau  de  la  mise  en  œuvre  du  procédé  (réaction  en  cascade  ou  one-pot). Après avoir déterminé dans un premier temps individuellement les conditions réactionnelles optimales de l’isomérisation  enzymatique  du  glucose  en  fructose  et  celles  de  déshydratation  du  fructose en 5-HMF, une mise en  œuvre  des  deux  catalyses  au  sein  d’un  même  montage/procédé  est  développée.  La  première  stratégie  est  un  procédé en « cascade »  nécessitant  l’étude  préliminaire  du  principe  de  membrane  liquide  pour  le  transport  des  espèces réactives « d’une  catalyse  vers  l’autre ». Une seconde stratégie reposant sur un procédé « one-pot » est envisagée nécessitant au préalable une recherche de compatibilité de conditions opératoires.

Le caractère interdisciplinaire de ce projet nécessite la mise   en  œuvre   de   domaines   d’expertises   assez  différents qui sont réunis à travers la collaboration du laboratoire de génie enzymatique et procédés (Institut Charles  Viollette,  équipe  ProBioGem),  avec   l’unité  de  Catalyse  et  Chimie  du  Solide   (UCCS,  équipe  VALBIO) de l’Université  de  Lille.

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N efficiency in maize as affected by tillage system and N fertilizer rate

Hazzar Habbib, Julien Verzeaux, Elodie Nivelle, Manuella Catterou, David Roger, Jérôme Lacoux, Fréderic Dubois, Thierry Tétu

Laboratoire d’Agroécologie,   Ecophysiologie   et   Biologie   intégrative   (FRE   CNRS   3498   EDYSAN),   Université   de  Picardie Jules Verne, 33 rue saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

Nitrogen availability is considered as the major limiting factor in the growth and production of crops worldwide. For economic and environmental purposes, there is an urgent need to develop strategies that reduce the use of synthetic nitrogen fertilizers. Under this constraint, increasing current production levels requires to ensure an optimal nutritional status  of crops. Therefore, efficient N fertilization is an important management strategy for sustaining crop yield.

Nitrogen use efficiency (NUE) depends on many physiological processes that affect N use, as N uptake from

the soil, N translocation and N assimilation or redistribution into the plant. Changes in tillage practices can affect N utilization by crops thus affecting the N fertilizer efficiency. The adoption of conservation tillage farming has been heavily increasing in European countries. Currently no-tillage is practiced on about 200 000 ha in France. Though, it is a relatively new concept and the development is still slow compared to other world regions such as America or Asia.

Many studies have focused on N fertilizer management to improve crop yields and N efficiency. In contrast, few studies have examined the effect tillage practices on NUE. Our study took place over a 4-years period (2010-2011 to 2013-2014) in a pea-maize rotation system. The experiment was laid out as a complete block design in split-split plot arrangement with four replications. The split plot factor was tillage treatments with cover crops: no-tillage with cover crops [NT], conventional tillage with cover crops [CT]. The split-split factor was N fertilizer rate with three rates of N applied were as follows: 0 (N0, control), 50 (N1) and 100 (N2) kg N ha-1 in 2013-2014.

Results observed from this study after 4 years of experiment, support the hypothesis that the potential to increase nitrogen use efficiency and reduce nitrogen loss do exist with the use of continuous no-till system with cover crops. We found that the plant, regardless of fertilizer rate, is more efficient in NT system than CT system. Using a continuous no-till system with cover crops can mimic natural ecosystems and tend to be more efficient, sustainable and profitable.

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Instrumentation, modélisation et automatisation de fermenteurs levuriers à destination œnologique

Clément Hussenet1,2, Maxime Poisot2, Behnam Taidi1, Francis Duchiron3, Dominique Pareau1 1Laboratoire  de  Génie  des  Procédés  et  Matériaux  (EA 4038 LGPM),  CentraleSupélec,  Université  de  Paris-Saclay, Route de Bazancourt, 51110 Pomacle, France. 2S.A.S  Œno  Concept,  Z.I.  de  Mardeuil,  1  rue  de  la  Noue Saint Nicolas CS 90353, 51334 Epernay Cedex, France. 3Laboratoire de Microbiologie Industrielle (UMR INRA 614 FARE), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France.

Depuis de nombreux siècles, la fermentation est un procédé biotechnologique largement utilisé au sein des

industries pharmaceutiques et alimentaires. Or, dans certains secteurs tels que le monde vinicole, il arrive que se produisent des arrêts de fermentation lors de la mise en contact des levures avec le milieu de culture (hydro alcoolique), ce qui met à mal la suite du procédé de fabrication. Grâce au génie fermentaire, il va être possible de  produire  des  levures  d’intérêts  en  grande  quantité  au  niveau  industriel  et  de  maîtriser  leur  croissance  pour  un coût maitrisé.

Ce projet doctoral vise à améliorer différents points critiques lors de la production du levain en cave vinicole

par : une simplification du suivi de la croissance avec un indicateur simple, peu onéreux et fiable ; un process design pour une robustesse accrue ; une optimisation de la croissance et de la production de levure.

Durant cette thèse, des essais en erlenmeyers 250 mL ont été conduits pour connaître les concentrations

optimales pour la croissance en accord avec la littérature (nutriments, pH, agitation-aération, température). Une fois les facteurs les plus influants trouvés, nous sommes passés en culture en bioréacteurs de 5 L.

Après de nombreuses fermentations en batch, la concentration maximale en levures a été atteinte avec nos

paramètres préalablement fixés. Il a donc été décidé de mettre en place une culture avec une alimentation en milieu  nutritif  au  cours  de  la  croissance.  La  façon  d’apporter  les  nutriments  et  de  refroidir  le  milieu  de  croissance  des levures est inventive et a conduit  à  un  dépôt  de  brevet  qu’il  faut  maintenant  continuer  à  optimiser.

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Caractérisation et étude du potentiel de valorisation des polyphénols de miels monofloraux

Thibaut Istasse, Nicolas Jacquet, Thomas Berchem, Eric Haubruge, Bach Kim Nguyen, Aurore Richel Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030, Gembloux, Belgique.

Le miel est un produit sucré naturel produit principalement par Apis mellifera L. à partir du nectar de fleurs ou   du  miellat.   Il   est   consommé   par   l’homme   et   utilisé   comme   agent   sucrant   depuis   des   temps   anciens.   Sa  principale valorisation de nos jours reste le secteur alimentaire.

A côté de son pouvoir sucrant, le miel possède pourtant   d’autres   propriétés   intéressantes   comme   un  

pouvoir antibactérien avéré dans la littérature scientifique. Les origines de ce pouvoir antibactérien sont multiples  car,  bien  que  le  miel  soit  très  riche  en  sucres,   il  n’en  constitue  pas  moins  un  produit  très complexe pouvant  contenir  plus  d’une  centaine  de  substances  différentes.  Les  facteurs  généralement  impliqués  dans  l’effet  antibactérien  du  miel  sont  le  peroxyde  d’hydrogène,  la  forte  concentration  en  sucres,  le  pH  acide,  des  peptides  antimicrobiens sécrétés par les abeilles et les polyphénols, des métabolites secondaires issus des végétaux visités par les abeilles.

Parmi ces facteurs, les polyphénols présentent un certain intérêt car ils constituent un marché de plusieurs

centaines de millions de dollars au niveau mondial et présentent des activités biologiques variées : antioxydants, antibactériens, antitumoraux, antifongiques, anti-inflammatoires,  etc…  

Ce constat amène donc la question suivante : des polyphénols pourraient-ils être valorisés à partir du miel

pour  des  applications  à  haute  valeur  ajoutée  ?  Ce  travail  a,  dès  lors,  pour  objectif  d’amener  des  pistes  de réponse. Pour   cela,   une   technique   d’extraction   des   polyphénols   du  miel   a   été  mise   au   point   afin   de   rechercher   ces  molécules   dans   six   échantillons   de  miels  monofloraux   différents   à   savoir   des  miels   d’acacia,   de   châtaignier,  d’eucalyptus,  de  thym,  de  tournesol et de carotte sauvage. Après extraction, les échantillons ont été analysés par chromatographie liquide à haute performance couplée à de la détection UV et à de la spectrométrie de masse.

Plusieurs polyphénols ont été identifiés et quantifiés dans les miels. Les quantités trouvées étant

relativement   faibles,   il   est   plus   judicieux   d’étudier   ces   composés   dans   le   miel   à   des   fins   analytiques.   Un  développement plus poussé de la méthode pourrait permettre par exemple de relier des miels à leurs sources florales  pour  en  garantir  l’origine  et  le  prix.  

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Etude de la fixation du carbone inorganique chez la levure pour la production industrielle de composés d'intérêt

Anne-Sophie Kirstetter1,2, Nicolas Fabre1, Behnam Taidi2, Dominique Pareau2

1Agro-industrie Recherches et Développement (ARD), Route de Bazancourt, 51110 Pomacle, France. 2Laboratoire  de  Génie  des  Procédés  et  Matériaux  (EA 4038 LGPM),  CentraleSupélec,  Université  de  Paris-Saclay, Route de Bazancourt 51110 Pomacle, France.

Les  biotechnologies  blanches  ont  pour  but  de  remplacer  les  procédés  de  synthèse  de  molécules  d’intérêt  de  l’industrie  chimique  classique  par  des  voies  de  synthèse  biologique.  Le  développement  des  outils  de  biologie  moléculaire a permis de développer les possibilités de production offertes par la voie biologique. Grâce à ces outils, des voies métaboliques de production de composés d'intérêt ont été développées chez Escherichia coli ou Saccharomyces cerevisiae par exemple et ont abouti à la production à l'échelle industrielle de molécules telles que l'acide succinique. L'acide succinique, en tant qu'acide dicarboxylique, présente un fort intérêt comme molécule  plateforme  pour  l’industrie.  Par  ailleurs,  ces  acides  sont  également  des  intermédiaires  du  cycle  de  Krebs qui peuvent être produits par les réactions anaplérotiques, réactions permettant la fixation de carbone inorganique. Cette fixation présente deux principaux avantages : (i) l'augmentation des rendements massiques de production proportionnellement à la représentation  du  carbone  d’origine  inorganique  dans  la  molécule  finale  et (ii) la fixation de carbone inorganique pendant le procédé de production qui implique une diminution des émissions de gaz à effet de serre et donc un bilan carbone plus favorable.

L'objectif de ce travail de thèse a été de développer une stratégie d'ingénierie métabolique faisant appel à

des réactions de fixation du carbone inorganique chez la levure Saccharomyces cerevisiae pour la production d'acide malique, qui peut être utilisé comme synthon dans l'industrie chimique et également dans l'industrie agro-alimentaire. Le choix du modèle d'étude s'est porté sur la levure de bière Saccharomyces cerevisiae pour sa commodité  d’utilisation  dans  les  procédés  industriels  et  la  disponibilité des outils moléculaires nécessaires à sa modification génétique. Une souche recombinante surexprimant la PEP-carboxylase d'Escherichia coli, la malate déshydrogénase peroxysomale native relocalisée dans le cytosol et le transporteur d'acides dicarboxyliques de Schizosaccharomyces pombe a été caractérisée en fioles et en bioréacteurs pour la production de malate.

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Purification  d’acides  organiques  par  chromatographie  sur  résines  anioniques : étude des mécanismes de rétention

Julien Lemaire1, Claire-Line Blanc1,2, Florence Lutin2, Marc-André Théoleyre1, Moncef Stambouli1, Dominique Pareau1

1Laboratoire  de  Génie  des  Procédés  et  Matériaux  (EA 4038 LGPM),  CentraleSupélec,  Université  de  Paris-Saclay, Route de Bazancourt 51110 Pomacle, France. 2Eurodia Industrie, ZAC Saint Martin, Impasse Saint Martin, 84120 Pertuis, France.

Les acides organiques biosourcés sont des sources de carbone renouvelable très intéressantes pour l’industrie  chimique,  en  particulier  pour  le  secteur  agro-industriel. Cependant, pour les applications nécessitant une pureté élevée, les procédés conventionnels de séparation et de purification, tels que la distillation ou la cristallisation,  sont  trop  coûteux  énergétiquement  et  constituent  un  frein  à  leur  développement.  C’est  pourquoi  nous avons étudié la chromatographie préparative en tant que méthode alternative et sobre de séparation.

Dans un travail précédent sur la purification des acides lactique, succinique et citrique1, un modèle de type

Langmuir  n’était  pas  suffisant  pour  caractériser   leur  élution  à  travers  une  résine  anionique  forte  (polystyrène  réticulé avec du divinylbenzène et fonctionnalisé avec des groupements ammonium quaternaire). Plus précisément,   nous   avons   constaté   que   les   profils   d’élution   simple   de   certains   acides   étaient   en   retard   (par  rapport   aux   données   d’équilibre)   et   présentaient   une   traîne   anormalement   élevée.   Cela   nous   a   conduit   à  suspecter  l’impact  de  la  rétention  par  échanges  d’ion  de  leur  base  conjuguée  (anions  lactate,  succinate  et  citrate),  qui est habituellement négligée à pH < 2 (domaine de travail).

Le modèle de Langmuir utilisé pour caractériser la rétention des acides organiques a ainsi été couplé à un

modèle  d’échanges  d’ions  pour   tenir   compte  de   la   rétention  de   leur   très   faible   fraction  dissociée.   Les  profils  obtenus par simulation avec ces deux mécanismes de rétention se sont parfaitement ajustés avec les profils expérimentaux. Ces résultats ont confirmé  que  le  retard  et  la  traînée  des  profils  d’élution  pouvaient  s’expliquer  par la forte affinité des anions succinate et citrate pour les groupements ammonium de la résine anionique, malgré la très faible dissociation des acides organiques (< 2%).

Finalement, ces deux modèles de rétention ont été implémentés dans un programme de simulation de

chromatographie  préparative  de  type  ISMB  (Improved  Simulated  Moving  Bed)    afin  d’estimer  les  performances  de  ce  procédé  et  d’en  optimiser  les  conditions  opératoires. La comparaison des profils expérimentaux et modèles à  l’échelle  pilote  est  concluante. Référence : 1. Blanc CL, et al.: Purification of organic acids by chromatography: adsorption isotherms and impact of elution flow rate. Sep Purif Technol 2015, 141: 105-112.

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Caractérisation microstructurale, thermo-physique et chimique de biomasse et de biogaz

Clarisse Lorreyte1, Joana Randrianalisoa1, Hervé Pron1, Brigitte Chabbert2, Matthieu Courty3 1Laboratoire de Thermomécanique, Groupe de Recherche   en   Sciences   Pour   l’Ingénieur   (EA   4694   GRESPI),  Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Fractionnement des AgroRessources et Environnement (UMR INRA 614 FARE), Université de Reims Champagne-Ardenne, 2 Esplanade Roland Garros, BP 224, 51686 Reims Cedex 2, France. 3Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (UMR CNRS 7314 LRCS), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

La valorisation énergétique des déchets issus de la biomasse lignocellulosique via les voies thermochimiques  ou  biochimiques  fait  partie  des  pistes  prometteuses  pour  permettre  l’affranchissement  de  la  dépendance  aux  énergies  fossiles  et  de  réduire  l’impact de  l’activité  humaine  sur  le  réchauffement  climatique.   La pyrolyse de la biomasse (décomposition endothermique de la biomasse en char, gaz, goudron), suivie de la gazéification  permet  d’obtenir  un  « syngaz » (gaz de synthèse), majoritairement composé de CO, CH4, H2O et de H2. La biomasse utilisée est la biomasse lignocellulosique ou encore « biomasse de seconde génération » et regroupe  les  sciures  de  bois,  pailles,  écorces…  Elle  est  majoritairement  composée  de  trois  éléments  qui  sont  la  cellulose,  l’hémi-cellulose et la lignine. Pour   maîtriser   efficacement   les   processus   de   pyrolyse   et   de   gazéification,   tant   sur   l’aspect   modélisation  qu’expérimental,  il  est  nécessaire  d’analyser  cette  biomasse.  En  effet  la  caractérisation  thermo  - physique de la biomasse utilisée, sa teneur en cellulose/hémi- cellulose/lignine, sa composition chimique obtenue via une analyse  dite  élémentaire,  son  taux  d’humidité,  son  taux  en  carbone  fixe,  espèces  volatiles  et  goudrons,  obtenus  par analyse approximative, sont des éléments clefs  pour  l’optimisation  des  réactions  lors  de  la  pyrolyse  et  de  la  gazéification. Enfin il faut également analyser la conversion de « char » lors de la transformation et la composition chimique du gaz produit en fin de chaine de transformation. Dans le cadre  d’une  collaboration  avec  l’UMR  FARE  nous  avons  pu  obtenir  la  composition  en  sucre,  lignine  et  la  teneur en eau pour trois échantillons de biomasse étudiés dans le cadre de ce travail : (i) cellulose microcristalline, (ii) poudre de bois (mélange de bois) et (iii) copeaux de bois (chêne).

Nous avons pu également réaliser des courbes de sorption/désorption de nos échantillons de biomasses. Les

courbes  de  sorption  donnent   la  teneur  en  eau  de  chaque  échantillon  pour  différentes  conditions  d’humidité  dans  l’atmosphère, alors que les courbes de désorption qualifient la vitesse de perte en eau de ces échantillons. Ces données sont  fondamentales  car  elles  nous  permettent  de  fixer  un  environnement  d’humidité  stable  pour  nos  échantillons  et  également  d’estimer  le  « temps de séchage » qui compose la phase pré-pyrolyse. La  collaboration  avec  le  laboratoire  de  Réactivité  et  Chimie  des  Solides  de  l’Université  de  Picardie  Jules  Verne  nous  a  permis,  quant  à  elle,  de  réaliser  des  expériences  d’ATG  (analyse  thermogravimétrique) uniquement de la cellulose pour le moment. Grâce à ces essais nous avons pu déterminer les gaz produits par pyrolyse de la cellulose pour différentes vitesses de chauffe du four. Ces résultats nous ont également donné une analyse dite « approximative » de la cellulose, soit le taux en espèces volatiles et en carbone fixe de cette cellulose. Ces partenariats  s’inscrivent  dans  le  cadre  de  l’APR  2015  de  la  SFR  Condorcet.   Dans un troisième temps et pour compléter cette caractérisation nous avons également réalisé des essais de DSC (Calorimétrie  différentielle  à  balayage)  sur  nos  échantillons  de  biomasse  afin  d’accéder  à  certaines  propriétés  thermo-physiques de la biomasse comme la capacité calorifique à pression constante. Enfin  l’utilisation  de  la  technique  de  tomographie  à  rayons  X  (Syskan  tomograph,  à  l’UMR  CNRS  7369  MEDyC,  URCA) nous a fourni des images 3D de la microstructure de la biomasse à une résolution de 9 µm. Ces images, après analyse, nous permettront de récupérer des données sur la géométrie interne de la biomasse comme la tortuosité, la surface spécifique ou encore la distribution de taille des particules.

Toutes ces données sont essentielles pour alimenter le modèle numérique de pyrolyse/gazéification

développé dans le cadre de ce travail. Le projet in fine et pour lequel ces caractérisations ont été fondamentales est   le   développement   d’un   nouveau   procédé   de   transformation   et   de   valorisation   de   cette   biomasse   2G   en  récupérant son potentiel énergétique et en le convertissant en énergie utilisable industriellement.

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Bases moléculaires de la perception par les cellules végétales de deux éliciteurs amphiphiles (rhamnolipides et surfactines)

Walter Patricio Luzuriaga-Loaiza1,2, Firmin Obounou Akong3, Boudjema Menhour3, Aurélien Legras1, Jean-Marc Crowet1, Laurent Franzil1, Mehmet Nail Nasir1, Fabienne Baillieul2, Laurence Lins1, Marie-Laure Fauconnier1,

Christophe Clément2, Magali Deleu1, Arnaud Audrechy3, Sandrine Bouquillon3, Marc Ongena1 et Stephan Dorey2

1Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030, Gembloux, Belgique. 2Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne (EA 4707 URVVC), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 3Institut de Chimie Moléculaire de Reims (UMR CNRS 7312 ICMR), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France.

Les rhamnolipides (RL) et surfactines (SF) sont des metabolites secondaires amphiphiles produits par des bactéries notamment du genre Peudomonas, Burkholderia et Bacillus. Comme ces molécules se trouvent potentiellement   à   l’interface   bactérie-cellule   végétale,   l’étude   de   leur   implication   dans   la   stimulation   des  défenses des plantes a été engagée dans nos laboratoires. Nos travaux ont permis de montrer que RL et SF stimulent   l’immunité   innée   chez  Arabidopsis, le tabac et la vigne1, 2, 3, 4, 5. Cependant, la compréhension des mécanismes de perception de ces molécules par les cellules végétales reste à élucider. Des données obtenues dans nos laboratoires suggèrent que la reconnaissance de la surfactine est indépendante de récepteurs protéiques spécifiques et passerait par une interaction directe avec les lipides membranaires6. Suite à ces résultats, la caractérisation des mécanismes moléculaires impliqués dans perception des RL et SF a été engagée en utilisant une stratégie multidisciplinaire comprenant des approches biophysiques, de modélisation moléculaires in silico et de test in planta.

Bien   que   les   RL   et   SF   soient   capables   d’induire   une   résistance   systémique   contre Botrytis cinerea chez

Arabidopsis, au niveau local, nous avons montré que le traitement avec des RL induit de fortes réponses de défense  qui  contrastent  avec  les  réponses  faibles  obtenues  avec  les  SF.  L’étude  fonctionnelle  sur  des  mutants  d’Arabidopsis affectés dans la perception ou la signalisation précoce a révélé des differences importantes de réponse avec les deux molécules. En utilisant des variants de RL et SF, nous avons montré que la longueur de la chaîne grasse est un facteur essentiel de la perception de ces deux éliciteurs. Des expériences de modélisation in silico et de biophysique sur membranes biomimétiques montrent que les SF forment une interaction stable avec la partie lipidique de la membrane et possède une affinité préférentielle pour les sphingolipides et les phospholipides.  L’ensemble  de  nos  résultats  suggèrent  que   les  deux  éliciteurs  amphiphiles  ont  une  signature  moléculaire de défense différente, impliquant propablement des modes de perception/transduction du signal divergents. Références : 1. Debois D, et al.: Plant polysaccharides initiate underground crosstalk with bacilli by inducing synthesis of the immunogenic lipopeptide surfactin. Environ Microbiol Rep 2015, 7: 570-582. 2. Farace G, et al.: Cyclic lipopeptides from Bacillus subtilis activate distinct patterns of defence responses in grapevine. Mol Plant Pathol 2015, 16: 177-187. 3. Jourdan E, et al.: Insights into the defense-related events occurring in plant cells following perception of surfactin-type lipopeptide from Bacillus subtilis. Mol Plant-Micr Inter 2009, 22: 456-468. 4. Sanchez L, et al.: Rhamnolipids elicit defense responses and induce disease resistance against biotrophic, hemibiotrophic, and necrotrophic pathogens that require different signaling pathways in Arabidopsis and highlight a central role for salicylic acid. Plant Physiol 2012, 160: 1630-1641. 5. Varnier A L, et al.: Bacterial rhamnolipids are novel MAMPs conferring resistance to Botrytis cinerea in grapevine. Plant Cell Env 2009, 32: 178-193. 6. Henry G, et al.: The bacterial lipopeptide surfactin targets the lipid fraction of the plant plasma membrane to trigger immune-related defence responses. Cell Microbiol 2011, 13: 1824-1837.

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Analyse par cytométrie en flux de la spermatogenèse et de ses perturbations suite à un stress chimique chez la moule zébrée, Dreissena polymorpha (Pallas, 1771)

Gabrielle Magniez1, Alban Franco1, Isabelle Bonnard1, Laurence Delahaut1, Sandrine Joachim2, Jean-Marc Porcher2, Marc Bonnard1, Alain Geffard1

1Stress Environnementaux et Biosurveillance des milieux aquatiques (UMR-I 02 SEBIO), Université de Reims Champagne-Ardenne, 51687 Reims, France. 2Institut   National   de   l’EnviRonnement   Industriel   et   des   riSques (UMR-I 02 SEBIO INERIS), 60550 Verneuil-en-Halatte, France.

Les   activités   anthropiques   représentent   aujourd’hui   une   très   forte   pression   sur   la   qualité   de  l’environnement.  Parmi  les  multiples  catégories  de  contaminants  déversées  dans  le  milieu,  et  notamment dans l’environnement  aquatique,  nombre  d’entre  eux  sont  suspectés  de  perturber  les  capacités  de  reproduction  des  organismes. A long terme, ce phénomène peut mettre en péril la pérennité des espèces au sein des écosystèmes.

Les travaux présentés ont  pour  objectif  d’améliorer  la  caractérisation  de  la  physiologie  de  la  reproduction  d’un  bivalve  d’eau  douce,   la  moule  zébrée  (Dreissena polymorpha, Pallas 1771). Cette espèce est considérée comme étant une espèce sentinelle en écotoxicologie et couramment utilisée afin de développer des biomarqueurs   d’intérêts   en   lien   avec   le   cycle   de   reproduction   et   de   ses   perturbations   par   des   facteurs  environnementaux.

Le cycle de reproduction des bivalves est couramment étudié par une analyse histologique des gonades avec la description de trois périodes clés : le repos sexuel - le développement - la maturité.

Un  suivi  mensuel  de   la   spermatogenèse  de  dreissènes  encagées  a  été   réalisé   tout  au   long  d’une  année  complète,  ce  qui  a  permis  l’amélioration  des  classifications histologiques en considérant différents stades au sein de la phase de « développement » tels que les stades de mitoses goniales, méiose et spermiogenèse. Bien que cette  technique  d’analyse  fournisse  des  résultats  précis,  elle  reste  cependant  très  chronophage  et  l’analyse  des  résultats   dépend   fortement   de   l’observateur.   En   parallèle,   des   mesures   du   contenu   en   ADN   des   cellules  germinales mâles par cytométrie en flux ont été réalisées. Les résultats ont montré que cet outil était rapide et performant pour déterminer   le  degré  de  maturité  sexuelle,  en  accord  avec  les  résultats  obtenus  par  l’analyse  histologique.

Afin  de  valider  l’application  de  cet  outil  de  cytométrie  en  flux  en  écotoxicologie,  celui-ci a été appliqué afin de révéler des perturbations de la spermatogenèse   suite   à   une   exposition   continue   d’individus   à   un   résidu  pharmaceutique,  la  carbamazépine,  durant  plusieurs  mois  et  à  des  concentrations  réalistes  d’un  point  de  vue  environnemental.

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Production de dérivés alpha-glycosylés de stilbènoïdes : augmentation de la solubilité et de la biodisponibilité du resvératrol

Thomas Marié1,2, Gaëlle Willig1,3, Andreia Teixeira1,3, Jean-Hugues Renault2, Florent Allais1,4

1Chaire Agro-Biotechnologies Industrielles, AgroParisTech, 247 rue Paul Vaillant Couturier, 51100 Reims, France. 2Institut de Chimie Moléculaire de Reims (UMR CNRS 7312 ICMR), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 3Laboratoire Ingénierie Procédés Aliments (UMR INRA 1145 GENIAL), AgroParisTech, 1 avenue des Olympiades, 91744 Massy Cedex, France. 4Laboratoire de Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires (UMR INRA 782 GMPA), AgroParisTech, 1 Avenue Lucien Brétignières, 78850 Thiverval-Grignon, France.

Le resvératrol (3,5,4'-trihydroxy-stilbene) est une phytoalexine présente dans les plantes (la vigne et la renouée du Japon). Le resvératrol est naturellement stocké sous forme de beta-glycoside (le picéide). Ces deux molécules possèdent des propriétés anticancéreuses et antioxydantes prometteuses mais la faible solubilité dans l'eau du resvératrol libre limite sa biodisponibilité et donc son utilisation dans des applications alimentaires et/ou cosmétiques.

Ce problème peut être surmonté par modification chimique et/ou enzymatique du resvératrol pour obtenir

de nouvelles propriétés et une meilleure solubilité. Incorporer une unité de sucre sur le resvératrol permet d'obtenir une meilleure solubilité ce qui justifie la forte abondance du béta-glycoside, le picéide, dans la Nature. La modification de la liaison en configuration "alpha" permet d'augmenter la solubilité (en comparaison avec le beta-glycosyde) et d'induire une activité tensioactive inexistante dans la nature. Cette synthèse d'alpha-glycoside nécessite l'utilisation de co-solvants comme le méthanol ou le DMSO pour solubiliser le resvératrol. L'objectif de nos travaux est de produire par voie enzymatique des alpha-glycosides de resvératrol en utilisant des stratégies vertes pour solubiliser le resvératrol.

L'utilisation de liquides ioniques a été envisagé comme première stratégie du fait de leur capacité à

solubiliser les composés hydrophobes. L'alpha glycosylation a été réalisé par une CGTase (cyclodextrin glucanotransferase) et une alpha-amylase avec l'amidon comme donneur de glycoside et avec l'utilisation d'un liquide ionique basé sur une cation phosponium comme co-solvant. Le rendement obtenu est très faible (de l'ordre de 7%) mais le liquide ionique utilisé a montré une propriété intéressante d'extraction in situ des glycosides. Le faible rendement peut être expliqué par la désactivation de l'enzyme ou par la présence des liquides ioniques.

La deuxième stratégie a été d'utiliser la béta-cyclodextrine comme substrat et comme moyen de solubiliser

le resvératrol. En effet, la béta-cyclodextrine a la capacité d'encapsuler des molécules hydrophobes par la formation d'un complexe soluble dans l'eau. De plus, la CGTase est utilisée industriellement pour produire des cyclodextrines à partir d'amidon, elle peut donc potentiellement utiliser la cyclodextrine comme substrat. La synthèse d'alpha-glycosides de resvératrol a été réalisée par l'utilisation de la béta-cyclodextrine en condition tampon sans utilisation de co-solvants. Le rendement obtenu est de 35% en 2 heures et la réaction a été réalisée sur des volumes allant de 4 mL à 2 L sans perte de rendement, illustrant le potentiel de la réaction à une échelle plus importante.

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Efficacité  et  modes  d’action  de  stimulateurs  de  défense  des  plantes  sur  le  pathosystème blé-septoriose

Samara Mejri1, Ali Siah1, Maryline Magnin-Robert2, Béatrice Randoux2, Alina Ghinet 3, Cristina Abuhaie 3, Benoit Rigot3, Philippe Reignault2, Patrice Halama1

1Institut Charles Viollette (EA 7394 USC 1281 ICV), Université de Lille 1,  Cité  Scientifique,  59655  Villeneuve  d’Ascq  Cedex, France. 2Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant (EA 4492 UCEIV), Université du Littoral Côte d'Opale, BP 699, 62228 Calais Cedex, France. 3Département de Chimie, Textiles et Process  Innovants  (CTPI),  Hautes  Etudes  d’Ingénieur  (HEI),  13  rue  de  Toul,  59046 Lille Cedex, France.

Zymoseptoria tritici est  l’agent  responsable  de  la  septoriose,  principale  maladie  sur  les  cultures  de  blé  en  France,   engendrant   jusqu’à   40%   de   pertes   sur le rendement. La sélection de variétés tolérantes, ainsi que l’utilisation  des  fongicides  conventionnels  sont  les  moyens  de  lutte  les  plus  utilisés  pour  réduire  l’incidence  de  cette  maladie.   Toutefois,   l’utilisation  des   fongicides  est   de  plus  en  plus   controversée à cause de leurs effets potentiels   sur   l’environnement   et   la   santé   humaine.   En   France,   le   plan   Ecophyto   a   pour   objectif   de   réduire  l’utilisation  des  produits  phytosanitaires  conventionnels  au  profit  de  méthodes  de  lutte  alternative.  La  sélection  pour   des   résistances   polygéniques   plus   durables   ainsi   que   le   développement   de   produits   d’origine   naturelle  comme les stimulateurs des défenses des plantes (SDP), constituent des orientations de plus en plus étudiées. Le  mode  d’action  des  SDP,  appelés  également éliciteurs, consiste à stimuler les réactions de défenses de la plante afin de renforcer sa résistance au pathogène. Ces  produits  peuvent  être  d’origine  animale,  végétale,  minérale  ou  synthétique.

Dans le cadre du projet OPTISTIM mené en collaboration  entre   l’ISA,  HEI  et   l’ULCO,  une  optimisation  de  l’efficacité  de  molécules  SDP  issues  de  coproduits  de  la  betterave  sucrière  a  été  réalisée.  Plus  de  50  molécules  testées ont été fonctionnalisées, puis testées pour leur efficacité en serre sur des plantules de blé vis-à-vis de la septoriose. Les expérimentations ont été réalisées avec une variété sensible de blé tendre (Alixan) et une souche pathogène du champignon. Une seule dose (5 mM) a été utilisée pour cette étape de criblage. Les résultats ont montré une  efficacité  de  protection  significative   (jusqu’à   60%)  pour  un  certain  nombre  de  molécules,  qui   se  traduisait par une réduction des symptômes (chloroses, nécroses et densité de sporulation) sur les plantes traitées comparativement aux plantes témoins non traitées.

En  perspectives,   une  amélioration  de   l’efficacité  en  optimisant   la   dose,   la   formulation   et   les   conditions  

d’application  sera  entreprise.  Par  ailleurs,  une   triple  approche (biochimique, cytologique et moléculaire) sera développée   afin   d’identifier les mécanismes et les voies de défense impliqués dans la réponse du blé aux molécules élicitrices les plus efficaces contre la septoriose.

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Etude  du  mode  d’action  et  de  perception  d’éliciteurs  amphiphiles  stimulant  l’immunité  innée  des  végétaux

Noadya Monnier1,2, Sonia Rippa2, Sébastien Buchoux1, Aurélien Furlan1, Stephan Dorey3, Christophe Clément3, Catherine Sarazin1

1Unité de Génie Enzymatique et Cellulaire (FRE CNRS 3580 GEC), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 2Unité de Génie Enzymatique et Cellulaire (FRE CNRS 3580 GEC), Université de Technologie de Compiègne, rue du Dr Schweitzer, 60200 Compiègne Cedex 1. 3Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne (EA 4707 URVVC), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France.

En  agriculture,  l’utilisation  intensive  de  pesticides  chimiques  représente  une  menace  pour  l’environnement  et   la   santé   humaine.   Certaines   molécules   naturellement   présentes   dans   l’environnement   des   plantes   sont  capables de stimuler leurs mécanismes de défense  (éliciteurs)  et  parfois  d’agir  directement  contre   les  agents  phytopathogènes, représentant ainsi une alternative aux produits phytosanitaires d'origine chimique. Ainsi la surfactine et les rhamnolipides sont des molécules amphiphiles antimicrobiennes qui possèdent également une activité élicitrice permettant la mise en place de mécanismes de résistance des plantes aux pathogènes. La surfactine cible la fraction lipidique de la membrane plasmique sans passer par une reconnaissance via un récepteur protéique pour déclencher les réponses de défense1. Ce mécanisme de perception pourrait être commun  à  d’autres  éliciteurs  amphiphiles  tels  que  les  rhamnolipides2.

Dans le cadre de ce projet, la détermination de la nature des interactions entre les éliciteurs amphiphiles et les lipides membranaires est appréhendée par une approche biophysique sur des modèles membranaires mimant les membranes plasmiques végétales. Les interactions des rhamnolipides avec la tête polaire des phospholipides sont étudiées par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du 31P, alors que les interactions avec les chaînes lipidiques sont analysées par RMN du 2H en présence de lipides deutérés. Avec quelques modèles de composition  simple,   l’étude  n’a  pas  mis  en  évidence  d’interaction  particulière entre les rhamnolipides et des phospholipides membranaires classiques et a permis la mise en place des conditions expérimentales qui seront utilisées  pour   l’étude  de  modèles  plus  complexes  au  plus  proche  possible  de   la  réalité  biologique.  Dans  cette  optique des purifications de lipides membranaires de colza sont réalisées. En complément à ces expériences, des simulations de dynamique moléculaire permettront d'apporter une description à la fois dynamique et à l'échelle atomique des interactions entre les molécules (rhamnolipides et surfactine) et les lipides membranaires.

Dans   le   cadre   d’une   approche   biologique   complémentaire,   la   transposition   de   l’efficacité   des  rhamnolipides, connue chez Arabidopsis thaliana, est testée sur le colza, Brassicacée de grande culture. Des mesures  de  la  production  d’intermédiaires  réactifs  de  l’oxygène  ont  été  réalisées  sur  le  colza.  Cela  a  permis  de  montrer que le colza est bien élicité par les rhamnolipides, que cette réaction dépend du cultivar et que son amplitude est plus faible  que  dans  le  cas  d’Arabidopsis.  L’étude  de  l’effet  des  rhamnolipides  sur  l’expression  de  gènes marqueurs de défense par qRT-PCR et des tests de résistance à Botrytis cinerea sont actuellement en cours. Une étude transcriptomique de la réponse d’Arabidopsis aux rhamnolipides sera réalisée afin de mieux caractériser la mise en place précoce des mécanismes de défense induits. Références : 1. Henry G, et al.: Cell Microbiol 2011, 13: 1824-1837. 2. Varnier AL, et al.: Plant Cell Env 2009, 32: 178-193.

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Influence of the chemical structure of key intermediate plant oxylipins during their molecular interactions with plant plasma membrane

Mehmet Nail Nasir, Marie-Laure Fauconnier, Laurence Lins, Marc Ongena, Magali Deleu Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030, Gembloux, Belgique.

Plant oxylipins comprise a diverse family of molecules1. Those compounds exist as a free form or can be esterified to phospholipids or galactolipids. During plant-pathogen interactions, the amount of oxylipins can increase significantly2. Plant oxylipins are derived from the oxidation of the polyunsaturated fatty acids such as linoleic and linolenic acids in order to generate conjugated hydroperoxy fatty acids (13-HPOD and 13-HPOT), which are considered as key intermediate oxylipins in the pathway3. In plants, they are involved in different functions such as stress responses. Since they are lipophilic, their action could be exerted through an initial interaction with plant plasma membranes (PPM). In spite of that, the knowledge on the impact of oxylipins on PPM is very limited. In this context, the aim of this work is to analyze at the molecular level the interactions between 13-HPOD and 13-HPOT with PPM. For this purpose, biomimetic membrane models of PPM such as monolayers and liposomes have been used.

The interactions of oxylipins with these model membranes have been investigated with various biophysical

techniques such as Langmuir monolayer technology and Fourier-transformed infrared spectroscopy and in silico home-designed tools in order to obtain information at the molecular level4.

The results suggest that the key intermediate oxylipins are able to interact with different lipid classes. These

interactions with phospholipid and sterol monolayers are favored from an energetic point of view. In this way, they can form stable complex monolayers. At the molecular level, even though the interactions were mainly driven by hydrophobic associations, the polar parts of oxylipins play a crucial role. Moreover, some differences in the membrane interaction were noticed between 13-HPOD and 13-HPOT differing only by the presence of a double bond, suggesting the importance of slight structural modifications. Références : 1. Göbel C, et al.: Phytochem 2009, 70 : 1485-1503. 2. Göbel C, et al.: Mol Cell Biol Lipids 2002, 1584: 55-64. 3. Mosblech A, et al.: Plant Physiol Biochem 2009, 47: 511-517. 4. Deleu M, et al.: Biochim Biophys Acta 2014, 1838: 3171-3190.

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Elaboration par électrodépôt en milieu liquide ionique de silicium pour électrode négative de batterie Li-ion

Abirdu-Woreka Nemaga1,2, Damian Kowalski1, Jeremy Mallet1, Shibin Thomas1, Michaël Molinari1, Claude Guery2, Mathieu Morcrette2

1Laboratoire de Recherche en Nanosciences (EA 4682 LRN), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (UMR CNRS 7314 LRCS), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

Parmi  les  différents  systèmes  de  stockage  d’énergie  électrique  étudiés  depuis  plus  de  2  siècles,  le  stockage  électrochimique de type batterie Li-ion est vraisemblablement le plus pertinent et le plus efficace. Des verrous demeurent cependant pour avoir des batteries Li-ion répondant aux besoins actuels. Une des limitations provient des caractéristiques  des  matériaux  d’électrodes,  notamment   le  carbone  utilisé  usuellement  comme  matériau  d’anode.  

Le silicium avec une capacité théorique de 3500 mAh/g à bas potentiel (0.2 V/Li) propose une bonne alternative au carbone (capacité théorique environ 370 mAh/g) et permettrait de répondre aux problématiques batteries posées. Cependant, l’expansion  de  volume  de  l’électrode  observée  au  cours  du  cyclage  induit  une  perte  de capacité avec détérioration du matériau. Plusieurs  pistes   sont  envisagées  aujourd’hui  afin  de  pallier  cette  faiblesse : une nanostructuration adéquate du matériau par exemple ou encore la réalisation de matériaux composites. En ce sens, la synthèse électrochimique a depuis de nombreuses années, montré ses atouts pour l’obtention  de  matériaux  à  l’échelle  nanométrique1,  et  l’élaboration  d’électrodes  structurées  et  nanostructurées développant de la surface2. Des nanofils et nanotubes de silicium ont ainsi été obtenus au LRN (URCA-Reims)3, des dépôts d'aluminium à caractères structurés au LRCS (UPJV-Amiens)4, tous préparés par électrodépôt en milieu liquide ionique.

Nous présenterons ici quelques résultats préliminaires de synthèse de silicium par voie électrochimique, sous forme de films minces, puis de nanostructures, ainsi que la synthèse de composites Si-TiO2. Cette étude a consisté à adapter et optimiser le procédé de synthèse afin  d’évoluer  vers  les  conditions  opératoires en batterie.

Les premiers dépôts de Si obtenus sont purs dans les limites de détection et présentent un caractère amorphe.  Les  premières  études  électrochimiques  démontrent   l’activité  du   silicium electrodéposé vis-à-vis du lithium en révélant un plateau à 0,25V/Li liée au phénomène xLi+ +xe- + Si LixSi. Ce silicium possède des propriétés électrochimiques proches de poudres nanométriques obtenues chimiquement5.

Dépôt de Si/TiO2 nanostructuré SiCl4 (0,1M) dans [BMP] Tf2N. [BMP]Tf2N :1-butyl-1-metylpyrrolidiniumbis

(trifluoromethylsulfonyl) amide

Caractéristique  électrochimique  d’un  dépôt  de Si obtenu dans le liquide ionique [BMP]

FAP

Références : 1. Wu H, et al.: Nature Nanotechnol 2015, 7: 310. 2. Kowalski D et al.: J Mater Chem A 2015, 3: 6655. 3. Mallet J et al.: Nano Letters 2008, 8 (10): 3468. 4. Lecœur  C,  et al.: J Electrochemical Soc 2010, 157(6): A641. 5.  Bridel  J  S:  Thèse  de  l’Université  Picardie  Jules  Verne,  2010.

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Contribution  à  l’élaboration  d’un  système  de  certification  des  bâtiments  durables  :  cas  d’étude  des  matériaux de construction biosourcés comme le béton de chanvre en France, et le ciment-Typha et

la terre-Typha au Sénégal.

Ibrahim Niang1, Ton Hoang Mai1, Chadi Maalouf1, Salif Gaye2, Philippe Munoz3, Thierry Joffroy4, Etienne Sammin4

1Groupe  de  Recherche  en  Sciences  Pour  l’Ingénieur,  (EA  4694  GRESPI),  Université  de  Reims  Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Université de Thiès, BP 221 Thiès, Sénégal. 3Centre de Recherche et Développement Arago (CRDA), 1 rue François Arago, 51100 Reims, France.

4Centre international de la construction en terre (CRAterre), 60 avenue de Constantine, 38036 Grenoble Cedex 2 France.

Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet PNEEB/TYPHA financé par le PNUD (Programme des Nations Unies pour le Développement), le FEM (Fond Mondiale pour l'Environnement) et l'Etat du Sénégal pour la valorisation d'une plante évasive, le Typha Australis, comme isolant thermique dans le bâtiment. L'objectif de cette démarche est de mettre en place une filière industrielle d'isolants thermiques à base de Typha qui contribuera  à  améliorer  l’efficacité  énergétique  du  bâtiment.  Il  s’agira  d’effectuer  un  transfert  de  technologie basé en grande partie sur le retour d'expérience des filières industrielles de matériaux de construction biosourcés tel que le béton de chanvre.

Ce  travail  d’élaboration  du  matériau  débutera  par  une  caractérisation  du  granulat  de  Typha  (morphologie, composition  chimique,  masse  volumique  apparente,  porosité,  capacité  de  rétention  d’eau).   Il   s’en  suivra  une  caractérisation expérimentale des propriétés mécaniques, hygrothermiques, acoustiques et du comportement au feu. Ces essais seront effectués sur des matériaux composites à base de Typha et de liant (ciment et terre) pour différentes formulations.

Puis, une phase de simulations numériques sera réalisée pour calculer le bilan énergétique de parois de Typha associé à de la terre crue ou du ciment. Ceci  afin  de  se  prononcer  sur  la  pertinence  de  l’utilisation  du  Typha  pour  réduire  la  consommation  d’énergie  dans  le  bâtiment  et  par  conséquent  réduire  les  émissions  de  gaz  à  effet  de serre. Ce calcul prendra en compte le type d'architecture, les systèmes constructifs et les différentes zones climatiques du Sénégal.

Enfin,  L’impact  environnemental  du  matériau  sera  évalué  par  une  analyse  de  cycle  de  vie  conforme  à   la  norme ISO 14040 et à la NFP-01-010. Le calcul des différents indicateurs environnementaux permettra d’alimenter   les  bases  de  données  de   type   FDES   (Fiches  de  Déclaration  Environnementale  et   Sanitaire)   et   de  comparer  à  ceux  obtenus  pour  d’autres  matériaux  couramment  utilisés  dans  le  génie  civil.

Ce  travail,  réalisé  dans  le  cadre  d’une  thèse  doctorale, constituera à termes une contribution aux activités de  l’Association  Sénégalaise  de  la  Normalisation  sur  toute  la  filière  de  valorisation  du  Typha  au  Sénégal.  

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Effets du travail du sol, des couverts végétaux et de la fertilisation azotée sur les activités enzymatiques, les caractéristiques microbiennes et le turn-over de la matière organique

Elodie Nivelle, Julien Verzeaux, Hazzar Habbib, David Roger, Jérôme Lacoux, Fabien Spicher, Fréderic Dubois, Edmundo Nava Saucedo, Manuella Catterou, Thierry Tétu

Ecologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés (FRE CNRS 3498 EDYSAN), Université de Picardie Jules Verne, 1 rue des Louvels, 80037 Amiens Cedex 1, France.

La gestion des sols telle que le labour, les cultures de couverture et la fertilisation azotée affecte la durabilité des systèmes agricoles à long terme. Dans ce contexte, notre étude a été menée sur un champ expérimental situé dans une région agricole tempérée du nord de la France et comprenait une combinaison de 3 facteurs : (i) travail du sol (sans labour (SD) / labour (LA), (ii) les cultures de couverture (sans cultures de couverture d'hiver, avec des cultures de couverture standard (cc), avec des cultures de couverture enrichies en légumineuses (lcc)) et iii) la fertilisation azotée (sans fertilisation azotée (N0) ou avec la fertilisation azotée classique (Nx)). Les paramètres chimiques (C, N), biologiques (BM-C ; flores totales) et biochimiques (activités enzymatiques et diversité fonctionnelle microbienne) ont été analysés dans des échantillons de la couche supérieure (0-10 cm) après 5 ans d'expérience.

Nos  résultats  montrent  tout  d’abord  que  les  pratiques  SD  avec   les  cultures  de  couverture  ont  conduit  à  augmenter la teneur en azote total et C organique total du sol de plus de 20% sur 5 ans dans la couche supérieure du   sol,   indépendamment   de   la   fertilisation   azotée.   L’absence   de   fertilisation   azotée   et   l’ajout   de   couverts  végétaux enrichis en Légumineuses ont des plus grandes valeurs de flores totales et BM-C en SD et LA respectivement. L’absence  de  travail  du  sol  conduit  à  des  activités  enzymatiques  plus  élevées  indépendamment  de  la  fertilisation  azotée  et  de  la  couverture  des  cultures.  L’absence  de  fertilisation  azotée  en  SD  avec  des  cultures  de couverture conduit à des plus hautes activités microbiennes fonctionnelles, évaluées au travers la dégradation de 31 substrats carbonés, de la diversité et de la régularité (éco-plaques Biolog®). En ce qui concerne les catégories  de  substrats,  en  l’absence  de  fertilisation  azotée  les  glucides  sont plus rapidement dégradés par les communautés microbiennes en SDcc par rapport aux pratiques LA et SD sans plantes de couverture. De même, l’absence   de   plantes   de   couverture   conduit   à   diminuer   plus   rapidement   la   dégradation   microbienne   des  composés phénoliques en SD indépendamment de la fertilisation azotée. En revanche, la fertilisation azotée entraîne  la  dégradation  plus  rapide  des  polymères  et  des  glucides  dans  la  pratique  LA  sans  les  plantes  d’inter-culture.

Nous concluons que le SD avec les cultures de couverture, même sans la fertilisation azotée, a un effet positif sur la séquestration du carbone, sur les activités des enzymes microbiennes et sur la diversité fonctionnelle microbienne. Le SD avec des cultures de couverture offre un potentiel pour améliorer la qualité fonctionnelle du sol et sa fertilité.

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Nouvelle approche de la synthèse de rhamnolipides naturels ou bioinspirés pour une possible utilisation comme éliciteurs dans la protection du vignoble champenois contre les maladies

Firmin Obounou Akong1, Boudjema Menhour1, Patrick Mayon1, Karen Plé2, Sandrine Bouquillon1, Stéphan Dorey3, Christophe Clément3, Magali Deleu4, Dominique Harakat5, Arnaud Haudrechy1

1Institut de Chimie Moléculaire de Reims (UMR CNRS 7312 ICMR), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Institut  de  Chimie  Organique  et  Analytique,  (UMR  CNRS  7311  ICOA),  Université  d’Orléans,  45067  Orléans  Cedex,  France. 3Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne, (EA 4707 URVVC), Université de Reims, 51687 Reims Cedex 2, France 4Laboratoire de Biophysique Moléculaire aux Interfaces, Gembloux Agro Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030 Gemboux, Belgique. 5Service  commun  d’analyses,   Institut  de  Chimie  Moléculaire  de  Reims, (UMR CNRS 7312 ICMR), Université de Reims, 51687 Reims Cedex 2, France.

Les Rhamnolipides sont des glycolipides amphiphiles issus de bactéries qui comprennent généralement une chaîne   grasse   couplée   à   un   ou   plusieurs   rhamnoses.   Récemment,   l’Unité   de   Recherche Vignes et Vins de Champagne  de  l’URCA  a  mis  en  évidence  une  activité  élicitrice  de  deux  rhamnolipides  chez  la  vigne  et  chez  la  plante modèle Arabidopsis thaliana 1. Ces composés permettent de stimuler les défenses naturelles de la plante et  d’induire  un  certain  niveau  de  protection  naturelle  contre   les  maladies.   Il  existe  peu  de  méthodes  dans   la  littérature   pour   la   synthèse   de   rhamnolipides.   Depuis   peu,   l’équipe   de   glycosynthèse   s’est   orientée   vers   la  glycosylation du rhamnose modifié avec une chaîne grasse 2,3 comme le montre la figure ci-dessous :

OSPh

OHO

O

O

O O

OHHO

HO234

OO

OO

O

O

O

O

O

CCl3

NH

OH

COOtBu

OO

HO

n

m

O

OO

O

O

O

O

O

COOtBu

OO

O

n

m

O

OHO

O

O

O

COOtBu

OO

O

n

m

O

OHHO

HO234

COOH

OO

O

n

m

1

6

8

9

10

11

12

O

OAcAcO

AcO OAc

2

O

OAcAcO

AcOO

OHHO

HOSPh

3

OSPh

OO

O

O

O

O

O

O

OO

O

O

O

O

O

OH

7

45

SPh

Figure : Synthèse de rhamnolipides bioinspirés

Cette  orientation  s’inscrit  dans  le  projet  d’excellence  Eliderham  dont  le  but  est  la  mise  au  point  d’éliciteurs  

de  plantes  et  l’étude  de  leurs  mécanismes  d’action. Références : 1. Sanchez L, et al.: Plant Physiology. 2012, 160: 1630-1641. 2. Menhour B, et al.: Tetrahedron Lett. 2015, 56: 1159-1161. 3. Menhour B, et al.: Eur J. Org. Chem. 2015 (soumis).

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Conception  de  catalyseurs  à  base  de  nanoparticules  d’or  supportées  pour  l’oxydation  sélective  de  saccharides

Mehdi Omri1, Gwladys Pourceau1, Matthieu Becuwe2, Anne Wadouachi1, 3 1Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et Agroressources (FRE CNRS 3517 LG2A), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 2Laboratoire Réactivité et Chimie des Solides (UMR CNRS 7314 LRCS), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 3Institut de Chimie de Picardie (FR CNRS 3085), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

De nos jours, les molécules biosourcées sont de plus en plus utilisées dans différents domaines (cosmétologie,  pharmaceutique,  agroalimentaire  …)  pour  des  raisons  économiques,  écologiques  ou  durables.  Les  hydrates de carbone représentent notamment une grande partie des agroressources valorisables en chimie. En effet, les sucres modifiés présentent de nombreuses applications dans divers domaines (santé, agroalimentaire, environnement…)1. Cependant, leur modification nécessite généralement de nombreuses étapes de synthèse, souvent peu respectueuses des principes de la chimie verte. De ce fait, le développement de méthodologies de modifications vertes des sucres présente un grand intérêt. Dans le cadre de nos travaux, nous nous sommes intéressés  à  la  mise  au  point  d’une  méthode  d’oxydation  éco-compatible et sélective de mono- et disaccharides pour  l’obtention  des  acides  aldoniques  correspondants.  Les  nanoparticules  d’or  supportées  sont  connues  pour  présenter de bonnes propriétés catalytiques pour oxyder des sucres en solution aqueuse et en présence d’oxygène   moléculaire2. En revanche, cette méthode présente un temps de réaction relativement long et nécessite  un  contrôle  précis  du  pH,  d’où  la  nécessité  de  s’orienter  vers  d’autres  méthodologies.

Nous  présenterons  l’étude  de  l’oxydation  de  différents  saccharides  en  utilisant des catalyseurs à base de

nanoparticules   d’or   supportées   sur   différents   oxydes   métalliques,   combinée   à   l’irradiation   micro-onde3. La méthode   optimisée   sera   comparée   à   la   méthode   conventionnellement   utilisée.   L’influence   de   plusieurs  paramètres (nature  du  support,  temps,  concentration  en  oxydant,  nature  de  la  base…)  sera  également  détaillée.

Références : 1. Gallezot P, Chem Soc Rev, 2012 ; 41: 1538. 2. Biella S, et al.: J Catal, 2002, 206: 242. 3. Omri M, et al.: article soumis à ACS Sustainable Chem Eng.

O2 or H2O2

Au Nps

MOx

MOx

MOx Glucose Gluconate

MW

MOx= CeO2, Al2O3, TiO2

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Interactions des rhamnolipides éliciteurs de Pseudomonas aeruginosa avec des membranes modèles de plantes

Damien Polo Lozano, Mehmet Nail Nasir, Laurence Lins, Haissam Jijakli, Marie-Laure Fauconnier, Marc Ongena, Magali Deleu

Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030, Gembloux, Belgique.

Les pesticides chimiques de synthèse sont connus pour leurs effets néfastes sur la santé humaine et

l'environnement. Dans ce contexte, il existe un intérêt croissant pour des produits alternatifs tels que les biopesticides. Parmi ceux-ci, les éliciteurs agissent directement sur la plante en induisant une résistance systémique contre des pathogènes fongiques, viraux, bactériens et insectes ravageurs.

Les rhamnolipides sont des molécules tensio-actives produites principalement par certaines souches de la

bactérie Pseudomonas aeruginosa. Ces métabolites secondaires sont composés d'un à trois acides gras de différentes longueurs de chaines liés à un ou deux rhamnoses par une liaison glycosidique. Les acides gras sont liés entre eux par une liaison ester. Ces molécules ont montré diverses activités biologiques y compris la stimulation des défenses chez la plante. Il a été suggéré que cette activité élicitrice pourrait être le résultat d'une interaction des rhamnolipides avec la bicouche lipidique de la membrane plasmique qui mènerait à une déstabilisation de celle-ci et activerait les voies de signalisation de défense chez la plante.

Plusieurs techniques biophysiques (FTIR, ITC, Balance à film) ont été utilisées afin d'étudier les interactions

de deux rhamnolipides (Rha-C10-C10 et Rha-Rha-C10-C10) avec les membranes biomimétiques de la membrane plasmique végétale (monocouches et multicouches). Les effets de ces rhamnolipides sur le système membranaire ont également été évalués par une approche in silico.

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Towards renewable iodide sources for electrolytes in dye-sensitized solar cells: innovative sugar-based and amino-acid-based iodide salts and ionic liquids

Iryna Sagaidak1, Guillaume Huertas1,2, Sylvain Ceurstemont1,2, Albert Nguyen Van Nhien2, Frédéric Sauvage1 1Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (UMR CNRS 7314 LRCS), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 2Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agroressources, (FRE CNRS 3517 LG2A), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

The constant rise of energy demand together with finite nature of fossil fuels facilitates the search and

development of alternative energy sources. Nowadays renewable energy sources comprise about 13% of all energy production, with sun energy being the most promising owing to its potential to fully meet the actual energetic needs. Among all the photovoltaic technologies, dye-sensitized solar cells (DSCs) gather unique properties with important expectations such as low energy conversion cost, easy processability and low environmental fingerprint, while being extremely sensitive to incident low power diffusive light or appealing for aesthetic integration since it shows tunable transparency and coloration.

Albeit the appealing performances of DSCs, power conversion efficiencies reported above 14%,

chemical/electrochemical stability and ageing predictability are still to be met. One approach to achieving stability at high temperatures (i.e. 85°C) was to develop iodide-based ionic liquids solubilized in a solvent to lower viscosity or solvent-free compositions including binary/ternary eutectic melts. These ionic liquids are mostly based on N,N’di-alkyl imidazolium compounds synthesized from petroleum derivatives, offering so far the best combination between having good stability and high efficiencies.

In this work, we synthesized a new series of iodide-based ionic compounds derived from carbohydrates or

amino-acids followed by their integration into DSCs where the electrochemical and photochemical performances were evaluated. Two new bibliothecas of molecules have been developed. First strategy was the immobilization of different nucleophilic units on D-glucose and D-mannose core unit, or, alternatively developing natural amino-acids containing iodide anion. In this communication, the new molecules developed will be presented together with their performances in converting sunlight to electricity. A particular attention will be paid to a new histidine family supplanting current benchmark 1,3-dimethylimidazolium iodide compound, by offering > 8.5 % power conversion efficiency with excellent robustness under accelerating ageing tests.

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Evaluation a priori des risques immuno-toxiques  associés  aux  composés  biosourcés  d’origines  microbiennes - cas des rhamnolipides

Hakim-Chouki Samaï1, Damien Rioult2, Arnaud Haudrechy3, Elodie Geba1,2, Amandine Sommé1,2, Marc Ongena4,

Sandrine Bouquillon3, Stéphan Dorey5, Stéphane Betoulle1,2 1Unité Stress Environnementaux et BIOsurveillance des milieux aquatiques (UMR-I 02 SEBIO), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Plateau technique MOBile en CYTométrie Environnementale (MOBICYTE), INERIS, Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 3Institut de Chimie Moléculaire de Reims (UMR CNRS 7312 ICMR), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 4Unité de Bio-Industries, Centre de Biophysique Moléculaire Numérique, Unité de Chimie Générale et Organique, Unité de Phytopathologie, Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage de Déportés, 5030 Gembloux, Belgique. 5Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne (EA 4707 URVVC), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France.

Dans  un  contexte  de  réduction  de  l’usage  de  pesticides  en  agriculture,  l’utilisation  de  molécules  issues  de  microorganismes  utilisés  en  lutte  biologique,  capables  de  stimuler  les  défenses  des  plantes  ou  d’agir  directement  contre les agents phyto-pathogènes, constitue un axe essentiel de la lutte intégrée. Cependant, compte tenu de leurs  propriétés  biologiques,   ces  molécules   sont  susceptibles  d’être  à   la  base  de  processus  d’hypersensibilité  touchant  de  façon  non  spécifique  les  organismes  non  cibles.    Afin  d’envisager  l’application  au  champs/vignoble  de telles molécules  ainsi  que  leur  commercialisation,  il  est  nécessaire  d’engager  des  études  sur  les  risques  éco-toxicologiques   reliés   à   leur   utilisation   et   plus   généralement   d’appréhender   leur   impact   environnemental.  L’élicitation  des  mécanismes  de  défense  des  plantes  induite  par  ces  composés,  si  elle  s’avère  bénéfique  pour  les  plantes cibles, peut toutefois constituer un risque pour les organismes non-cibles qui à termes pourraient y être exposés dans leur milieu de vie. Il a déjà été démontré que parmi les nombreux exo-produits libérés par les bactéries (notamment Pseudomonas et Bacillus), certains rhamnolipides et lipopeptides peuvent agir directement sur les cellules immunitaires en induisant des réponses cellulaires à caractère pro-inflammatoire. Ainsi  qu’ils  contaminent  d’ores  et  déjà  les  hydrosystèmes  continentaux  (Lipopolysaccharides  bactériens)  ou  qu’ils  soient susceptibles de les contaminer (notamment les rhamnolipides produits de la chimie verte), les composés issus  des  bactéries  peuvent  être  porteurs  d’un  risque  inflammatoire  qu’il  est  important  d’appréhender.

Les  travaux  menés  dans  le  cadre  du  projet  SFR  D2BIO  ont  permis  d’étudier  les  effets  de  différentes  formes  

moléculaires   de   rhamnolipides   sur   l’activité   oxydative   de   cellules   impliquées   dans   la   défense   immunitaire d’organismes  animaux,  modèles  d’études  en  écotoxicologie  (Hémocytes  de  mollusques  bivalves  et  leucocytes  de  vertébrés téléostéens). Les résultats permettent une meilleure appréhension des risques oxydatifs et inflammatoires potentiellement associés à ces composés biosourcés et contribuent à améliorer notre connaissance  des  mécanismes  de  production  d’espèces  réactives  de  l’oxygène  par  les  cellules  immunitaires  dans  un contexte de biologie comparée.

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La législation REACH : une opportunité d’innovation  pour  l’économie  biobasée

Quentin Schmetz, Nicolas Jacquet, Éric Haubruge, Aurore Richel Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, 2 Passage des Déportés, 5030, Gembloux, Belgique.

REACH  est  l’acronyme  donné  au  système  législatif  intégré  d’enregistrement,  d’évaluation,  d’autorisation  et  de   restrictions   des   substances   chimiques   mis   en   place   par   l’Union   Européenne.   L’objectif   de   REACH   est  d’améliorer   et   de   garantir   la   protection   sanitaire   et   environnementale   tout   en   dopant   la   compétitivité   et l’innovation  de  l’industrie  chimique  européenne.  Ce  système  encourage  ainsi  fortement  la  transition  vers  une  économie  biobasée  en  incitant   le  développement  et   l’exploitation  de  schémas  de  production  et  de  nouveaux  produits de substitution plus respectueux   de   l’environnement   et   de   la   santé.   Les   voies   de   production  biotechnologiques,  incluant  l’utilisation  de  matières  premières  renouvelables,  se  sont  ainsi  développées  au  cours  des dix dernières années dans le secteur industriel et cette tendance se confirme pour les années à venir.

Cet exposé fait le point sur les tendances en cours dans ce secteur au travers de divers cas concrets tels que

la substitution de retardateur de flamme1, plastifiant2 et surfactant3 par des alternatives issues du végétal. Il aborde également les différents programmes de recherche réalisés au laboratoire de Chimie Biologique

Industrielle de Gembloux Agro-Bio Tech qui ont permis le développement de nouvelles substances biobasées en accord avec une chimie plus durable et répondant aux exigences de REACH.

Références : 1. Duryea H E: Fire retardant polymer resin. Fiber Materials, Inc. (ME) 1989, US Patent 4820576. 2. East A: Esters of anhydrosugar alcohols as plasticizers. US Patent Application 2007/0282042. 3. Behler A, et al.: Sulfosuccinates. US Patent Application 2007/0066506.

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Hétérogénéité spatiale et fonctionnelle des sols et production du niébé dans les systèmes d’exploitations  familiales  au  Niger

Bachirou Seyni Bodo1,2,3, Oumarou Malam issa1,3, Jean-Marie Karimou Ambouta2, Didier Adamou Tidjani Alou2, Xavier Morvan1, Béatrice Marin1, Marie Ponthieu1, Gilles Fronteau1, Benjamin Cancès1

1Groupe d'Étude sur les Géomatériaux et Environnements Naturels, Anthropiques et Archéologiques (EA 3795 GEGENAA), Université de Reims Champagne-Ardenne, 2 Esplanade Roland Garros, 51100 Reims, France. 2Département  Sciences  du  Sol,  Faculté  d’Agronomie,  Université  Abdou  Moumouni  de  Niamey,  BP  10960,  Niamey,  Niger. 3Institut de Recherche pour le Développement (IRD), BP 11416, Niamey, Niger.

Le niébé, Vigna unguiculata (L.) Walp est la principale légumineuse cultivée au Niger. Chaque année plus de  5  millions  d’hectares  sont  emblavés  avec  une  production  de  1,11  million  de  tonnes en 2012, soit le quart de la  production  agricole  nationale  et  80%  des  cultures  de  rente.  L’intérêt  de  cette  culture  au  Niger  réside  d’une  part  dans  sa  valeur  économique,  74%  de  la  production  nationale  étant  destinée  à  l’exportation  pour  une  valeur  pouvant atteindre 58 milliards de Francs CFA en 2009 et,  d’autre  part,  dans  sa  qualité  pour  la  nutrition humaine et animale (3400 calories et 230 g de protéines par kg soit deux fois plus que le mil et le sorgho). Au-delà de son intérêt  alimentaire,  le  niébé  revêt  aussi  un  intérêt  environnemental  certain.  Des  études  ont  montré  qu’à  travers  la symbiose entre  ses  racines  et  les  bactéries  fixatrices  d’azote,  le  niébé  améliore  la  fertilité  des  sols  et  protège  les  sols  contre  l’érosion  grâce  aux  ramifications  de  sa  partie  aérienne. Cependant, force est de constater que sa production est très variable dans les parcelles agricoles. Cette variabilité de la production du niébé serait due à la forte hétérogénéité qui caractérise les sols au Niger. Celle-ci  se  traduit  par  la  présence  d’une  diversité  d’entités  homogènes sur une même parcelle avec des caractéristiques intrinsèques différentes les unes des autres. Cette diversité   est   la   résultante   des   phénomènes   liés   à   l’érosion   (eau,   vent),   aux   activités   biologiques   (fourmis,  termites,  vers  de  terre…),  aux  activités  humaines  (mise  en  culture,  pratiques  culturales…)  et  à  la combinaison de ces  facteurs.  Cette  hétérogénéité  des  sols  étant  probablement  à  l’origine  de  la  variabilité  de  la  production  de  niébé dans les exploitations familiales, sa compréhension et sa quantification deviennent indispensables pour la maitrise de la productivité des cultures en général et du niébé en particulier.

L’objectif   global   de   ce   projet   est   d’évaluer   l’importance   de   la   prise   en   compte   et   de   la   gestion   de  

l’hétérogénéité   spatiale   et   fonctionnelle   des   sols   dans   la   production   du   niébé   à   l’échelle   des   systèmes  d’exploitations   familiales   au  Niger.   Cette   étude  est   réalisée  dans  deux   régions   contrastées  du  Niger   à   savoir  Tillabéry et Maradi. Ces deux régions offrent des conditions agro-écologiques (climat, sols, pratiques culturales, etc) et des conditions socio-économiques (utilisation, commercialisation) contrastées vis-à-vis de la culture du niébé.  Les  sites  d’étude  choisis  dans  la  région  de  Tillabéry  se  répartissent  dans  deux  secteurs  repartis  le  long  d’un  gradient pluviométrique Nord-Sud :  site  de  Banizoumbou  (13°31’55’’N  et  2°40’’E)  et  de  Sadoré  (13°14’38’’Net  2°16’37’’E).   Les   sites   de   la   région   de  Maradi   sont   localisés   sur   deux   secteurs   qui   représentent   les   substrats  pédologiques majeurs de cette région : les sols alluvionnaires du Goulbi  de  Maradi  (Site  de  Tarna  13°27’1,30’’N  et   7°6’42,97’’E)   et   les   sols   sableux   dunaires   (Site   de  Araourayé   13°51'05,7"N   et   7°28'51,5"E).   Divers   travaux  d’observations,  de  mesures  et  d’expérimentations  ont  été   réalisés  dans   le   cadre  de  ce  projet : perception et gestion  paysanne  de  l’hétérogénéité  des  sols,   identification  des  différentes  hétérogénéités,  caractérisation  et  cartographie de ces hétérogénéités et expérimentation de deux variétés de niébé en fonction des hétérogénéités. Les résultats de ce projet permettront   d’acquérir   un   jeu   de   données   nécessaire   pour   la  compréhension   de   l’hétérogénéité   des   sols   et   le   développement de leviers à actionner pour remédier aux contraintes  relatives  à  l’hétérogénéiété  des  sols  en  lien  avec  la  productivité  du  niébé.

Ce projet se base sur une approche pluridisciplinaire, intégrant aussi bien les perceptions et gestions

paysannes   de   l’hétérogénéité   des   sols,   l’agronomie   et   les   sciences   du   sol.   Il   est   réalisé   dans   le   cadre   d’un  partenariat  regroupant  l’Université  Moumouni  de  Niamey,  le  GEGENAA  de  l’Université  de  Reims  Champagne-Ardenne  et  l’IRD  (représentation  du  Niger).

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Maladies  du  bois  de  la  vigne  :  mise  au  point  d’un  modèle  simplifié  en  vue  de  tester  des  moyens  de  lutte

Alessandro Spagnolo1, Huan-Xiang Wu2, Jean-François Chollet2, Christophe Clément1, Florence Fontaine1 1Laboratoire Stress, Défenses et Reproduction des Plantes (EA 4707 URVVC LSDRP), Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne, Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers (UMR CNRS 7285 IC2MP), Université de Poitiers, 4 rue Michel Brunet, 86073 Poitiers Cedex 9, France.

Compte tenu de l'impact économique croissant des maladies du bois de la vigne sur la viticulture, l'identification de stratégies de contrôle efficaces et viables est urgente. Cependant, la compréhension des interactions plante-pathogène et des changements physiologiques de la plante liés à ces maladies est essentielle pour un tel accomplissement. Pour répondre à cet objectif, un modèle simplifié qui implique l'utilisation des boutures racinées cultivées en serre a été mis en place pour (i) étudier l'effet de l'infection artificielle avec les agents du « Black Dead Arm » (BDA), Neofusiccoum parvum et Diplodia seriata, sur la physiologie de la plante (Chardonnay, Sauvignon) et (ii) évaluer l'efficacité d'une stratégie de contrôle impliquant la combinaison d'un agent potentiel de lutte biologique et un profongicide systémique. Ainsi, la bactérie endophytique Burkholderia phytofirmans (souche PsJN :: gfp2x) a été testée comme agent de lutte biologique et appliquée dans le sol quatre (T-28j) et trois (T0-21j) semaines  avant  l’infection  fongique  artificielle.  Ensuite,  le  dérivé  du  fongicide  Fenpiclonil  "SM  26"  utilisé  comme  profongicide  a  été  appliqué  au  niveau  des  feuilles  à  l’aide  d’un  pinceau  une  ou  plusieurs  fois deux jours avant (T0-2j)   l’inoculation   fongique.   L’inoculation   fongique   (T0)   a   été   effectuée   sur   la   tige  herbacée  sous  l'une  des  feuilles  traitées  avec  le  profongicide  et  a  consisté  en  l’application  d’un  implant  mycélien  au  niveau  d’une  blessure  réalisée  avec  un  emporte-pièce.

Une feuille apicale a été récoltée 48 h après la dernière application du profongicide afin d'étudier son

caractère  systémique  et  la  métabolisation  dans  la  plante.  Pour  évaluer  l’effet  phytoprotecteur  de  B. phytofirmans et/ou  du  profongicide,  l'expression  d’un  panel  de  gènes  cibles  (défense, réponse aux stress oxidatifs etc.) dans les  feuilles  à  T0+4j  et  T0+8j,  et  la  taille  des  lésions  induites  suite  à  l’infection  fongique  artificielle  à  T0  +  60j  ont  été étudiées. De plus, dès T0+4j et une fois par semaine, l'activité du photosystème II a été mesurée afin de caractériser  l'effet  de  l’inoculation  bactérienne,  du  traitement  avec  le  profongicide  ou  de  l‘infection  fongique  sur  les boutures. Les premiers résultats indiquent que :   (i)   aucun  effet   sur   l'activité  du  PSII  n’a  été   induit  par   les différents traitements et (ii) aucun effet significatif du traitement avec B. phytofirmans ou   SM26   n’a   été  enregistré sur la taille des lésions suite aux infections par D. seriata et N. parvum. Cependant, un effet synergique des deux traitements (B. phytofirmans + SM26) est à noter, en particulier pour les boutures inoculées avec N. parvum. Cet effet synergique peut être dû à l'activité antifongique directe et/ou à l'effet éliciteur de un ou des deux traitements lorsqu'ils sont appliqués ensemble. Ces résultats préliminaires sont en cours de validation.

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Modifications physiologiques et métaboliques induites par Burkholderia phytofirmans chez Arabidopsis thaliana

Fan Su1, Françoise Gilard2, Florence Guérard2, Christophe Clément1, Nathalie Vaillant-Gaveau1, Sandrine Dhondt-Cordelier1

1Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne (EA 4707 URVVC), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (UMR CNRS 8618 IPS2), Université Paris-Sud, 91190 Gif sur Yvette, France.

L’inoculation  de  bactéries  promotrices  de  croissance  des  plantes  (PGPR)  peut  entraîner  de  multiples  effets  bénéfiques  chez  une  grande  variété  de  plantes,  aussi  bien   ligneuses  qu’herbacées.  Ainsi, la PGPR endophyte Burkholderia phytofirmans PsJN (Bp PsJN) stimule la croissance des diverses plantes, telles que la pomme de terre, la tomate, le maïs, la vigne et Arabidopsis thaliana.   L’objectif   de   ce   travail   est   d’approfondir   les  connaissances   sur   l’interaction entre Bp PsJN   et   la   plante,   en   se   focalisant   sur   l’aspect   physiologique   et  métabolique  d’A. thaliana.

Nos  résultats  montrent  qu’une  inoculation  de  Bp PsJN sur des graines ou par arrosage au niveau racinaire

engendre uniquement une colonisation racinaire,  seule  l’infiltration  foliaire  permet  la  présence  endophytique  de  Bp PsJN dans les feuilles. Seule la présence de la bactérie au niveau des feuilles modifie la photosynthèse. La présence de la bactérie permet de maintenir la photosynthèse nette et  l’ouverture  des  stomates  au  premier  jour  après infiltration. Le suivi des métabolites primaires et secondaires montre que davantage de métabolites primaires  s’accumulent  en  cas  d’une  durée  de  contact  longue  entre  la  bactérie  et  la  plante,  ce  qui  est  le cas lors d’une  bactérisation  de  graines.  Des  modifications  de  la  teneur  de  certaines  hormones  au  niveau  des  feuilles  sont  également   observées   par   cette   durée   relativement   longue   de   l’interaction   entre   Bp PsJN et la plante. Les changements de ces produits finaux du métabolisme reflétant de manière plus fidèle le phénotype de la plante, ils  pourraient  permettre  d’expliquer  les  mécanismes  potentiels  impliqués  dans  l'induction  de  la  promotion  de  croissance des plantes par Bp PsJN. De plus, nos résultats démontrent que le temps de présence et la localisation de la bactérie PGPR dans une plante influencent la physiologie de cette même plante.

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Profilage métabolomique des exsudats de graines de lin au cours de la germination

Benjamin Thiombiano1, Séverine Schiltz1, Rebecca Dauwe1, Michelle Lequard1, Paulo Marcello2, Brigitte Thomasset3, Albrecht Rocher3, Christophe Hano4, Eric Grand5, Eric Gontier1, François Mesnard1

1Biologie des Plantes & Innovation (EA 3900 BIOPI), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 2Plate-forme Ingénierie Cellulaire et Analyse des Protéines (ICAP), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 3Unité de Génie Enzymatique et Cellulaire (FRE CNRS 3580 GEC), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 4Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures, (EA 1207 LBLGC), Université d'Orléans, Rue de Chartres, BP 6759, 45067 Orléans Cedex 2, France. 5Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agroressources (FRE CNRS 3517 LG2A), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

Avec la maturation des graines, la diminution de la teneur en eau et la modification de la structure des membranes cellulaires contribuent à limiter voire éliminer les échanges de métabolites entre la graine et son environnement. Ensuite, au cours de l'imbibition de la graine, durant les premiers stades de la germination, l'absorption d'eau conduit à une perturbation des membranes1,2 et à une reprise des échanges entre la graine et son environnement. Une variété de composés incluant métabolites secondaires et primaires est alors passivement libérée dans l'environnement des semences3.  Sous  l’influence  de  ces  composés  spécifiques  de  la  plante, un nouvel environnement se met en place autour de la graine: la spermosphère4. La libération de métabolites dans le proche environnement de la graine peut alors influencer la dynamique des populations microbiennes environnantes et, en retour, favoriser le développement de la future plante.

Le lin est une plante agronomique d'intérêt pour la production d'huile et de fibres. Sa graine est connue

pour accumuler de hautes teneurs en lignanes. Ces phénylpropanoïdes sont estérifiés au sein d'un complexe macromoléculaire localisé dans les téguments externes. Sous formes de monomères, ces lignanes sont connus pour leur activité antioxydante voire antimicrobienne ou allélopathique.

Dans le but de mieux comprendre les interactions chimiques entre la graine de lin en germination et son

environnement   biotique   et   abiotique,   nous   avons   mis   en   œuvre   une   approche   de   métabolomique   pour  caractériser la dynamique d'exsudation en conditions in vitro. Cette étude de l'exométabolome de la graine de lin en germination est donc une première étape en vue d’appréhender  le  rôle  des  exsudats  (métabolites  primaire  et  secondaires)  dans  l'aménagement  chimique  de  la  spermosphère chez Linum usitatissimum. La diversité chimique des exsudats a ainsi été étudiée par GC-FID et GC-MS. Nous avons caractérisé 74 métabolites primaires incluant: acides gras, sucres, acides aminés, acides organiques et polyols. L'analyse a également inclus la caractérisation de métabolites secondaires à activité antimicrobienne potentielle. Une quarantaine de lignanes et dérivés ont ainsi pu être décrits. Ce travail permet de mieux connaître la diversité et l'importance des métabolites libérés dans la spermosphère du lin. Il devra permettre, à terme, d'aborder l'étude des interactions entre la graine (puis la plantule) et son environnement biotique. Références : 1. Nonogaki H, et al.: Germination-still a mystery. Plant Sci 2010, 179(6): 574-581. 2. Bewley J D, et al.: Seeds: Physiology of development, germination and dormancy 2012, 3rd Edition. 3. Schiltz S, et al.: A review: what is the spermosphere and how can it be studied? J Appl Microbiol 2015, sous presse. 4. Nelson E B: Microbial dynamics and interactions in the spermosphere. Annu Rev Phytopathol 2004, 42: 271-309.

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Bioproduction  de  molécules  végétales  d’intérêt : utilisation de racines transformées de vigne pour l’étude  des  stilbènes  en  conditions  axéniques

Léo-Paul Tisserant1, 2, Michèle Lequart2, Jane Hubert3, Serge Pilard4, Aziz Aziz1, Christophe Clément1, Michèle Boitel2, Éric Courot1

1Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne (EA 4707 URVVC), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 2Biologie des Plantes & Innovation (EA 3900 BIOPI), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France. 3Institut de Chimie Moléculaire de Reims (UMR CNRS 7312 ICMR), Université de Reims Champagne-Ardenne, BP 1039, 51687 Reims Cedex 2, France. 4Plate-forme Analytique (PFA), Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

Les stilbènes sont des molécules de défense particulièrement importantes pour la vigne. Ils sont le centre de   beaucoup   d’attention   de   par leur activité antibactérienne et antifongique, mais aussi pour leur intérêt pharmaceutique. En effet, leur représentant le plus connu, le resvératrol, a été décrit comme antioxydant, anticancéreux et anti-inflammatoire. Il présente également des effets contre le diabète, les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Huntington) et le vieillissement. Les dérivés de resvératrol présenteraient des activités  plus  spécifiques  particulièrement  intéressantes  d’un  point  de  vue  thérapeutique,  telles  que  des  activités anticancéreuses. Cependant, la voie de biosynthèse des dérivés de resvératrol est encore mal connue. Les moyens de production à partir de biomasse végétale génèrent un coût de production élevé et ont un impact environnemental non négligeable. Seul le resvératrol   est   aujourd’hui   largement   exploité   (en   cosmétique   et  nutraceutique majoritairement), alors que ses dérivés restent encore peu accessibles.

Ce  projet  collaboratif  lie  l’expertise  du  laboratoire  de  Biologie  des  Plantes  &  Innovation  (BIOPI)  de  l’UPJV

sur   les   racines   transformées   et   le  métabolisme   spécialisé   des   plantes   à   celle   de   l’URVVC   sur   la   vigne   et   les  stilbènes comme moyens de défense de la vigne pour étudier la capacité de chevelus racinaires (dits "Hairy Roots") à produire et excréter des stilbènes.

Nous  proposons  donc  une  alternative  aux  procédés  de  production  et  d’extraction  actuels  de  ces  molécules,  

en utilisant des racines transformées de vigne cultivées en milieux confinés et contrôlés (bioréacteurs). Ces racines, obtenues par infection de la plante avec Rhizobium rhizogenes sont connues pour leur grande stabilité génétique   et   une   bonne   résistance   à   l’élicitation   du   fait   de   leur   organisation.   Leur   capacité   à   excréter   des  molécules  dans  leur  milieu  de  culture  et  le  fait  qu’elles  soient  cultivées en conditions parfaitement maitrisées représentent un intérêt tout particulier pour leur récupération et leur purification pour des utilisations pharmacologiques.

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Les couverts végétaux protègent-ils les sols labourés contre les perturbations engendrées par les fertilisants azotés de synthèse ?

Julien Verzeaux, Abdelrahman Al Ahman, Elodie Nivelle, Hazzar Habbib, David Roger, Jérôme Lacoux, Manuella Catterou, Fabien Spicher, Jérôme Duclercq, Frédéric Dubois, Thierry Tétu

Laboratoire   d’Agroécologie,   Ecophysiologie   et   Biologie   intégrative   (FRE   CNRS   3498   EDYSAN),   Université   de  Picardie Jules Verne, 33 rue Saint Leu, 80039 Amiens Cedex 1, France.

L’usage  des  fertilisants  azotés  de  synthèse  est  l’un  des  piliers  majeurs  ayant  contribué au développement de  l’agriculture  intensive  et  à  l’accroissement  rapide  des  rendements  à  partir  de  la  deuxième  moitié  du  20ème siècle. Un autre pilier de cette révolution verte est la mécanisation du travail du sol qui a considérablement augmenté les   capacités   d’exploitation   de   la   couche   de   sol   arable.   Il   a   été   démontré   que   ces   deux   pratiques  culturales étaient responsables de perturbations au niveau du turnover de la matière organique et de la diversité des acteurs microbiens qui le gouvernent. Depuis  quelques  années,  la  recherche  scientifique  s’oriente  donc  vers  la  mise  en  place  d’outils  permettant  de   réduire   les  effets  néfastes  des  pratiques  agricoles   intensives   tout  en  maintenant la performance des systèmes de production. Dans ce contexte, notre étude vise à mettre en évidence le  rôle  potentiel  de  la  couverture  végétale  d’interculture  en  tant  qu’outil  d’atténuation  des  effets  délétères  de  la  fertilisation minérale intensive en système labouré. La biomasse totale aérienne, les rendements, les restitutions organiques en carbone et azote ont été mesurés chaque année entre 2010 et 2014. Les teneurs en carbone organique (COS) et en azote total (NTS) du sol ont également été analysées avant et après les 4 années d’expérimentation.   Enfin,   la   richesse   spécifique et la diversité bactérienne ont été évaluées en 2014 par pyroséquençage.   Les   résultats   indiquent   qu’en   conditions   de   sol   nu   en   interculture,   la   fertilisation  minérale  intensive  a  été  nécessaire  au  maintien  de  la  productivité,  mais  aussi  qu’elle  a  impacté négativement les teneurs en COS et NTS, ainsi que la richesse et la diversité spécifique bactérienne. Parallèlement, la couverture végétale d’interculture  a  permis  de  stabiliser  les  niveaux  de  COS,  NTS  et  de  diversité  bactérienne  quelque  soit  le  régime de fertilisation azotée.

En outre, nous avons mis en évidence des corrélations entre les variables agronomiques (productivité

végétale,   restitutions   organiques,   COS,   NTS)   et   la   diversité   spécifique   bactérienne,   qui   s’ajoutent   aux  connaissances actuelles   sur   les  processus  d’érosion  de   la   fertilité  et  de   la  biodiversité  des   sols  en  agriculture  intensive sous climat tempéré.

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Prénom Nom Organisme.de.rattachement email

Abdelrahman ALAHMAD FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV abed_ahmd@outlook.com

Aziz AZIZ EA247072URVVC,2URCA aziz.aziz@univOreims.fr

Jonathan BAERT Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 jbaert@ulg.ac.be

Laure BEAUFORT SFR2Condorcet laure.beaufort@univOreims.fr

JeanOBernard BEHR UMR2CNRS273122ICMR,2URCA jb.behr@univOreims.fr

Kalim BELHACENE Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille kalim.belhacene@yahoo.fr

Thomas BERCHEM Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 thomas.berchem@ulg.ac.be

Stéphane BETOULLE UMROINERIS2022SEBIO,2URCA stephane.betoulle@univOreims.fr

Aurélie BIGOTOCLIVOT UMROINERIS2022SEBIO,2URCA aurelie.bigot@univOreims.fr

Laetitia BOCQUET Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille laetitia.bocquet1309@gmail.com

PierreOLouis BOMBECK Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 pl.bombeck@ulg.ac.be

Hubert BOUNOU2ABASSI FRE2CNRS235172LG2A,2UPJV hubert.bounou.abassi@uOpicardie.fr

Sandrine BOUQUILLON UMR2CNRS273122ICMR,2URCA sandrine.bouquillon@univOreims.fr

Sébastien BUCHOUX FRE2CNRS235802GEC,2UTC/UPJV sebastien.buchoux@uOpicardie.fr

Juliette CARON Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille juliette.caron@ed.univOlille1.fr

Brigitte CHABBERT UMR2INRA26142FARE,2URCA Brigitte.Chabbert@reims.inra.fr

Christophe CLÉMENT SFR2Condorcet christophe.clement@univOreims.fr

Julien COLINChaire2de2Biotechnologie2(EA240382LGPM),2

CentraleSupélecjulien.colin@centralesupelec.fr

Georges COSTANTINE EA246942GRESPI,2URCA georges.costantine@univOreims.fr

Eric COUROT EA247072URVVC,2URCA eric.courot@univOreims.fr

Jérôme CROUZET EA247072URVVC,2URCA jerome.crouzet@univOreims.fr

JeanOMarc CROWET Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 jmcrowet@ulg.ac.be

Benoît CUDENNEC Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille benoit.cudennec@univOlille1.fr

Yannick DE2GAETANO UMR2CNRS273122ICMR,2URCA yannick.deOgaetano@univOreims.fr

Guillaume DECOCQ FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV guillaume.decocq@uOpicardie.fr

Cédric DECOURTIL EA239002BIOPI,2UPJV cedric.decourtil@uOpicardie.fr

Magali DELEU Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 magali.deleu@ulg.ac.be

Frank DELVIGNE Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 F.Delvigne@ulg.ac.be

Barbara DERACINOIS Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille barbara.der@hotmail.fr

JeanOPaul DEROIN EA237952GEGENAA,2URCA jeanOpaul.deroin@univOreims.fr

Sandrine DHONDTOCORDELIER EA247072URVVC,2URCA sandrine.cordelier@univOreims.fr

Pascal DHULSTER Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille pascal.dhulster@univOlille1.fr

............Les.participants.aux.J2C2.2016

Prénom Nom Organisme.de.rattachement email

............Les.participants.aux.J2C2.2016

Stéphan DOREY EA247072URVVC,2URCA stephan.dorey@univOreims.fr

Gilbert DUHIRWE FRE2CNRS235172LG2A,2UPJV gilbert.duhirwe@uOpicardie.fr

Stéphanie DUPOIRONUMR2INRA26142FARE,2URCA2O2Chaire2ABI2et2

UMR2INRA211452GENIAL,2Agro2Paris2Techsdupoiron@lille.inra.fr

Florence EDWARDS UMR2CNRS273122ICMR,2URCA florence.edwards@univOreims.fr

MarieOLaure FAUCONNIER Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 marieOlaure.fauconnier@ulg.ac.be

Axel FAYETUMR2INRA26142FARE,2URCA2O2Chaire2ABI2et2

UMR2INRA211452GENIAL,2Agro2Paris2Techaxelfayet@gmail.com

Florence FONTAINE EA247072URVVC,2URCA florence.fontaine@univOreims.fr

Valentin FOUGERITChaire2de2Biotechnologie2(EA240382LGPM),2

CentraleSupélecvalentin.fougerit@centralesupelec.fr

Rénato FROIDEVAUX Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille renato.froidevaux@univOlille1.fr

Aurélien FURLAN FRE2CNRS235802GEC,2UTC/UPJV aurelien.furlan@uOpicardie.fr

Antoine GALLOSChaire2ABI,2Agro2Paris2Tech2O2UMR2INRA26142

FARE,2URCAantoine.gallos@agroparistech.fr

Nathalie GAVEAU EA247072URVVC,2URCA nathalie.vaillantOgaveau@univOreims.fr

Alexandra GIMBERNAT Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille alexandra.gim@wanadoo.fr

Éric GONTIER EA239002BIOPI,2UPJV eric.gontier@uOpicardie.fr

Amira GUELLIM FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV guellim.amira@gmail.com

Hazzar HABBIB FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV hazzar.habbib@yahoo.com

Arnaud HAUDRECHY UMR2CNRS273122ICMR,2URCA arnaud.haudrechy@univOreims.fr

Safa HAYOUNI UMR2CNRS273122ICMR,2URCA safa.hayouni@etudiant.univOreims.fr

Clément HUSSENETChaire2de2Biotechnologie2(EA240382LGPM),2

CentraleSupélec2O2Oeno2Conceptclement.hussenet@centralesupelec.fr

Thibaut ISTASSE Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 thibaut.istasse@ulg.ac.be

Cédric JACQUARD EA247072URVVC,2URCA cedric.jacquard@univOreims.fr

Nicolas JACQUET Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 nicolas.jacquet@ulg.ac.be

Florian JAROSCHIK UMR2CNRS273122ICMR,2URCA florian.jaroschik@univOreims.fr

Romain KINET Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 r.kinet@doct.ulg.ac.be

AnneOSophie KIRSTETTERChaire2de2Biotechnologie2(EA240382LGPM),2

CentraleSupélec2O2ARDanneOsophie.kirstetter@centralesupelec.fr

José KOVENSKY FRE2CNRS235172LG2A,2UPJV jose.kovensky@uOpicardie.fr

Bernard KUREK UMR2INRA26142FARE,2URCA bernard.kurek@reims.inra.fr

Hélène LACROIX SFR2Condorcet helene.lacroixOdorey@univOreims.fr

Brieuc LECART Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège brieuc.lecart@ulg.ac.be

Julien LEMAIREChaire2de2Biotechnologie2(EA240382LGPM),2

CentraleSupélecjulien.lemaire@centralesupelec.fr

Laurence LINS Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège2 L.lins@ulg.ac.be

Clarisse LORREYTE EA246942GRESPI,2URCA lorreyteclarisse@gmail.com

W.2Patricio LUZURIAGAOLOAIZAEA247072URVVC,2URCA2O2Gembloux2AgroOBio2

Tech,2Université2de2Liègepatriluzu@yahoo.es

Prénom Nom Organisme.de.rattachement email

............Les.participants.aux.J2C2.2016

Chadi MAALOUF EA246942GRESPI,2URCA chadi.maalouf@univOreims.fr

Gabrielle MAGNIEZ UMROINERIS2022SEBIO,2URCA gabrielle.magniez@univOreims.fr

Jérémy MALLET EA246822LRN,2URCA jeremy.mallet@univOreims.fr

Thomas MARIÉChaire2ABI,2Agro2Paris2Tech2O2UMR2CNRS273122

ICMR,2URCAthomas.marie@agroparistech.fr

Béatrice MARIN EA237952GEGENAA,2URCA beatrice.marin@univOreims.fr

FlorenceMAZEYRAT2

GOURBEYREEA247072URVVC,2URCA florence.gourbeyre@univOreims.fr

JeanOPierre MBAKIDI UMR2CNRS273122ICMR,2URCA jmbaki2002@yahoo.fr

Samara MEJRI Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille samara.mejri@isaOlille.fr

Boudjema MENHOUR Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille boudjema.menhour@univOreims.fr

Noadya MONNIER FRE2CNRS235802GEC,2UTC/UPJV noadya.monnier@uOpicardie.fr

Xavier MORVAN EA237952GEGENAA,2URCA xavier.morvan@univOreims.fr

Mehmet2Nail NASIR Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège mn.nasir@ulg.ac.be

AbirduOWoreka NEMAGAEA246822LRN,2URCA2O2UMR2CNRS273142LRCS,2

UPJV

abirduOworeka.nemaga@etudiant.univO

reims.fr

Albert NGUYEN2VAN2NHIEN 22FRE2CNRS235172LG2A,2UPJV albert.nguyenOvanOnhien@uOpicardie.fr

Ibrahim NIANG EA246942GRESPI,2URCA ibrahimniang@hotmail.com

Élodie NIVELLE2 FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV elodienivelle@gmail.com

Firmin OBOUNOU2AKONG UMR2CNRS273122ICMR,2URCA firmin.obounouOakong@univOreims.fr

Mehdi OMRI2 22FRE2CNRS235172LG2A,2UPJV mehdi.omri@uOpicardie.fr

Marc ONGENA Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège marc.ongena@ulg.ac.be

André PAUSS EA242972TIMR,2UTC andre.pauss@utc.fr

Jérôme PELLOUX EA239002BIOPI,2UPJV jerome.pelloux@uOpicardie.fr

Floran PIERREChaire2de2Biotechnologie2(EA240382LGPM),2

CentraleSupélecfloran.pierre@centralesupelec.fr

Damien POLO2LOZANO Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège D.polo@gmail.com

Gwladys POURCEAU 22FRE2CNRS235172LG2A,2UPJV gwladys.pourceau@uOpicardie.fr

Hervé PRON EA246942GRESPI,2URCA herve.pron@univOreims.fr

Fanja RABENOELINA EA247072URVVC,2URCA clarisse.rabenoelina@univOreims.fr

Jaona RANDRIANALISOA EA246942GRESPI,2URCA jaona.randrianalisoa@univOreims.fr

Damien RIOULT Plateau2MOBICYTE,2URCA damien.rioult@univOreims.fr

Sonia RIPPA FRE2CNRS235802GEC,2UTC/UPJV sonia.rippa@utc.fr

Isabelle ROBERRINI EA247072URVVC,2URCA isabelle.roberrini@univOreims.fr

Marine RONDEAU EA247072URVVC,2URCA marine.rondeau@etudiant.univOreims.fr

Iryna SAGAIDAK UMR2CNRS273142LRCS,2UPJV iryna.sagaidak@uOpicardie.fr

HakimOChouki SAMAÏ UMROINERIS2022SEBIO,2URCA hakimOchouki.samai@univOreims.fr

Prénom Nom Organisme.de.rattachement email

............Les.participants.aux.J2C2.2016

Georges2 SANTINI ESCOM g.santini@escom.fr

Catherine SARAZIN FRE2CNRS235802GEC,2UTC/UPJV catherine.sarazin@uOpicardie.fr

Romain SCHELLENBERGER EA247072URVVC,2URCA schellenberger.romain@orange.fr

Quentin SCHMETZ Gembloux2AgroOBio2Tech,2Université2de2Liège schmetzquentin@gmail.com

Bachirou SEYNI2BODO EA237952GEGENAA,2URCA bachiroubodo@yahoo.fr

Sabrina SHOUMAN FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV sabrina_shouman@hotmail.com

Ali SIAH Institut2Charles2Viollette,2Université2de2Lille ali.siah@isaOlille.fr

Alessandro SPAGNOLO EA247072URVVC,2URCA alessandro.spagnolo@univOreims.fr

Jimmy STOPINSKIUMR2CNRS273122ICMR,2URCA2O2Chaire2ABI,2

Agro2Paris2Techjimmy.stopinski@etudiant.univOreims.fr

Fan SU EA247072URVVC,2URCA fan.su@etudiant.univOreims.fr

Benjamin THIOMBIANO EA239002BIOPI,2UPJV benjamin.thiombiano@uOpicardie.fr

LéoOPaul TISSERANT EA247072URVVC,2URCA leoOpaul.tisserant@univOreims.fr

Patricia TROTELOAZIZ EA247072URVVC,2URCA patricia.trotelOaziz@univOreims.fr

Julien VERZEAUX FRE22CNRS234982EDYSAN,2UPJV julienverzeaux@gmail.com

Isabelle VROMAN EA246952LISM,2URCA isabelle.vroman@univOreims.fr

UMR$INRA$1145$GENIAL,$Agro$Paris$Tech$:$Génie$Industriel$Alimentaire$UMR$INRA$614$FARE,$URCA$:$Fractionnement$des$AgroERessources$et$EnvironnementUMREINERIS$02$SEBIO,$URCA$:$Stress$Environnementaux$et$BIOsurveillance$des$milieux$aquatiques

Glossaire

EA$4297$TIMR,$UTC$:$Transformations$Intégrées$de$la$Matière$Renouvelable,$Université$de$Technologie$Compiègne

FRE$CNRS$3580$GEC,$UTC/UPJV$:$Génie$Enzymatique$et$CellulairePlateau$MOBICYTE,$URCA$:$Plateau$technique$MOBIle$en$CYTométrie$EnvironnementaleUMR$CNRS$7312$ICMR,$URCA$:$Institut$de$Chimie$Moléculaire$de$ReimsUMR$CNRS$7314$LRCS,$UPJV$:$Laboratoire$de$Réactivité$et$Chimie$des$Solides

EA$4038$LGPM,$CentraleSupélec$:$Laboratoire$de$Génie$des$Procédés$et$Matériaux

EA$4695$LISM,$URCA$:$Laboratoire$d’Ingénierie$et$Sciences$des$MatériauxEA$4707$URVVC,$URCA$:$Unité$de$Recherche$Vignes$et$Vins$de$ChampagneESCOM$:$Ecole$Supérieure$de$Chimie$Organique$et$MinéraleFRE$CNRS$3498$EDYSAN,$UPJV$:$Ecologie$et$Dynamique$des$Systèmes$AnthropisésFRE$CNRS$3517$LG2A,$UPJV$:$Laboratoire$de$Glycochimie,$des$Antimicrobiens$et$des$Agroressources

Chaire$ABI$Agro$Paris$Tech$:$Chaire$AgroEBiotechnologies$Industrielles$d'Agro$Paris$TechEA$3795$GEGENAA,$URCA$:$Groupe$d’Etude$des$Géomatériaux$et$Environnements$Naturels,$Anthropiques$et$ArchéologiquesEA$3900$BIOPI,$UPJV$:$Biologie$des$Plantes$et$Innovation

EA$4682$LRN,$URCA$:$Laboratoire$de$Recherche$en$NanosciencesEA$4694$GRESPI,$URCA$:$Groupe$d’Etudes$en$Sciences$Pour$l’Ingénieur

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Crédits!photographiques!

Les!photographies!présentées!sur!la!couverture!et!au!dos!du!Livret!des!J2C2!ont!été!mises!à!disposition!par!la!Photothèque!du!CNRS!et! sont! issues!d’une! exposition! réalisée!par! le!CNRS,! en!partenariat!avec! la!RATP!et!intitulée! «!Le! monde! en! équations!»! (présentée! du! 8! Janvier! au! 8! Mars! 2014).! Crédits! à! Nathalie!Lambert/CNRS!Photothèque.!

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La# SFR# Condorcet# (FR# CNRS# 3417)# est# une# Structure# Fédérative# de# Recherche# dans# le# domaine# des# agro?ressources,# de# l’environnement# et# du# développement# durable.# Elle# regroupe# 23# équipes# de# recherche#publiques# et# privées,# soit# plus# de# 500# professionnels# de# la# recherche,# localisées# en# Champagne?Ardenne,#Picardie,#Nord?Pas?de?Calais#et#Wallonie#(Belgique).##www.sfr?condorcet.fr#