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Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement

Diane Plouchart soutiendra sa thèse de doctorat le mercredi 11 avril 2018

Lieu et heure :

LBE, 10h00

Titre des travaux :

Coalescence expérimentale des communautés microbiennes dans des digesteurs anaérobies

Ecole doctorale :

École doctorale GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Portée par l’Université de Montpellier

Composition du jury
  • Marie-Agnès Champomier Vergés, DR, INRA MICALIS Jouy-en-Josas, Rapporteur
  • Marie-Noëlle Pons, DR, Université de Lorraine CNRS LRGP Nancy, Rapporteur
  • Benoît Jaillard, DR, INRA Eco&Sols Montpellier, Examinateur
  • Jérôme Hamelin, DR, INRA LBE Narbonne, Directeur de thèse
  • Kim Milferstedt, CR, INRA LBE Narbonne, Invité
Résumé des travaux

La digestion anaérobie est un procédé biologique effectué par un réseau complexe et synergique de communautés microbiennes permettant la dégradation de matière organiques comme les déchets agricoles ou les effluents de station d'épuration en biogaz, un gaz valorisable en énergie. Les mécanismes influençant les communautés microbiennes au cœur de ce procédé mais aussi dans la nature restent incompris du fait de la faible compréhension de leur dynamique. Les objectifs de ce projet visent à donc développer un système de digestion anaérobie permettant de mieux comprendre la dynamique de l'assemblage des communautés microbiennes. Ainsi un nouveau procédé de réacteurs en continu dont les fonctions d'alimentation de soutirage et de dégazage sont automatisées a été développé. L'automatisation et le multiplexage des réacteurs permettent la manipulation de 30 réacteurs en continu en parallèle. Outre l'automatisation ce système, de nombreux paramètres sont flexibles comme le taux de charge (une fois par minute jusqu'à une condition batch), le volume de réacteur (50 à 200mL), la température (pièce -55°C), mais aussi l'utilisation du système en aérobie ou l'implémentation d'autres outils comme des LEDs pour les cultures phototrophes. Capable de quantifier précisément la performance d'un écosystème méthanogène, ce système nous a permis de tester la structure et la performance d'écosystèmes méthanogènes mis en mélanges et testés de façon individuelle. En mélangeant des écosystèmes méthanogènes différents, la diversité des Archées a augmenté transitoirement. Une corrélation est d'ailleurs observée entre la diversité de ces communautés mélangées et leur performance méthanogène, seulement à même diversité les communautés individuelles ont un meilleur fonctionnement. L'assemblage de certaines communautés mélangées a pourtant permis une meilleure production de méthane que les communautés individuelles, ce qui suggère le développement d'interactions spécifiques de ces communautés. De façon nouvelle par rapport à la littérature, la majorité des communautés bactériennes individuelles sont retrouvées dans les communautés mélangées. Soit contrairement à l'idée d'une sélection d'une communauté plus adaptée ou plus fonctionnelle, ici la majorité des communautés se sont implantées. Ces expériences suggèrent qu'un paramètre tel que la fonctionnalité d'un bioprocédé peut-être amélioré par bioaugmentation.