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Mercredi 18 novembre 2015 : Thèse de Coline Loustaunau

"Modélisation de la croissance et de la production de thiolutine par Saccharothrix algeriensis en fermenteur batch"

La soutenance de Thèse se déroulera le Mercredi 18 novembre 2015 à 10h en salle des Thèses : Campus INP-ENSIACET

- Intitulé soutenance de Thèse :

  • "Modélisation de la croissance et de la production de thiolutine par Saccharothrix algeriensis en fermenteur batch"

- Jury :

  • Xuan MEYER, Laboratoire de Génie Chimique (INP-ENSIACET), Directrice de thèse
  • Florence MATHIEU, Laboratoire de Génie Chimique (INP-ENSAT), Directrice de thèse
  • Cédric BRANDAM, Laboratoire de Génie Chimique (INP-ENSIACET), Encadrant
  • Daniel GOUJOT, UMR Génial (AgroParisTech), Encadrant
  • Stéphane DELAUNAY, Laboratoire des réactions et Génie des procédés (Université de Lorraine), Rapporteur
  • Jean-Michel RENEAUME, Laboratoire de thermique, énergétique et procédés (ENSGTI), Rapporteur
  • Caroline STRUB, UMR Qualisud (Polytech Montpellier), Examinatrice
  • Olivier BAUDOUIN, ProSim, Examinateur

- Mots Clefs :
Saccharothrix algeriensis, Modélisation stœchio-cinétique, métabolisme secondaire, cinétiques macroscopiques, dithiolopyrrolones, actinomycètes

- Résumé de la thèse :
Saccharothrix algeriensis est une bactérie filamenteuse capable de produire différentes molécules de la famille des dithiolopyrrolones présentant des activités antibiotiques et anticancéreuses. Ce travail porte sur l’analyse macroscopique et la modélisation du comportement dynamique de cette bactérie en vue de concevoir et d’optimiser un procédé de bioproduction de thiolutine. Les expériences menées en fermenteur de deux litres ont permis de décrire le comportement macroscopique de Sa. algeriensis. Sur substrat mixte (extrait de levure et glucose), la bactérie présente une croissance diauxique. La production de thiolutine, découplée de la croissance, est provoquée par l’épuisement du substrat préférentiel (extrait de levure). L’analyse des bilans carbone, azote et rédox nous a conduit à considérer deux phénomènes physico-chimiques qui n’étaient pas pris en compte dans le modèle proposé par Strub (2008) : l’entrainement de l’ammonium dans la phase gazeuse et l’adsorption des ions ammonium et des acides aminés sur la biomasse. Les données réconciliées sur la base des bilans élémentaires sont utilisées comme support pour la construction d’un modèle stœchio-cinétique. Différentes approches de modélisation des cinétiques et de représentation des bascules métaboliques ont été testées afin de retenir un schéma stœchio-cinétique apparent cohérent avec les données réconciliées. Cette étape de discrimination a été réalisée à l’aide de la toolbox ExOptim, développée en partenariat avec AgroParisTech. Cet outil, alliant une méthode d’optimisation robuste tout en limitant les temps de calcul, permet de prendre en compte les erreurs de mesure dès la mesure initiale et de reparamétrer indépendamment les paramètres du modèle et les données expérimentales. Les cinétiques réactionnelles sont représentées de manière satisfaisante par l’association du modèle de Monod et la loi logistique. Les seize paramètres du modèle sont identifiés sur sept expériences indépendantes. Le modèle finalement obtenu est ensuite testé sur cinq nouvelles expériences aux conditions initiales différentes. Ce modèle permet de prédire raisonnablement les cinétiques de croissance et de production de thiolutine. Toutefois, son utilisation reste limitée à des conditions initiales proches de celles de cette étude.