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Enseignement scientifique et technique - BIOTECH_UE_MIFEX : Mise en œuvre de micro-organismes : fermentation et simulation

Domaine > Département Sciences et Procédés des Aliments et Bioproduits, Domaine Ingénierie des aliments, biomolécules et énergie, Domaine Ingénierie et santé : homme, bioproduits, environnement.

Descriptif

La production de biomolécules d’intérêt (acides organiques, acides aminés, alcools...) ou de biomasse (ferments) par voie microbienne, à destination des industries de l'agro-alimentaire, de la pharmacie ou de la chimie verte, nécessite de concevoir et de maîtriser la conduite des unités de fermentation adaptées aux objectifs de production.
La mise en oeuvre pratique des fermentations, en s'appuyant sur l'utilisation de capteurs appropriés, et la simulation des cinétiques de fermentation permettent d'améliorer la compréhension des transformations microbiennes et d’identifier des leviers d'action pertinent pour la conduite du bioprocédé et la maximisation de ses performances.

Objectifs pédagogiques

L’objectif de cette UC est de former les étudiants à la conception, la mise en place et la conduite maîtrisée d’un procédé de fermentation, ainsi que sa simulation avec des logiciels appropriés, en vue de la production d'un métabolite d’intérêt industriel ou de biomasse microbienne.
Ce module permettra de compléter et de concrétiser au laboratoire les connaissances acquises au cours de différentes UC Biotech (ex : ProDi, FAMI). Il sera mené en parallèle de l'UC StratEx (qui propose d'étudier des procédés d'extraction adaptés à la récupération des produits d'intérêt en aval de la fermentation ou couplés au bioprocédé).
En plus des travaux expérimentaux et du traitement de données, des outils de simulation seront mis en oeuvre lors du module pour comprendre les phénomènes et évaluer les leviers d'amélioration des performances du bioprocédé.

48 heures en présentiel
réparties en:
  • CM : 3
  • Evaluation : 3
  • TP : 30
  • TD : 12
  • Travail personnel : 10

10 heures de travail personnel estimé pour l’étudiant.

effectifs minimal / maximal:

4/10

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

Domaine disciplines/enjeux/objets

Agro-Alimentaire, Biologie, Objet d'étude, Bioéconomie (enjeux), Economie circulaire, Microorganisme, Biotechnologies, Microbiologie, Modélisation, Génie des procédés, Production, Fermentation, Changement d'échelle, Valorisation non-alimentaire.

Domaine Université Paris Saclay

GS BIOSPHERA.

Pour les étudiants du diplôme Accueillis cursus ing 2e et 3e année (erasmus et école)

Connaissances et savoir-faire en microbiologie (ex : manipulation stérile, principales fonctionnalités microbiennes d'intérêt).
Il est préférable (mais pas indispensable) d'avoir déjà réalisé une fermentation en bioréacteur.

Pour les étudiants du diplôme Ingénieur AgroParisTech

Connaissances et savoir-faire en microbiologie (ex : manipulation stérile, principales fonctionnalités microbiennes d'intérêt, via UC FAMI).
Il est préférable (mais pas indispensable) d'avoir déjà réalisé une fermentation en bioréacteur (ex : UC de 2ème année, UC ProDi ou UC ProMi de 3ème année).

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme MASTER - BIOLOGIE INTEGRATIVE ET PHYSIOLOGIE

Pour les étudiants du diplôme Accueillis en master (erasmus et autres prog.)

Pour les étudiants du diplôme Ingénieur AgroParisTech

Vos modalités d'acquisition :

Rendus finaux sous forme d'un (ou plusieurs) compte-rendus écrits (Word et/ou Excel) et d'une soutenance orale finale.

Evaluation par les enseignants de l’implication de chaque étudiant dans les recherches bibliographiques, la mise en place et la conduite des TP et des TD de simulation, l’interprétation des résultats, la rédaction du(des) compte-rendus et l’exposé oral du travail.

L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 2 ECTS

Le coefficient de l'UE est : 2

Pour les étudiants du diplôme Accueillis cursus ing 2e et 3e année (erasmus et école)

Vos modalités d'acquisition :

Rendus finaux sous forme d'un (ou plusieurs) compte-rendus écrits (Word et/ou Excel) et d'une soutenance orale finale.

Evaluation par les enseignants de l’implication de chaque étudiant dans les recherches bibliographiques, la mise en place et la conduite des TP et des TD de simulation, l’interprétation des résultats, la rédaction du(des) compte-rendus et l’exposé oral du travail.

L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 2 ECTS

Le coefficient de l'UE est : 2

Programme détaillé

Cette UE sera principalement basée sur des travaux expérimentaux et le traitement des données obtenues, ainsi que sur des travaux de simulation de bioprocédés utilisant des logiciels développés lors de travaux de recherche. Au préalable, des cours comportant des exemples applicatifs seront proposés. Des travaux dirigés, encadrés par les enseignants, permettront aux étudiants de définir la stratégie expérimentale à mettre en oeuvre, puis de traiter les données expérimentales obtenues.

Les étudiants seront répartis en binômes ou trinômes (selon l'effectif) et travailleront de façon partiellement autonome, avec les enseignants responsables.
Chaque groupe aura à sa disposition un bioréacteur de laboratoire (1 à 5L) instrumenté par des capteurs, et un accès (partiel) aux techniques analytiques du laboratoire (chromatographie, microscopie, cytométrie en flux…) et aux logiciels nécessaires aux traitements des données et à la simulation de bioprocédés.

Les étudiants devront dédier un temps important à l'analyse des résultats, leur interprétation en regard de la bibliographie et à la rédaction des conclusions des expérimentations menées.

Mots clés

bioprocédés, fermentation, cinétiques, simulation, molécules d'intérêt, micro-organismes, métabolites, état cellulaire

Méthodes pédagogiques

cours avec exemples d'applications, recherches bibliographiques, travaux dirigés, travaux pratiques

Support pédagogique multimédia

Oui

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