2021 (10) : "Valorisation des sous-produits de l’industrie agroalimentaire par processus fermentaire" (thèse de Justine Godard)

Sa thèse sur theses.fr
Texte intégral de la thèse sur HAL

• Direction de thèse : Yann DEMARIGNY

• Financement : Terra Isara

• Partenaires :

 • Ecole Doctorale d’inscription : EDISS


L’agroalimentaire, du fait des procédés de transformation mis en œuvre, génère annuellement de grandes quantités de déchets organiques. Ces produits constituent une double perte pour les entreprises de ce secteur. Rarement valorisées, il faut en plus s’assurer de leur retraitement afin d’en réduire l’incidence environnementale. Les filières de retraitement actuelles fonctionnent sur la méthanisation ou le compostage. Pourtant, la composition organique de ces rejets doit permettre d’envisager d’autres possibilités de valorisation. En effet, dans le cas des produits végétaux, l’usage dirigé des processus fermentaires peut constituer une voie d’avenir à explorer.

Le schéma général d’évolution des matières végétales par fermentations spontanées, à l’état naturel, passe par la succession de différentes microflores. Les technologies actuelles – le vin, le pain, la choucroute, etc. – exploitent une partie de ces flores à des fins alimentaires. Par exemple, les bactéries lactiques pour la choucroute ou les flores acétiques pour le vinaigre. Cependant, à quelques rares exceptions près (le cacao), les fermentations sont réalisées à l’aide d’une seule population microbienne, sélectionnée pour les besoins productifs. Cela conduit à générer, à côté des produits recherchés, de nouveaux déchets à plus ou moins forte charge organique.

Dans le cadre du projet Terra Isara, nous nous proposons de nous inspirer de l’approche développée par Mickael Braungart (« cradle to cradle ») pour revaloriser en cascade les sous-produits de l’agroalimentaire. Il ne s’agira plus de raisonner un déchet organique sur la base d’une seule fermentation ; mais en intégrant une approche dynamique (commensale) de différentes flores microbiennes successives, chacune contribuant à générer des composés organiques d’intérêt (molécules chimiques – éthanol, acides, etc. -, enzymes, composés aromatiques, nouveaux aliments par exemple). Ainsi à chaque étape, de nouveaux composés utilisables en technologie alimentaire (ou non) seront générés pour être proposés à différents clients. Mais en outre, un tel procédé permettrait de réduire progressivement la charge organique des nouveaux déchets engendrés. Il y a donc création de valeur successive tout en réduisant l’impact environnemental pour obtenir en bout de chaîne une quantité de déchets non valorisables très faible. D’autant que, nous essaierons de réduire la part d’eau consommée d’étape en étape de fermentation.

Le travail que nous souhaitons engager va intégrer la recherche des consortia microbiens optima pour chaque étape et en intégrant l’étape suivante suivant les matières organiques proposées. Par ailleurs, nous essaierons de prendre en compte deux aspects importants afférents au processus fermentaire : la récupération de la chaleur résultant de la fermentation et l’utilisation d’une approche statistique innovante pour piloter et prédire le comportement de l’ensemble du système (approche bayésienne).

Le projet Terra Isara s’inscrit dans un objectif de revalorisation des déchets, de réduction des pertes et de réflexion d’une intégration toujours plus poussée de l’agroalimentaire dans le développement durable, ce qui correspond tout à fait aux attentes de la dernière COP21. Il s’agit d’un projet extrêmement innovant, tant par son approche intégrée des écosystèmes microbiens, que par l’originalité des méthodes envisagées pour y parvenir.