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Transformations et Agro-ressources

Transformations et Agro-ressources (UP 2018.C103)

Les recherches menées dans les deux entités fusionnantes concernent principalement la valorisation alimentaire et non alimentaire des agro-ressources.

L’équipe PETALES va s’attacher à caractériser les agro-ressources au cours de leur transformation et l’impact de ces transformations sur l’homéostasie intestinale à la suite d’une exposition précoce.

L’équipe VAM²IN a comme objectif d’étudier les relations structures /fonctionnalités des matériaux et produits bio-sourcés pour leur utilisation non alimentaire.

projet scientifique

historique de l'unité

L’Unité Transformation et Agro-ressources est sous tutelle de UniLaSalle, école d’ingénieurs dans les sciences de la Terre, du vivant et de l’environnement, qui a été créé en janvier 2016, de la fusion entre l’Institut Polytechnique LaSalle à Beauvais et de l’ESITPA à Rouen.

Cette Unité regroupe les enseignants-chercheurs de l’ancienne Unité EGEAL (Expression des gènes et régulation épigénétique par l’aliment) de Beauvais, de l’axe 2 de l’ancienne Unité AGRI’TERR (Agro-écologie des territoires) à Rouen, et d’enseignants-chercheurs jusque-là non associés à ces anciennes unités (comme par exemple des enseignants-chercheurs de l’IUT de Béthune).

Le programme de l’unité porte sur la transformation et la valorisation de la plante entière dans une perspective de développement durable, depuis l’étude des mécanismes de leur construction jusqu’à l’étude de leurs propriétés et fonctionnalités lors de leur utilisation finale que celle-ci soit à vocation alimentaire et/ou à vocation non alimentaire. Cette unité est scindée en 2 équipes :

– Equipe PETALES : Transformations à vocation alimentaire et effets santé ;
– Equipe VAM2IN : Transformations à vocation non alimentaire.

Evaluation officielle HCERES

équipe PETALES (Procédés Et Transformations Alimentaires et Effets sur la Santé)

Dans le cadre de l’utilisation des matières premières agricoles au cours d’un procédé agroalimentaire quel qu’il soit, les étapes majeures de transformation sont susceptibles de modifier les assemblages moléculaires présents initialement en générant potentiellement des nouvelles structures/assemblages et/ou de nouveaux composés, absents du produit à l’origine (i.e. composés néoformés). L’ensemble de ces structures/molécules transitent avec ou sans modifications à travers le tractus digestif où elles peuvent exercer leurs effets. Aussi, afin d’appréhender ces effets santé dans le cadre de notre projet scientifique, nous avons mis en place des outils et méthodes visant à :

1 – Caractériser les agro-ressources au cours de leur transformation

Il est nécessaire de mieux prendre en compte la qualité des matières premières initiales retenues mais aussi d’avoir une meilleure maitrise des procédés mis en œuvre. Nous évaluons les effets des traitements thermiques de la matrice alimentaire en caractérisant et quantifiant, majoritairement, les composés néoformés apparaissant au cours de cette étape de transformation : (i) Caractériser l’impact potentiel d’autres types de transformation de la matrice alimentaire ; (ii) Déterminer les facteurs de variabilités de la composition des matières premières non transformées ; (iii) Mettre en œuvre de nouvelles dimensions de caractérisation permettant d’appréhender des changements de structure/conformation chez les bio-polymères présents.

2 – Etudier la transformation des agro-ressources sur l’homéostasie intestinale à la suite d’une exposition précoce

La mise en place et le maintien de l’homéostasie intestinale est un élément majeur pour la santé et l’impact positif comme négatif de la consommation d’aliments que ceux-ci aient subi ou non une transformation est un objet d’étude de notre équipe. Nous évaluons donc l’impact des assemblages issus de la transformation et/ou des composés néoformés sur la mise en place et le maintien de l’homéostasie intestinale. Dans ce cadre, la compréhension des effets biologiques, des mécaniques moléculaires et cellulaires et la mesure de leurs impacts potentiels se fondent sur la mise en œuvre de modèles in vivo et in vitro.

Nous nous attachons à : (i) Evaluer l’impact des procédés de transformation thermique et/ou athermique sur les assemblages moléculaires/molécules et leurs fonctionnalités technologiques, organoleptiques, sanitaires et nutritionnelles ; (ii) Déterminer l’origine et l’impact de la variabilité des matières premières sur les modifications observées au cours de la transformation ; (iii) Etablir les conditions pour que ces molécules affectent le comportement des différentes cellules présentes au niveau de la sphère intestinale (test de viabilité, croissance, différenciation, expression génique, expression de marqueurs épigénétiques sur des cultures et co-cultures de cellules in vitro) ; (iv) Estimer l’impact de ces molécules sur l’homéostasie intestinale (modèles animaux, caractérisation des réponses physiologiques et moléculaires à une exposition aux molécules étudiées).

équipe VAM²IN (Valorisation des Agro-ressources en Molécules et Matériaux INnovants)

Aujourd’hui, les industriels sont incités à développer des matériaux innovants, plus respectueux de l’environnement et de la santé, dans un contexte économique et réglementaire contraint. Pour répondre à ces attentes, l’utilisation de coproduits de l’agriculture comme matières premières végétales constitue une alternative intéressante du fait de leur abondance et de leur caractère renouvelable. Dans ce contexte, l’équipe contribue à la valorisation de la plante cultivée dans le cadre d’une approche intégrée pour le développement des territoires. L’approche cible la valorisation non alimentaire des agro-ressources par leur transformation en matériaux et la production de molécules d’intérêt en vue d’applications ultérieures, au sein de filières innovantes pour conforter le développement de la bio-économie sur la base des compétences de la nouvelle équipe constituée et de ses partenaires.

1 – Construction et fonctionnalisation de nouveaux matériaux bio-sourcés

Les activités de recherche menées contribuent à la compréhension des mécanismes d’assemblages des biopolymères extraits des ressources et co-produits agricoles, intervenant dans les processus d’élaboration de matériaux. L’objectif est de contrôler la structure, les fonctionnalités et la durabilité des matériaux en exploitant au mieux les spécificités intrinsèques des biopolymères et en intégrant au besoin de nouvelles technologies (extrusion, RMX, compression à injection de vapeur, ozonation…) dans des procédés d’élaboration des assemblages spécifiques à ces matériaux bio-sourcés. Les interactions entre les constituants et les interfaces sont des points clé de la compréhension de ces nouveaux assemblages (relation structure /propriétés).

Nous nous focalisons particulièrement sur : (i) le rôle de la composition et de la structure des agro-ressources dans les caractéristiques des agromatériaux après leur mise œuvre ; (ii) l’impact des procédés de traitement et des propriétés intrinsèques de la matière première végétale sur les assemblages moléculaires et leurs fonctionnalités (interactions chimiques, physico-chimiques, performances physiques et affinités préférentielles). Ces approches expérimentales seront associées à des travaux de modélisation statistique.

2 – Déconstruction des agro-ressources pour la production de produits bio-sources

Ces recherches visent à mieux caractériser et à étudier les phénomènes de déconstruction des différentes fractions (assemblages polymériques natifs et/ou transformés) de la biomasse végétale afin de maîtriser et optimiser notamment la production d’énergie et/ou de molécules d’intérêt de type synthons (intermédiaires réactionnels pour les réactions de chimie verte).

Les travaux de recherche visent à proposer l’élucidation du lien entre les interactions des propriétés structurelles de la biomasse lignocellulosique et son aptitude à la déconstruction par des prétraitements (physico-chimiques, thermiques, mécaniques, …) performants mettant en oeuvre peu ou pas de réactifs chimiques. Les prétraitements envisagés doivent (et devront) en effet être respectueux de l’environnement.

La déconstruction des agro-ressources peut également revêtir différents aspects avec l’étude de la biodégradabilité des nouveaux assemblages mais également la valorisation de molécules obtenues par processus de dégradation biologique.

acteurs

membres de l'unité
Equipe 1 : Procédés Et Transformations Alimentaires et Effets sur la Santé (PETALES)

Animateur : AUSSENAC Thierry

Co-animateur : BARBEZIER Nicolas

 

Equipe 2 : Valorisation des Agro-ressources en Molécules et Matériaux INnovants (VAM2IN)

Animateur : LEBLANC Nathalie

Co-animateur : RIBEIRO Thierry

 

 

Membres associés (IUT d’Artois – Béthune) :

Directeur de l’unité : AUSSENAC Thierry

Directeur adjoint de l’unité : LEBLANC Nathalie

doctorants
Doctorants :
  • SAKR Nada (2016 – 2020) : Caractérisation des variétés de blés tendres libanais : caractérisations agronomique, biochimique et technologique.
  • HEGDE Vikas (2016 – 2018) : projet régional TIGRE (STructures composItes à fibres et GRranulats vEgétaux), Elaboration d’un matériau d’âme pour composites à base de granulats végétaux thermopressés.
  • ZMAMOU Hafida (2016 – 2019) : projet ADEME PIA2 DIVA (Démonstrateurs Industriels Valorisant des Agro-résidus en éco-construction et bio-rénovation).
  • BACOUP Feriel (2017 – 2019) : projet INTERREG VA France (Manche) Angleterre SB&WRC (Sustainable Bio&Waste Resources for Construction).
  • GUIBOURDENCHE Marion (2017 – 2020) – UPJV (Amiens) : Impacts d’un pesticide (CPF) et d’un régime obésogène sur la programmation fœtale et la survenue de l’obésité des troubles métaboliques : approche in-vivo et in-vitro.
  • HERNANDEZ SHEK Manuel Alejandro (2017 – 2020) – Thèse CIFRE en Co-direction UTC / UniLaSalle – André PAUSS (UTC) et Thierry RIBEIRO (UniLaSalle) : Identification des conditions optimales d’opération d’un PROcédé de MÉThanisation de sous-produits Agricoles par voie Sèche, en COntinu et en COuloir (PROMETSCO).
  • COUTU Arnaud (2017 – 2020) – Thèse FEDER/SIAAP en Co-direction UTC / UniLaSalle – André PAUSS (UTC) et Thierry RIBEIRO (UniLaSalle) : Valorisation de fumiers équins et de boues de stations d’épuration d’eaux résiduaires en mélange par méthanisation  (VALOEQUIBOUE).
  • MERCIER-HUAT Maël (2018 – 2021) – Thèse CIFRE en Co-direction UTC / UniLaSalle – André PAUSS (UTC) et Thierry RIBEIRO (UniLaSalle) : Méthanisation de sous-produits conchylicoles en réacteurs pilotes et de laboratoire (METHACOQUE).
Thèses soutenues :
  • ANCELLET Laure (13 octobre 2017) – UPJV (Amiens) : Etude de l’effet d’un procédé d’enrichissement en vitamine D par lumière pulsée sur la qualité d’un ingrédient.
  • PEROT Maxime (03 octobre 2017) – UPJV (Amiens) : Mise en place et validation de stratégies nutritionnelles visant à réduire le risque de réponses allergiques.
  • GOZE Perrine (11 juillet 2016) – UTC (Compiègne) : Ozonation des grains de blé tendre : étude de l’oxydation des constituants biochimiques majeurs.
  • HELOU Cynthia (17 décembre 2014) – AgroParisTech (Paris) : Teneur en produits de Maillard dans le pain en fonction de la qualité de la matière première et du procédé de panification. Effets des mélanoïdines du pain sur le microbiote intestinal.
  • LOAEC Gregory (27 juin 2014) – UPJV (Amiens) : Développement de méthodes analytiques pour l’analyse de l’acrylamide et de la CML dans la chicorée torréfiée ainsi que de leur acide aminé précurseur dans la racine de chicorée. Évaluation de moyens de réduction de ces deux composés néoformés par sélection variétale et choix de conduite agricole.
  • AL AMIR Issam (03 décembre 2013) – UTC (Compiègne) : Effet du traitement Thermique des Aliments sur la Modulation de l’inflammation digestive.

projets

projets en cours
  • Projet Ozone2020 (2016-2022)

L’ozone dont l’efficacité a été démontrée dans diverses applications industrielles est encore peu utilisé dans le secteur agro-industriel. Or, l’exigence sanitaire croissante impose une amélioration continue des modes de préparation des aliments. Le projet FUI Ozone 2020 s’inscrit dans cette dynamique, en anticipant et répondant aux enjeux clés de la qualité/sécurité alimentaire. Reposant sur un modèle partenarial unissant différents spécialistes académiques/industriels (Actalia, Bonduelle, Etia, Suez Environnement, UniLaSalle) le projet Ozone 2020 vise le développement et le déploiement de deux applications pour réduire la contamination biologique des produits d’origine végétale. Ce projet cible dans un premier temps les produits secs divisés et les végétaux crus prêts à l’emploi.

Contact : Thierry AUSSENAC

  • Projet IMPALA (2017-2020)

Impacts d’un pesticide (CPF) et d’un régime obésogène sur la programmation fœtale et la survenue de l’obésité des troubles métaboliques : approche in-vivo et in-vitro. Projet coordonné par le Laboratoire PERITOX_INERIS  EA 4285 UMI 01 de l’UPJV et soutenu par différents financements régionaux.

Contact : Pauline ANTON

  • Projet CapsAntiOx (2016-2019)

Microencapsulation de molécules antioxydantes pour l’enrichissement des produits alimentaires. Projet coordonné par l’Unité BMBI de l’UTC, soutenu par un financement du Conseil Régional des Hauts de France. UniLaSalle est un partenaire.

Contact : Pauline ANTON

  • Projet NEONAL (2013-2016)

Effets des composés néoformés et des pesticides chez le nourrisson sur le développement des Allergies. Projet mené en partenariat avec  le  Laboratoire PERITOX_INERIS  EA 4285 UMI 01 et la plateforme ICAP de l’UPJV, soutenu par un financement du Conseil Régional de Picardie. UniLaSalle en est le pilote.

Contact : Carine DELAYRE-ORTHEZ

  • Projet TIGRE (2016-2018)

Projet régional et FEDER Région FEDER (STructures composItes à fibres et GRranulats vEgétaux : Ce projet ambitionne d’utiliser des agroressources en remplacement d’une partie des matériaux issus du pétrole ou des matériaux dont la production nécessite une haute consommation énergétique est une option très prometteuse pour lutter contre la raréfaction des ressources pétrolières, la pollution environnementale par les matériaux plastiques et les changements climatiques.

Partenaires : LOMC UMR 6294 CNRS; Analyses et surface – Laboratoire Eric Beucher.

Contact : Nathalie LEBLANC

  • Projet INTERREG VA France (Manche) Angleterre SB&WRC (2017-2019)

Ce projet développera de nouveaux prototypes isolants thermiques pour le secteur de la construction, en utilisant des matières premières biosourcées et issues des déchets.

Partenaires : Nomadéis Le Havre (Nomadéis) ; Ecole Supérieure d’Ingénieur des Travaux de Construction de Caen (ESITC Caen) ; University of Bath (UBath) ; University of Brighton (UoB) ; Construction 21 (C21) ; Veolia Propreté Nord normandie (Véolia PNN) ; Alliance for Sustainable Building Products (ASBP)

Contact : Richard GATTIN

  • Projet Région FEDER MACHI (2017-2018)

Ce projet MACHI (MAtériaux et CHIralités) vise à préparer les matériaux du futur en anticipant le besoin d’homochiralité dans les différents secteurs allant des matériaux moléculaires aux matériaux macromoléculaires. Les secteurs pharmaceutiques et biologiques ont d’ailleurs déjà mis en évidence la nécessité de répondre à ce besoin.

Partenaires : Université de Rouen (SMS, AMME-LECAP, PBS-MPBM)

Contact : Nathalie LEBLANC

  • Projet AAP ADEME GRAINE ECO-TERRA (2017-2020)

Développement d’ECO-matériaux en TERRe-Allégée pour des constructions écologiques performantes : Comprendre les liens entre la variabilité des constituants (granulats végétaux et terres) d’un béton de terre allégé par des agro-ressources  et les propriétés physiques des mélanges, pour valoriser des ressources de différents territoires. Les impacts environnementaux seront quantifiés (ACV).

Partenaires : ECO-PERTICA ; UniLaSalle ; Université Bretagne Sud, labo LIMAT ;  Chanvriers en circuit court ; IFSTTAR Bougenais ; CEREMA ; ARPE ; LCDD

Contact : Hélène LENORMAND

  • Projet FEDER OLCO (2016-2019)

Le projet OLCO (Optimisation Lin Composite) vise à développer les connaissances fondamentales sur les relations entre la qualité et les propriétés des agroressources  et à développer et optimiser les caractérisations des rubans de fibres de lin de la LSM en  réponse aux besoins du marché lin composite.

Partenaires : Linière de Saint Martin.

Contact : Nathalie LEBLANC

Projet VALOEQUIBOUE (2018-2022)

Le projet VALOEQUIBOUE – VALOrisation de fumiers EQUIns et de BOUEs de stations d’épuration d’eaux résiduaires en mélange par méthanisation, est porté par UniLasalle, l’Université de Technologie de Compiègne et le SIAAP-DDP et s’inscrit dans le cadre du programme MOCOPEE MOdélisation, Contrôle et Optimisation des Procédés d’Épuration des Eaux, 2ème phase (2018-2022).

La digestion anaérobie de fumiers équins couplés à la digestion anaérobie de boues de STEP est un enjeu majeur pour valoriser ces ressources. Cette méthanisation de fumiers équins et boues de STEP en mélange, appelée co-digestion, présente un fort potentiel de production de biogaz et une forte valeur ajoutée au niveau énergétique, agronomique et économique. Le projet se décompose en plusieurs tâches réalisées dans le cadre de la thèse  d’Arnaud COUTU : i) prétraitement des fumiers équins par ozonation et autres technologies innovantes en vue d’améliorer la digestion anaérobie ; ii) biodégradation par digestion anaérobie en voie humide des fumiers de cheval ; iii) définition des paramètres opératoires (temps de séjour hydraulique, température, agitation, charge appliquée, réacteur unique ou séquencé, …) ; iv) codigestion avec boues de station d’épuration et éventuellement autres ressources.

Contatc : Thierry RIBEIRO

  • Projet ELEMENTA (2014-2017)

Étude de l’effet d’un procédé d’enrichissement en vitamine D par un traitement innovant sur la qualité d’un ingrédient. Ce programme de recherche vise à obtenir un nouvel ingrédient enrichi en vitamine D par traitement UV confidentiel. L’objectif est de caractériser l’impact de ce traitement sur des matières premières alimentaires de consommation courante et de permettre, postérieurement, une autorisation de mise sur le marché. Nous travaillons sur de nouvelles matières premières, pour lesquelles le procédé doit encore faire ses preuves afin de les enrichir en vitamine D et de limiter la formation de composés néoformés indésirables.

Contact : Céline NIQUET-LERIDON

  • Projet ProtAlSafe (2013-2017)

Le projet ProtAlSafe est un projet FUI labellisé par les pôles de compétitivité IAR et Valorial avec le soutien du CRITT Santé Bretagne, porté par la société Guaranteed Gluten Free (GGF) et associant plusieurs partenaires : ABCD Nutrition, Biofortis, l’unité BIA du centre INRA Angers-Nantes et l’unité EGEAL. Ce projet collaboratif d’un montant de 3,7 millions d’euros a démarré en janvier 2014 pour une durée de 3 ans et a pour objectif l’amélioration des conditions de vie des malades cœliaques par une approche nutritionnelle validée et brevetée, constituée de produits sans gluten associés à des liants polymériques et des symbiotiques. Une évaluation préclinique porte sur des paramètres inflammatoires, des caractéristiques physiopathologiques et sur le microbiote intestinal. Elle est complétée par une étude clinique visant à valider l’efficacité de la solution nutritionnelle dans la maladie cœliaque et ses qualités organoleptiques auprès des patients.

Contact : Carine DELAYRE-ORTHEZ

  • Projet Régional LIPS (2015-2017)

(Lutte Intégrée pour la protection et la qualité sanitaire des plantes) : 2 thèses en cours sur les thématiques suivantes : « Ecoproduction et valorisation du lin:  écoproduction contre Fusarium oxysporum et impact sur les propriétés des agromatériaux » et « La caractérisation des matières organiques exogènes : effets sur la stabilité des formes de carbone dans les sols agricoles. »

Partenaires : EA 4358 GlycoMev Université de Rouen.

Contact : Richard GATTIN

  • Projet Equipement Chaire AMBIOS et Msc AgRs, logistics & Biobased Materials (2017-2021)

Acquisition d’équipements de haute technologie correspondant à la première phase de création de la chaire «AgroRessources & Matériaux BioSourcés pour le Bâtiment». L’objectif étant d’associer des entreprises de l’amont (gérant la disponibilité des gisements et la première transformation de la matière première végétale) et de l’aval (industriels du bâtiment biosourcé).

Partenaires : ESITC, ISEL, ENSA, ECAM, ParexGroup, Karibati, Ecotechnilin, CapSeine, Nov&atech, Terre de lin.

Contact : Mohamed RAGOUBI

  • Projet PIA2 ADEME DIVA

Projet DIVA (Démonstrateurs Industriels valorisant des agro-résidus en écoconstruction et bio-rénovation) : Structurer les filières de bio-rénovation des bâtiments anciens et d’écoconstruction, de la production (récolte, transformation, approvisionnement) de matières premières végétales (moelles de tournesol, maïs et colza, et leurs écorces), à la mise en œuvre dans les bâtiments anciens et neufs.

Partenaires : PAREX Group ; Ovalie Innovation ; GDA Loches ; La Dauphinoise ; ENTPE ; FLDI

Contact : Hélène LENORMAND

  • Projet CHANVRISOL (2017/2018)

Re-déployer des filières locales d’approvisionnement de matériaux de construction à base de chanvre, si possible en circuits-courts, créatrice d’activité économique et d’emplois non délocalisables en milieu rural. Lever, ou contribuer à lever, les freins administratifs et techniques  identifiés à l’échelle locale (Orne), Régionale (Normandie) et nationale, en adoptant une approche « filière ».

Partenaires : Chanvriers en circuits courts ; ECO-PERTICA ; Association Régionale de Promotion de l’Eco-construction (ARPE).

Contact : Hélène LENORMAND

actualités

Avec le soutien de la Région Hauts de France, de la Région Normandie, de la Communauté d’Agglomération du Beauvaisis

et des Chambres d’Agriculture Hauts de France & Normandie

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