CIFRE - Développement d’un procédé de production éco-responsable par biocatalyse d’extraits enrichis en stilbènes

Contexte général de la thèse

Ce projet de thèse s’inscrit dans un partenariat entre le groupe BERKEM (https://www.groupeberkem.com), l’Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR, UMR CNRS 7312) et l’Unité de Recherche et Développement Agro-Biotechnologies Industrielles AgroParisTech (URD ABI – AgroParisTech, CEBB). Le travail de recherche du (de la) doctorant(e) sera mené conjointement pour la partie académique entre l'équipe "Chimie des Substances Naturelles et de l'Environnement" de l’ICMR (http://www.univ-reims.fr/icmr) et l’Unité de Recherche et Développement Agro-Biotechnologies Industrielles (URD ABI, https://chaire-abi-agroparistech.com/Home/).

Description du sujet de thèse

Le développement d’ingrédients biosourcés dans l'industrie cosmétique émerge comme une tendance incontournable, répondant à une demande croissante de produits plus respectueux de l'environnement et de la santé ainsi qu’à de nouvelles contraintes réglementaires. Cette transition vers le biosourcé stimule l'innovation, encourageant les entreprises à explorer de nouvelles sources, notamment issues du règne végétal, pour leurs actifs. De plus, elle incite à repenser les procédés de fabrication afin de réduire l'empreinte écologique tout en préservant l'efficacité et la sécurité des produits, le tout dans une démarche de chimie durable.

C’est dans ce contexte que deux laboratoires académiques et une entreprise reconnue dans le domaine de l’extraction végétale proposent ce sujet de thèse CIFRE visant à développer des procédés originaux et relevant de la chimie verte pour produire des extraits enrichis en substances actives à destination prioritairement de l’industrie cosmétique. Il s’agira, à partir de matières premières bien définies et pour lesquelles les trois partenaires du projet ont une expertise reconnue, de substituer un procédé existant impliquant l’utilisation de solvants organiques pétrosourcés par un ensemble d’opérations unitaires associant biocatalyse et éco-extraction. Un travail conséquent de profilage chimique sera mené sur le sourcing végétal et sur les composés obtenus après biocatalyse en utilisant des flux de travail mobilisant l’exploitation combinée des données issues de la LC-HRMSMS et de la RMN. Le procédé développé fera ensuite l’objet d’une optimisation paramétrique par plans d’expériences avant d’aborder l’étape d’intensification. L’évaluation des propriétés biologiques en lien avec les applications en cosmétique sera menée en parallèle. Enfin, la dernière partie du travail de thèse concernera la montée en échelle pour produire les premiers lots pilotes, en y associant des études d’impact environnemental et d’analyse de cycle de vie.

L’ICMR est un institut de recherche internationalement reconnu au sein duquel divers aspects fondamentaux de la chimie moléculaire sont étudiés : méthodologie de synthèse, réactivité et ingénierie moléculaire, chimie verte, méthodes analytiques, chimie de l’environnement, chimie macromoléculaire avec de nombreux projets en interface avec la chimie fine, la valorisation de la biomasse, les sciences de la vie, les sciences de l'environnement et des matériaux. L’étude de mélanges naturels complexes et les développements méthodologiques associés dont le développement de procédés séparatifs et de méthodes originales de profilage chimique et de déréplication assistées par ordinateur sont au centre des activités de l’équipe Chimie des Substances Naturelles et de l’Environnement impliquée dans ce projet de thèse.

L’URD ABI L’Unité de Recherche et Développement Agro-Biotechnologies Industrielles (URD ABI) est une unité de recherche internationalement reconnue pour ses développements dans le domaine de nouveaux procédés de transformation durables de la biomasse (biotechnologies blanches, chimie verte et sciences séparatives). Grâce à son expertise en chimie, polymères/matériaux, microbiologie/biochimie/biologie moléculaire, génie chimique et génie des procédés de séparation ainsi qu’en chimie analytique, l’URD ABI est en mesure de mener des projets de recherche fondamentale et appliquée multi et transdisciplinaires avec l’ambition de développer et d’optimiser des procédés industriels durables et des produits à haute valeur ajoutée issus d’agro-ressources et de sous-produits industriels.

Groupe Berkem est un acteur de référence de la chimie du végétal ayant pour mission d’accélérer la transition écologique des acteurs de la chimie conventionnelle dans un large panel de secteurs d’activités. A travers ses différentes activités, il apporte des réponses aux enjeux de la vie quotidienne et accompagne la transition des substances chimiques vers des solutions écoresponsables et biosourcées. En offrant des solutions et des technologies innovantes, Groupe Berkem a la capacité d’accompagner un large panel de secteurs d’activités dont celui associant les notions de santé/beauté et nutrition. A ce titre, Groupe Berkem est un acteur historique et un expert reconnu en extraction végétal qui a su développer des savoir-faire uniques, lui permettant de maîtriser l’ensemble de la chaîne de valeur liée aux végétaux.

Le (la) doctorant(e) sera salarié(e) de l’entreprise pour une durée de 3 années dans le cadre d’un dispositif CIFRE. A ce titre Le (la) doctorant(e) effectuera ses travaux de recherche en alternance entre l’ICMR et l’URD ABI (les deux sites sont distants d’une vingtaine de kilomètres). Une partie des travaux sera également effectuée au sein du laboratoire d’expertise R&D de Groupe Berkem à Blanquefort en Gironde.

La sélection sera effectuée conjointement par l’entreprise et les unités de recherche entre juin et juillet 2024 pour un début des travaux à l’automne 2024.

Outre des compétences en chimie de synthèse et en chimie verte, il sera demandé au candidat d’avoir des connaissances en chimie des substances naturelles et en sciences analytiques (séparatives et spectroscopiques) afin de pouvoir interagir avec les différent services académiques et industriels concernés par ce travail de thèse. Des compétences connexes en chimiométrie (statistiques, plans d’expérience notamment) seront un plus.

Nous cherchons plus particulièrement un(e) étudiant(e) ayant validé un master en Chimie (ou diplôme équivalent à l’étranger), possiblement également ingénieur(e), qui souhaite s’investir dans un projet motivé par les évolutions sociétales, environnementales et réglementaires. Le(la) candidat(e) devra faire preuve de sérieux, de dynamisme et d’enthousiasme et montrer sa volonté de s’investir dans le domaine de la chimie verte et de l’industrie des ingrédients naturels à destination du domaine de la cosmétique. Le (la) doctorant(e) sera amené(e) à valoriser ses travaux de recherche au travers de publications et/ou de brevets ainsi que lors de communications dans des congrès internationaux.