PROSE - PRocédés biOtechnologiques au Service de l’Environnement

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Centre :

L’unité de recherche PROSE, PRocédés biOtechnologiques au Service de l’Environnement (ex HBAN) mène des recherches sur les biotechnologies environnementales (stations d'épuration, digesteurs anaérobies, procédés bioélectrochimiques, centre de stockage de déchets, …). Les échelles d'études vont de l'échelle nanométrique (molécules) à l'échelle macroscopique (procédé).

Présentation de l'UR PROSE

Responsable de l'UR : Théodore BOUCHEZ  +33 1 40 96 60 40
Centre d'Antony - 1, rue Pierre-Gilles de Gennes, Antony Cedex CS 10030 - tél : +33 (0)1 40 96 60 39

Mots-clés

Traitement des déchets, Valorisation des déchets organiques, Traitement et valorisation des eaux résiduaires urbaines, Génie des procédés, Microbiologie, Ecologie microbienne, Biotechnologies, Biogéochimie, Thermodynamique microbienne, Modélisation multiphysique, Géophysique, Métrologie, Instrumentation, Chimie analytique

RECHERCHE

Axes de recherche de l'unité de recherche PROSE

Les recherches de l’unité de recherche PRocédés biOtechnologiques au Service de l’Environnement (PROSE) se déclinent en 3 axes scientifiques majeurs :

  • Comprendre les processus
  • Intégrer les connaissances : du processus au procédé
  • Optimiser et innover

    Nos objectifs sont :

    1. Comprendre les processus par la mise en œuvre d’approches analytiques pointues (telles que les métaomiques et l’isotopie) et l’acquisition de données en ligne des procédés aux échelles pilote et industrielle.

    Des approches analytiques pointues _équipe PROSE Irstea

    Des approches analytiques pointues

    2. Intégrer et coupler les connaissances dans une perspective d'ingénierie, par le développement de bases de données, d'outils de traitement (bioinformatique et biostatistique) et de modèles de processus couplés bio-physico-chimiques.

    Modèles de processus couplés bio-physico-chimiques  Equipe PROSE Irstea
     
    3. Optimiser et innover dans le domaine des bioprocédés, en levant les verrous scientifiques et techniques à l’implémentation de procédés innovants et la réalisation de tests à échelle réelle.

    PÔLES ANALYTIQUE ET EXPERIMENTATION

    L’équipe PROSE dispose d’un pôle analytique regroupant, un laboratoire de microbiologie moléculaire  et un laboratoire de chimie, doté d'équipements de pointe (spectromètres de masse haute résolution, spectromètre de masse isotopique, microscope confocal, séquenceur nouvelle génération, …), et d’un pôle expérimentation ayant  une capacité à déployer ses compétences à la fois  à l'échelle pilote et sur le terrain.

    MEMBRES DE L'UR PROSE

    Organigramme UR PROSE

    > Télécharger l'organigramme de l'UR PROSE

    Les membres de l'unité de recherche PROSE
    Unité de recherche PROSE - 2019

    Responsable de l'unité de recherche : Théodore BOUCHEZ  +33 1 40 96 60 40

    Pour nous contacter : prenom.nom@irstea.fr

    Pôle porteurs de projets

    Animateurs du pôle : Théodore BOUCHEZ, Laurent MAZEAS

    • Ariane BIZE, Chercheuse, Écologie microbienne moléculaire
    • Théodore BOUCHEZ, Chercheur, HDR, Directeur de l’UR, Biotechnologies environnementales
    • Olivier CHAPLEUR, Chercheur, Ecologie microbienne moléculaire des bioprocédés et approches biostatistiques
    • Christian DUQUENNOI, Chercheur, Physique des procédés et référent intégrité scientifique
    • Yannick FAYOLLE, Ingénieur de recherche, Génie des procédés, mécanique des fluides
    • Ahlem FILALI, Chercheuse, Génie des procédés, modélisation
    • Laurent MAZEAS, Chercheur, HDR, Directeur adjoint de l'UR, Biogéochimie, Biotechnologies environnementales
    • Sylvain MOREAU , Ingénieur de recherche, Instrumentation et métrologie appliquée aux mesures physiques et géophysiques pour les milieux poreux
    • Jean-Jacques PERNELLE, Chercheur, HDR, Ecologie microbienne des bioprocédés

    Pôle analytique

    Animateur du Pôle analytique : Olivier Chapleur +33 1 40 96 65 06

    • Chrystelle BUREAU, Ingénieure d’études, Responsable technique du laboratoire de microbiologie moléculaire
    • Olivier CHAPLEUR, Chercheur, animateur du pôle analytique, Ecologie microbienne moléculaire des bioprocédés et approches biostatistiques
    • Nadine DERLET,  Assistante ingénieure, Chimie analytique
    • Anne GOUBET,  Assistante ingénieure, Microbiologie et biologie moléculaire
    • Angéline GUENNE, Ingénieure d’études, Responsable technique du laboratoire de chimie, Chimie analytique
    • Céline MADIGOU, Ingénieure d'études, Biotechnologies microbiennes  et biostatistiques
    • Cédric MIDOUX,  Ingénieur d’études, Bioinformatique

    Pôle Expérimentation

    Animateur du Pôle expérimentation : Sylvain MOREAU +33 1 40 96 65 97

    • Mathieu DOREL, Assistant ingénieur    
    • Georges GUYOT, Technicien de la recherche    
    • Bernard LOISEAU, Technicien de la recherche 
    • Sylvain MOREAU,  Ingénieur de recherche, Instrumentation et métrologie appliquée aux mesures physiques et géophysiques pour les milieux poreux 
    • Pierre MAURICRACE, Ingénieur d’études  
    • Sylvain PAGEOT, Ingénieur d’études  

    Doctorants, Post-doctorants

    PUBLICATIONS

    Publications scientifiques en journal international

    Consulter les dernières publications de PROSE sur Irsteadoc

    2019

    •    Hadrien Delattre, Elie Desmond Le Quéméner, Christian Duquennoi, Ahlem Filali, Théodore Bouchez – 2019. Consistent microbial dynamics and functional community patterns derived from first principles. The ISMEJ, 2019 Feb;13(2):263-276.
    •    Foulet A, Bouchez T, Quéméner ED, Giard L, Renvoisé L, Aissani L. 2019. Life cycle assessment of a bioelectrochemical system as a new technological platform for biosuccinic acid production from waste. Environ Sci Pollut Res Int. 2018 Dec;25(36):36485-36502. doi: 10.1007/s11356-018-3530-9. Epub 2018 Oct 29
    •    Foulet A, Bouchez T, Desmond-Le Quéméner E, Giard L, Renvoisé L,Aissani L, Ecodesign of microbial electrochemical technologies for the production of waste-based succinic acid thanks to a life cycle assessment, Journal of Cleaner Production (2019), doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.03.231
    •    Madigou, C., Le Cao, KA., Bureau, C., Mazeas, L., Dejean, S., Chapleur, O.- 2019. Ecological consequences of abrupt temperature changes in anaerobic digesters. Chemical Engineering Journal, vol 361, P. 266-277.
    •    Amaral A., Gillot S., Garrido-Baserba M., Filali A., Karpinska A., Plosz B., De Groot C., Bellandi G., Nopens I., Takács I.,  Lizarralde I., Jimenez J., Fiat J., Rieger L., Arnell M., Andersen M., Jeppsson U., Rehman U., Fayolle Y., Amerlinck Y., Rosso D. (2019). Modelling gas-liquid mass transfer in wastewater treatment: when current knowledge needs to encounter engineering practice and vice-versa. Water Science and Technology (Accepted).
    •    Fiat J., Filali A., Fayolle Y., Bernier J., Rocher V., Sperandio M., Gillot S. (2019). Considering the plug-flow behavior of the gas phase in nitrifying BAF models significantly improves the prediction of N2O emissions. Water Research, Vol. 156, June 2019, p. 337 - 346.
    •    Suard E., Clément R., Fayolle Y., Alliet M., Albasi C., Gillot S. (2019) Electrical resistivity tomography used to characterize bubble distribution in complex aerated reactors: Development of the method and application to a semi-industrial MBR in operation, Chemical Engineering Journal, 355, pp. 498-509

    2018

    •    Tiago P. Delforno, Thais Z. Macedo, Cédric Midoux, Gileno V. Jr. Lacerda, Olivier Rué, Mahendra Mariadassou, Valentin Loux, Maria B. A. Varesche, Théodore Bouchez, Ariane Bize, Valéria M. Oliveira – 2018. Comparative metatranscriptomic analysis of anaerobic digesters treating anionic surfactant contaminated wastewater. Science of the Total Environment, Accepted.
    •    Gueguen, M., Durrieu, C., Guenne, A., Rouillac, L., Diafi, D., Nour, I., Mazeas, L., Touze Foltz, N., Farcas, F., 2018. Impact of polyethylene and polypropylene geomembranes in sensitive aquatic environment. Ecotoxicology and environmental safety, Vol 148, P. 884-891.
    •    Pino-Herrera D.O., Fayolle Y., Pageot S., Huguenot D., Esposito G., van Hullebusch E.D., Pechaud Y. (2018) Gas-liquid oxygen transfer in aerated and agitated slurry systems with high solid volume fractions. Chemical Engineering Journal, 350, pp. 1073-1083
    •    Poirier S, Déjean S, Chapleur O. 2018. Support media can steer methanogenesis in the presence of phenol through biotic and abiotic effects. Water Res 140:24-33.
    •    Poirier S, Chapleur O. 2018. Inhibition of anaerobic digestion by phenol and ammonia: Effect on degradation performances and microbial dynamics. Data in Brief 19:2235:2239.
    •    Poirier S, Chapleur O. 2018. Influence of support media supplementation to reduce the inhibition of anaerobic digestion by phenol and ammonia: Effect on degradation performances and microbial dynamics. Data in Brief 19:1733-1754.

    2017

    •    Filali, A., Bollon, J., Molle P., Mander, Ü., Gillot, S. - 2017. High-frequency measurement of N2O emissions from a full-scale vertical subsurface flow constructed wetland. Ecological Engineering, vol. 108, Part A, p. 240-248         
    •    Connan, R., Dabert, P., Le Roux, S., Chapleur, O., Bridoux, G., Vanotti, M.B., Beline, F. and Magri, A.  - 2017. Characterization of a combined batch-continuous procedure for the culture of anammox biomass. Ecological Engineering, vol 106, p. 231-241.
    •    Poirier, S., Madigou, C., Bouchez, T. and Chapleur, O. - 2017. Improving anaerobic digestion with support media: Mitigation of ammonia inhibition and effect on microbial communities. Bioresource Technology, vol 235, p.229-239.
    •    Hao, L. P., Mazéas, L., Lü,  F., Grossin-Debattista, J., He, P. J.,  and Bouchez, T. - 2017.  Effect of ammonia on methane production pathways and reaction rates in acetate-fed biogas processes. Water Science & Technology, vol  75.8, p. 1839-1848
    •    Badalato, N., Guillot, A., Sabarly, V., Dubois, M., Pourette, N., Pontoire, B., Robert, P., Bridier, A., Monnet, V., Sousa, DZ., Durand, S., Mazeas, L., Buleon, A., Bouchez, T., Mortha, G., Bize, A. 2017. Whole Proteome Analyses on Ruminiclostridium cellulolyticum Show a Modulation of the Cellulolysis Machinery in Response to Cellulosic Materials with Subtle Differences in Chemical and Structural Properties. PLOS ONE, Vol 12 Issue 1.  

    2016     

    •    Amaral, A., Schraa, O., Reiger, L., Fayolle, Y., Gillot, S., Bellandi, G., Amerlinck, Y., Mortier, S.T.F.C., Gori, R., Neves, R., Nopens, I. - 2016. Towards advanced aeration modelling: from blower to bubbles to bulk. Water Science and Technology, vol. 75, n° 3, p. 507-517  
    •    Bollon, J., Filali, A., Fayolle, Y., Guerin, S., Rocher, V., Gillot, S. - 2016. N2O emissions from full-scale nitrifying biofilters. Water Research, vol. 102, p. 41-51   
    •    Bollon, J., Filali, A., Fayolle, Y., Guerin, S., Rocher, V., Gillot, S. - 2016. Full-scale post denitrifying biofilters: sinks of dissolved N2O? Science of the Total Environment, vol. 563-564, p. 320-328
    •    Chapleur, O., Madigou, C., Civade, R., Rodolphe, Y., Mazéas, L., Bouchez, T. - 2016. Increasing concentrations of phenol progressively affect anaerobic digestion of cellulose and associated microbial communities. Biodegradation, vol. 27, n° 1, p. 15-27
    •    Degueurce, A, Clément, R, Moreau, S., Peu, P. - 2016. On the value of electrical resistivity tomography for monitoring leachate injection in solid state anaerobic digestion plants at farm scale. Waste Management, vol. 56, p. 125-136       
    •    Desmond-Le Quéméner, E., Rimboud, M., Bridier, A., Madigou, C., Erable, B., Bergel, A., Bouchez, T. - 2016. Biocathodes reducing oxygen at high potential select biofilms dominated by Ectothiorhodospiraceae populations harboring a specific association of genes. Bioresource Technology, vol. 214, n° août, p. 55-62  
    •    Durán, C., Fayolle, Y., Péchaud, Y., Cockx, A., Gillot, S. - 2016. Impact of suspended solids on the activated sludge non-newtonian behaviour and on oxygen transfer in a bubble column. Chemical Engineering Science, vol. 141, n° février, p. 154-165      
    •    Hao, L., Bize, A., Conteau, D., Chapleur, O., Courtois, S., Kroff, P., Desmond-Le Quéméner, E., Bouchez, T., Mazeas, L. - 2016. New insights into the key microbial phylotypes of anaerobic sludge digesters under different operational conditions. Water Research, vol. 102, n° octobre, p. 158-169
    •    Poirier, S., Bize, A., Bureau, C., Bouchez, T., Chapleur, O. - 2016. Community shifts within anaerobic digestion microbiota facing phenol inhibition: Towards early warning microbial indicators?. Water Research, vol. 100, p. 296-305
    •    Audebert, M., Clément, R., Moreau, S., Duquennoi, C., Loisel, S., Touze-Foltz, N. - 2016. Understanding leachate flow in municipal solid waste landfills by combining time-lapse ERT and subsurface flow modelling - Part I: Analysis of infiltration shape on two different waste deposit cells. Waste Management, vol. 55, p. 165-175
    •    Clément, R., Moreau, S. - 2016. How should an electrical resistivity tomography laboratory test cell be designed? Numerical investigation of error on electrical resistivity measurement. Journal of Applied Geophysics, vol. 127, p. 45-55
    •    Durban, N., Juzan, L., Krier, J., Gillot, S. - 2016. Control of Microthrix parvicella by aluminium salts addition. Water Science and Technology, vol. 73, n° 2, p. 414-422    
    •    Madigou, C., Poirier, S., Bureau, C., Chapleur, O., -  2016. Acclimation strategy to increase phenol tolerance of an anaerobic microbiota. Bioresource Technology, vol. 216, p. 77-86  
    •    Poirier, S., Desmond-Le Quéméner, E., Madigou, C., Bouchez, T., Chapleur, O. - 2016. Anaerobic digestion of biowaste under extreme ammonia concentration: Identification of key microbial phylotypes. Bioresource Technology, vol. 207, p. 92-101
    •    Wade, M.J., Harmand, J., Benyahia, B., Bouchez, T., Chaillou, S., Cloez, B., Godon, J.J., Moussa Boubjemaa, B., Rapaport, A., Sari, T., Arditi, R·, Lobry, C. - 2016. Perspectives in mathematical modelling for microbial ecology. Ecological Modelling, vol. 321, p. 64-74  
    •    Bouchez, T., Blieux, A.L., Dequiedt, S., Domaizon, I., Dufresne, A., Ferreira, S., Godon, J.J., Hellal, J., Joulian, C., Quaiser, A., Martin-Laurent, F., Mauffret, A., Monier, J.M., Peyret, P., Schmitt-Koplin, P., Sibourg, O., D'oiron, E., Bispo, A., Deportes, I., Grand, C., Cuny, P., Maron, P.A., Ranjard, L., - 2016. Molecular microbiology methods for environmental diagnosis. Environmental Chemistry Letters, vol. 14, n° 4, p. 423-441     
    •    Chapleur, O., Mazeas, L., Godon, J.J. and Bouchez, T. - 2016. Asymmetrical response of anaerobic digestion microbiota to temperature changes. Applied Microbiology and Biotechnology, vol 100, n°3, p.1445-1457.
    •    Limam,  I.,  Limam, R.D., Mezni, M., Guenne, A., Madigou, C., Driss, M.R., Bouchez, T., Mazeas, L., 2016. Penta- and 2,4,6-tri-chlorophenol biodegradation during municipal solid waste anaerobic digestion. Ecotoxicology and Environmental Safety, Vol 130, p. 270-278.
    •    Touze-Foltz, N., Mendes, M., Farcas, F., Mazéas, L., 2016. Diffusion of phenolic compounds through two high-density polyethylene geomembranes after 17 years under different exposure conditions. Geosynthetics International, 1-13.

    2015

    •    Bize, A., Cardona, L., Desmond-Le Quéméner, E., Battimelli, A., Badalato, N., Bureau, C., Madigou, C., Chevret, D., Guillot, A., Monnet, V., Godon, J.J., Bouchez, T. - 2015. Shotgun metaproteomic profiling of biomimetic anaerobic digestion processes treating sewage sludge. Proteomics, vol. 15, n° 20, p. 3532-3543
    •    Seder-Colomina, M., Goubet, A., Lacroix, S., Morin, G., Ona-Nguema, G., Esposito, G., Van Hullebusch, E.D., Pernelle, J.J. - 2015. Moderate oxygen depletion as a factor favouring the filamentous growth of Sphaerotilus natans. Antonie van Leeuwenhoek International Journal of General and Molecular Microbiology, vol. 107, n° 5, p. 1135-1144
    •    Filali, A., Hauduc, H., Rieger, L., Philippe, L., Nauleau, F., Gillot, S. - 2015. Analyse et consolidation de données de fonctionnement des stations d'épuration : une étude de cas. Techniques Sciences Méthodes, n° 12, p. 105-135   
    •    Oturan, N., Van Hullebusch, E.D., Zhang, H., Mazeas, L., Budzinski, H., Le Menach, K., Oturan, M.A., 2015. Occurrence and Removal of Organic Micropollutants in Landfill Leachates Treated by Electrochemical Advanced Oxidation Processes. Environmental Science & Technology, Vol 49(20), p. 12187-12196.

    2014

    •    Audebert, M., Clément, R., Touze Foltz, N., Moreau, S., Günther, T., Duquennoi, C. - 2014. Time-lapse ERT interpretation methodology for leachate injection monitoring based on multiple inversions and a clustering strategy (MICS). Journal of Applied Geophysics, vol. 111, p. 320-333    
    •    Desmond-Le Quéméner, E., Bouchez, T. - 2014. A thermodynamic theory of microbial growth. Isme Journal, vol. 8, n° 8, p. 1747-1751
    •    Lü, F., Bize, A., Guillot, A., Monnet, V., Madigou, C., Chapleur, O., Mazéas, L., He, P., Bouchez, T. - 2014. Metaproteomics of cellulose methanisation under thermophilic conditions reveals a surprisingly high proteolytic activity. Isme Journal, vol. 8, p. 88-102   
    •    Chapleur, O., Bize, A., Serain, T., Mazéas, L., Bouchez, T. - 2014. Co-inoculating ruminal content neither provides active hydrolytic microbes nor improves methanization of (13) C-cellulose in batch digesters. FEMS Microbiology Ecology, vol. 87, n° 3, p. 616-619  
    •    Hoyos, C., Hoffmann, M., Guenne, A., Mazéas, L. - 2014. Elucidation of the thermophilic phenol biodegradation pathway via benzoate during the anaerobic digestion of municipal solid waste. Chemosphere, vol. 97, p. 115-119  
    •    Tian, J.H., Pourcher, A.M., Bouchez, T., Gelhaye, E., Peu, P. - 2014. Occurrence of lignin degradation genotypes and phenotypes among prokaryotes. Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 98, n° 23, p. 9527-9544
    •    Grossin-Debattista, J., Clément, R., Mazeas, L., Bouchez, T., Moreau, S., Loisel, S., Poulain, A., Böhm, J.L. - 2014. La méthanisation pour stabiliser les déchets placés en installation de stockage : instrumentation d'un site industriel. L'Eau, l'Industrie, les Nuisances, vol. 369, n° février, p. 77-81
    •    Chapleur, O., Wu, T.-D., Guerquin-Kern, J.-L., Mazéas, L. and Bouchez, T. - 2014. SIMSISH technique does not alter the apparent isotopic composition of bacterial cells. PloS one 8(10), e77522.
    •    Mery, J., Mendes, M., Mazéas, L., Touze-Foltz, N., 2014.  Evaluating the environmental impact of leachate leakage from landfills through aged  geosynthetic barrier materials: A focus on phenolic compounds. Sustainable Environment Reasearch, Vol 24(6), p. 401-413.

    2013

    •    Limam, I., Mezni, M., Guenne, A., Madigou, C., Driss, M.R., Bouchez, T., Mazéas, L. - 2013. Evaluation of biodegradability of phenol and bisphenol A during mesophilic and thermophilic municipal solid waste anaerobic digestion using C-13-labeled contaminants. Chemosphere, vol. 90, n° 2, p. 512-520
    •    Chapleur, O., Wu, T.D., Guerquin-Kern, J.L., Mazéas, L., Bouchez, T., 2013.  SIMSISH Technique Does Not Alter the Apparent Isotopic Composition of Bacterial Cells. PLoS ONE, Vol 8(10).
    •    Limam, I., Mezni, M., Guenne, A., Madigou, C., Driss, M.R., Bouchez, T., Mazeas, L., 2013. Evaluation of biodegradability of phenol and bisphenol A during mesophilic and thermophilic municipal solid waste anaerobic digestion using C-13-labeled contaminants. Chemosphere, Vol 90, p. 512-520.

    2012

    •    Juzan, L., Pernelle, J.J., Dabert, P. - 2012. Les outils de la biologie moléculaire pour l'analyse microbiologique des boues activées. Sciences Eaux et Territoires, n° 9, p. 76-81                                            

     

    PROJETS

    Projets en cours

    Projet VIRAME (ANR Jeune Chercheur)
    Lien vers ANR, aussi disponible en anglais
    Projet BIOTUBA (ANR Générique 2017)
    Projet DEEPOMIC
    Projet DIGESTOMIC (ANR Générique 2016)
    Ce projet a pour objectif d’élaborer de nouvelles stratégies opératoires pour lever les verrous de la digestion anaérobie et élargir ses domaines d’application à l’aide d’approches méta-omiques.
    Lien vers ANR, aussi disponible en anglais

    Projet THERMOMIC (ANR Générique 2016)
    Un cadre thermodynamique pour la modélisation de la croissance et des dynamiques microbiennes
    Lien vers ANR, aussi disponible en anglais

    Projet N2O Track
    Ce projet a pour objectifs de quantifier, modéliser et réduire les émissions de N2O (protoxyde d’azote), puissant gaz à effet de serre, issu des procédés de traitement des eaux résiduaires urbaines.
    Pour en savoir plus lien vers site internet INSA Toulouse

    Projet METHYDIS (APPEL à Projets Inter-Carnot « Risques naturels et environnementaux »)
    Méthode d’évaluation de l’Etat HYdrique des Installations de Stockage des déchets non dangereux.
    L’objectif de ce projet est de développer un outil de calcul numérique de l’évolution de l’état hydrique d’une ISDND à partir de l’évaluation de la teneur en eau des déchets stockés et du bilan hydrique établi tout au long du suivi de l’installation. L’outil proposé s’adresse aux gestionnaires des ISDND et plus particulièrement aux PME et collectivités ainsi qu’aux services de l’Etat en charge de l’instruction et du contrôle des ISDND.

    Projets achevés

    Projet BIORARE (Investissements d’avenir)
    BIOelectrosynthèse pour le RAffinage des Ressources d'origine rEsiduaires