Les fermentations industrielles concernent un grand nombre de secteurs : l’alimentaire, la santé, l’environnement, l’agriculture et l’élevage, la chimie, et les ressources énergétiques. En microbiologie industrielle, la fermentation désigne l’opération (métabolismes aérobies et anaérobies) qui permet de produire de la biomasse ou des produits de bioconversion par la culture de microorganismes. Ces derniers peuvent être considérés comme des spécialistes du métabolisme, capables de synthétiser un ou plusieurs produits à rendement élevé. Les microbiologistes industriels utilisent souvent des méthodes génétiques pour sélectionner des variantes microbiennes à rendement élevé. L’objectif étant d’augmenter le rendement d’un produit au point qu’un processus économiquement réalisable est possible. Les fermentations sont effectuées dans des fermenteurs. Ceux-ci vont de réservoirs simples, qui peuvent être agités ou non, à des systèmes intégrés complexes impliquant différents niveaux de contrôle informatique. Un fermenteur est un dispositif dans lequel un substrat de faible valeur est utilisé par des microorganismes ou des enzymes pour générer un produit de valeur plus élevée. On distingue cinq étapes importantes dans tout procédé de fermentation : la fabrication du milieu de culture, la stérilisation du bioréacteur et de ses équipements ainsi que du milieu de culture, la préparation de l’inoculum, la production en bioréacteur et l’extraction du produit et sa purification. Les fermentations industrielles sont opérées sous forme de cultures en batch, en fed-batch ou continues. La cinétique de croissance des cultures unicellulaires en suspension peut être modélisée à l’aide d’équations différentielles. Cependant, la croissance filamenteuse et la croissance sous forme d’agrégats et d’assemblages hétérogènes de cellules est beaucoup plus complexe. En fait, les systèmes hétérogènes nécessitent une approche très différente en utilisant des modèles d’automates cellulaires et de systèmes Swarm. Un bilan de fermentation permet de calculer les intrants et les sortants. Le produit microbien peut être des cellules microbiennes (vivantes ou mortes), biomasse microbienne et composants de cellules microbiennes, métabolites microbiens, enzymes intracellulaires ou extracellulaires et produits chimiques. Tout produit destiné à être mis sur le marché doit être conforme aux critères de qualité définis.

Ce cours est destiné aux étudiants de Master 2 Mycologie et Biotechnologie Fongique (MBF).

L'enseignement dispensé vise à former les étudiants aux concepts de base qui régissent la biotechnologie ainsi qu’à l'utilisation des principaux outils expérimentaux. Il s'attachera à mettre en évidence les contraintes liées à l'utilisation intégrée des outils biologiques et des outils des sciences techniques.