La demande en esters biosourcés encourage le développement de procédés moins énergivores. Les réactifs biosourcés étant souvent en solution aqueuse diluée, les méthodes classiques nécessitent des séparations coûteuses, notamment par distillation. Le projet propose une estérification enzymatique en émulsion de Pickering, où des nanoparticules qui supportent l’enzyme stabilisent l’interface entre la phase aqueuse et la phase organique, ce qui permet d’extraire continuellement l’ester. Cette approche vise à réduire les étapes de purification, la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre.

Une preuve de concept a été obtenue avec du butanol et différents acides modèles puis un moût de fermentation. La synthèse et l’extraction simultanées ont été démontrées, tout en faisant ressortir plusieurs pistes d’amélioration.

Le projet vise à consolider la technologie et à préparer sa montée en échelle en optimisant la productivité, les coûts et la recyclabilité. Les travaux porteront notamment sur la cinétique, la stabilité et le recyclage de l’enzyme, la composition de l’émulsion, la fonctionnalisation des nanoparticules et l’immobilisation de l’enzyme, les conditions opératoires ainsi que la séparation des phases. Les performances seront évaluées selon le rendement, la productivité, la stabilité et la recyclabilité.

La date d'obtention du diplôme de doctorat ne peut pas être antérieure de plus de trois ans au début du contrat postdoctoral.

- Analyse bibliographique

- Travail expérimental au laboratoire :

• fonctionnalisation des nanoparticules et immobilisation de l’enzyme
• caractérisation physico-chimiques des nanoparticules (taille, morphologie, mouillabilité...)
• formulation d'émulsions de Pickering
• caractérisation de la stabilité
• mise en œuvre de réactions d’estérifications enzymatiques et analyses (techniques spectroscopiques et chromatographiques)
• optimisation du procédé (augmentation de la productivité, réduction des coûts opératoires et amélioration du recyclage des constituants du système)

- Synthèse et analyse des résultats expérimentaux : identification des paramètres pertinents pour la montée en échelle du procédé

- Rédaction d'un rapport et d'une publication

Quelques déplacements courts sur IFPEN Lyon (69360 Solaize) sont à prévoir.

Compétences techniques

• Connaissance de la physico-chimie des systèmes complexes
• Bonne maitrise des techniques d’analyses chimiques (spectroscopie UV, Chromatographie phase gazeuse ....)
• Une expérience en catalyse enzymatique, en réactions multiphasiques, en émulsions, en immobilisation d’enzymes ou en bioprocédés sera appréciée

Compétences comportementales

• Travail en équipe
• Motivation pour la recherche scientifique
• Goût marqué pour le travail expérimental, l’analyse de données et les approches interdisciplinaires
• Autonomie
• Rigueur
• Sens du partage et de la communication

Doctorat en Chimie, Physico-Chimie, Formulation, Biocatalyse, Science des matériaux ou domaine connexe.

La date d'obtention du diplôme de doctorat ne peut pas être antérieure de plus de trois ans au début du contrat postdoctoral.

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christine.dalmazzone@ifpen.fr