Programme des cours 2021-2022
ATTENTION : version 2019-2020 de l'engagement pédagogique
MBIN1004-1  
Biotechnologies I, Génie des bio-industries
Durée :
45h Th
Nombre de crédits :
Master en sciences de l'ingénieur industriel en agronomie, orientation bio-industries3
Nom du professeur :
Jean-Louis Arpigny
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
  • Définitions : biotechnologies, bioconversion, champs d'application.
  • Sélection d'une souche microbienne.
  • Technologie de la fermentation : description du fermenteur et des dispositifs de régulation de la fermentation.
  • Les cinétiques microbiennes, la vitesse spécifique de croissance µ, les phases de la croissance, l'évaluation des populations microbiennes, la productivité, la loi de Monod.
  • Le transfert d'oxygène, l'équation de transfert, le KLa, les méthodes de mesure du KLa.
  • L'agitation des bioréacteurs, ses rôles, les modes d'agitation au laboratoire et dans l'industrie.
  • La stérilisation et le maintien de l'asepsie.
  • Les modes de conduite des bioréacteurs, la fermentation discontinue, la fermentation discontinue alimentée, la fermentation continue, l'étude de la physiologie cellulaire grâce au chemostat.
  • Recyclage des cellules, cellules immobilisées, exemples d'applications (la fermentation malo-lactique du vin, la prise de mousse des vins pétillants, la fabrication du vinaigre, l'ensemencement du yoghourt en continu, ...) ;
  • Les applications des champignons dans les biotechnologies (fermentations alimentaires et non alimentaires, biosynthèses de métabolites, ...) ;
  • L'exemple de la production de protéines d'organismes unicellulaires à des fins alimentaires (Quorn, etc.) ;
  • La production d'enzymes industrielles, la récolte des enzymes, leur conditionnement, les enzymes d'origine non microbienne, les grands secteurs utilisateurs d'enzymes, les grands producteurs industriels d'enzymes ;
  • L'exemple de l'amidonnerie ;
  • Autres exemples d'applications industrielles des enzymes ;
  • La bioremédiation : utilisation de micro-organismes dans la lutte contre la pollution.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
  • Décrire un fermenteur, ses organes et leurs fonctions ;
  • Comprendre la cinétique de croissance microbienne et de production de métabolites primaires et secondaires ;
  • Comprendre le principe de l'oxygénation d'un bioréacteur et les paramètres qui la gouvernent ;
  • Décrire les modes d'agitation des bioréacteurs à l'échelon industriel et du laboratoire ;
  • Comprendre les paramètres qui influencent le maintien de l'asepsie dans un fermenteur ;
  • Analyser et discuter les différents modes de conduite des fermenteurs ;
  • Analyser et discuter plusieurs applications industrielles de la production de biomasse, d'enzymes et de métabolites ;
  • Percevoir l'étendue des champs d'applications des biotechnologies et les enjeux de celles-ci.
Savoirs et compétences prérequis :
Biochimie, biologie moléculaire, microbiologie.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Exposé de la part du professeur.
Ordinateur + projecteur, diaporamas, tableau mural.
Prise de notes indispensable de la part des étudiants.
Interactions par questions-réponses au cours de l'exposé.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride) :
Présentiel.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Lectures recommandées
Dossier de lecture fourni par le professeur.
Livres :
- Scriban, R. (1999) Biotechnologie, 5e édition. Tec et Doc, Lavoisier, Paris.
- El-Mansi, E.M. (2007) Fermentation Microbiology and Biotechnology. CRC Taylor & Francis, Boca Raton.
- Wang, D.I. et al. (1979) Fermentation and enzyme technology. John Wiley & Sons, New York.
- Mouranche, A. et Costes, C. (1985) Hydrolases et dépolymérases. Gauthier-Villars, Paris.
- Coutouly, G. (1991) Génie enzymatique. Masson, Paris.
Internet :
- Biotechnologies, des sciences pour la vie (http://www.gnis-pedagogie.org/pages/docbio/intro.htm).
- Biotechnologies, la part industrielle (http://www.crdp-strasbourg.fr/sciences/biotech/).
- Bioportail (Canada), la science et les enjeux (http://www.biofondations.gc.ca/francais/view.asp?x=556).
Modalités d'évaluation et critères :
Examen écrit composé d'un ensemble de questions :
- à choix multiples (pas de notes négatives) ;
- vrai ou faux avec justifications ;
- à réponses ouvertes.
D'une manière générale, la réussite de l'examen demande la mise en relation des différents chapitres du cours et un effort de synthèse, particulièrement dans le cadre des questions à réponses ouvertes.
La rigueur, l'exactitude et le détail bien dosé sont des facteurs importants de réussite.
Le soin apporté à l'écriture, à la syntaxe, à l'orthographe met l'examinateur dans de meilleures dispositions.
ADAPTATION Covid-19 : selon les directives en vigueur au moment de l'examen écrit, celui-ci pourrait se dérouler sous forme écrite et à distance via la plateforme "Teams".
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
L'étudiant doit se procurer l'ensemble des fichiers informatiques (dossier de lecture, diaporamas illustrant le cours) fournis par le professeur via la plateforme myhech.
Il est souhaitable que l'étudiant dispose, pendant les exposés, d'une version informatique des diaporamas (tablette, PC portable) ou d'un exemplaire imprimé pour pouvoir compléter les diapositives par sa prise de notes personnelle.
Contacts :
jean-louis.arpigny(at)hech.be