FEDER Auvergne-Rhône-Alpes
+ Région Auvergne-Rhône-Alpes
3D BIO CPER EPICURE 2020
2020-2025
Organisation et impression 3D des systèmes biologiques-3dBio : Impression 3D de biocéramiques multifonctionnelles à vocation de substituts osseux et/ou supports pour l'ingénierie tissulaire osseuse
Accélérer le développement de nouvelles molécules antalgiques, en optimisant les propriétés physico-chimiques (drug-like) de nouvelles molécules chimiques, et en développant des kits de criblages vitro (haut débit) et vivo (souris)
Le projet scientifique « DECIME » s’articule autour de 2 axes :
• Axe 1 : Diagnostic, par l’observation et l’analyse, de l’état de contamination de l’environnement, de la présence et la nature des contaminants, et de leur devenir environnemental
• Axe 2 : Evaluation de l’impact de ces contaminations sur le fonctionnement des écosystèmes.
Les résultats attendus de ce projet et leurs retombées sont nombreux et incluent :
• Une documentation de l’état de contamination de l’environnement en caractérisant la présence, la nature et le niveau de concentration des contaminants ;
• Une meilleure compréhension du devenir environnemental et des processus mis en jeu lors du transfert et de la transformation des contaminants environnementaux ;
• La caractérisation de l’impact des contaminants sur les dynamiques spatio-temporelles, la diversité et l’état physiologique des communautés microbiennes ;
• Alimentation de la base de données sur l’environnement du CEBA (Cloud environnemental au bénéfice de l'agriculture).
Les échouages massifs d’algues sargasses, qui affectent plus particulièrement les îles du bassin caribéen, soulèvent des problèmes sanitaires et environnementaux majeurs. Dans le cadre d’un plan national de prévention contre le bio-encrassement dû aux algues, le projet SARTRIB, retenu en 2019, implique un consortium composé du Groupe de Technologie des Surfaces et Interfaces (Université des Antilles, UdA), de l’Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (Université Clermont Auvergne), du Laboratoire de Chimie Agro-industrielle (LCA, INP-ENSIACET) et du Centre de recherche dans les domaines de l'économie et du droit (UdA). Ce projet multidisciplinaire permet une valorisation à forte valeur ajoutée des algues sargasses comme une ressource industrielle au niveau des huiles/lubrifiants et comme biochar pour développer des piles primaires au lithium.
Le bois est un matériau naturel très utilisé dans de nombreuses applications industrielles du quotidien, tant extérieures qu’intérieures. Il subit souvent des variations
d’humidité ambiante, qui se traduisent par des alternances de gonflements et de retraits, provoquant alors des endommagements internes, voire l’affaissement de la structure.
Objectifs : Appliquer le traitement de fluoration bois à des pièces de bois plus grandes et à géométrie plus complexe, et évaluer sa durabilité suivant plusieurs critères (couleur,
hygroscopie, tenue mécanique, …). Il s’agira aussi d’élargir à des essences d’intérêt industriel et non-valorisées actuellement (aubier). Les évolutions en conditions d’usage, exposition au soleil et à l’humidité, aux champignons et exceptionnelles (lors d’un incendie) seront évaluées.
Le but est de trouver de nouvelles paires fluide frigorigène+absorbant, conformes aux réglementations environnementales, à la sécurité du système et présentant une bonne efficacité énergétique pour un procédé de réfrigération par absorption. Le réfrigérant choisi est le dioxyde de carbone : constituant naturel, non inflammable, non toxique et à très faible pouvoir de réchauffement global. Le choix de l'absorbant porte exclusivement sur un composé organique dérivé de la biomasse.
L’allodynie mécanique est un symptôme douloureux fréquent et invalidant, provoqué par des stimuli mécaniques normalement non douloureux (Figure 1), sans traitement réellement efficace à ce jour.
PeptHCN Développement d'une stratégie thérapeutique innovante et bien tolérée contre les douleurs neuropathiques induites par chimiothérapie anticancéreuse
Institut Neuro-Dol UMR1107, équipe "Pharmacologie Fondamentale et Clinique de Douleur" (PFCD)
Résumé :
Le projet PeptHCN a pour objectif de développer une stratégie thérapeutique innovante et bien tolérée contre Les douleurs neuropathiques induites par chimiothérapie anticancéreuse, notamment l’oxaliplatine. Ces douleurs chroniques affectent en effet durablement la qualité de vie des patients pouvant entrainer une adaptation posologique avec le risque d’une efficacité moindre.
Une carence en fertilisants (système N(NO3)-P(PO4)-K) limite la croissance des cultures. Pour être sûr que la dose nécessaire atteigne la cible végétale, un large excès de fertilisants est généralement utilisé dans les pratiques agricoles ce qui conduit, par lixiviation, à la dissémination en particulier de la ressource en Phosphore, dans les sols et à l’eutrophisation des réservoirs d’eaux naturelles. Afin de préserver les ressources terrestres en nutriments et de réduire l’impact environnemental de l’agriculture sur les écosystèmes, la recherche de solutions se tournent vers un apport contrôlé et raisonné de fertilisants.
Contexte : Les sources de lumière blanche à l'état solide utilisant les diodesélectroluminescentes constituent une technologie de rupture majeure sur le marché de l'éclairage et permettent une réduction massive de la consommation d’énergie. Le projet LUMINOLED s’inscrit dans une démarche sociétale et environnementale majeure, par le développement de LEDs blanches, performantes, durables et pérennes grâce à l’utilisation de luminophores sans terres rares à base d’aluminoborates métalliques. Ces luminophores innovants génèrent une large bande d’émission de luminescence couvrant l’ensemble du spectre visible sous excitation avec une LED UV commerciale émettant entre 365 et 390 nm. La lumière blanche résultante présente un excellent indice de rendu des couleurs et des rendements quantiques internes élevés. Ces luminophores sont composés d'éléments non toxiques et abondants.
Objectifs :
Optimiser les performances optiques et colorimétriques afin de conduire à des prototypes d’éclairage efficaces et durables.
Maîtriser le risque photo-biologique par la réduction de longueurs d’onde bleues.
Limiter l'utilisation des terres rares par l’utilisation de composés non toxiques et abondants.
Contexte : Les interactions contenant–contenu entre un dispositif médical de perfusion et un médicament sont susceptibles d’altérer la prise en charge thérapeutique du patient par relargage d’additif ou perte de médicament par sorption. Ces interactions sont variables en fonction de la composition du dispositif et du médicament. Actuellement leur étude est basée sur une approche empirique ne permettant pas de résoudre cette problématique multifactorielle complexe. Il est indispensable de mieux comprendre les phénomènes afin de proposer des solutions efficaces.
Objectifs :
Améliorer la compréhension des phénomènes de sorption au niveau des interactions moléculaires et des spécificités de l’interface
Etudier par simulation moléculaire les interactions entre différents polymères et médicaments en faisant varier la composition de chacun
Objectiver les interactions entre les médicaments et les matériaux étudiés
Le projet FLUONAT vise, d’une part, à développer un traitement capable de rendre les fibres naturelles et le bois moins sensibles à l’humidité ambiante, et ce de façon durable et écologique (pas de solvants toxiques contrairement aux traitements conventionnels).
D’autre part, il valorisera par le même traitement un sous-produit de l’industrie papetière : la lignine. La fluoration pourrait en effet apporter une forte valeur ajoutée à cette matière végétale disponible universellement et en grande quantité (le « patrimoine planétaire » en lignines a été estimé à 1011 tonnes).
Par ailleurs, des éco-composites seront élaborés à partir des fibres fluorées, tirant avantage de la compatibilisation de la charge ou du renfort vis-à-vis de matrice polymère obtenue par fluoration (énergies de surface et hydrophobies rendues proches).
Budget alloué à la structure de recherche : 16 000 euros.
Résumé :
La leucémie myéloïde aigüe (LMA) est un cancer du sang à progression rapide. Il s’agit de la leucémie aigüe la plus fréquente chez l’adulte, et l’absence de traitement engage rapidement le pronostic vital. Malheureusement, les traitements actuels, lourds et associés à des taux de survie trop faibles, sont insuffisamment efficaces et entrainent des effets secondaires importants. Notre objectif est de découvrir de nouveaux agents thérapeutiques contre la LMA.
NANOVECTEURS : Nanovecteurs biocompatibles à base d'hydroxydes doubles lamellaires pour la libération de principes actifs
Type de projet :
Pack Ambition International - Auvergne Rhône Alpes
Durée de l’opération :
24 mois (2019-2020)
Porteurs :
Christine Taviot-Gueho, Vera Constantino (Unviersité de Sao Paulo USP, Instituto de Quimica)
Soutien financier :
Budget global : 269 500 euros
Budget alloué à la structure de recherche : 10 000 euros.
Résumé :
Notre projet pluridisciplinaire a pour objectifs l'élaboration de nano-hybrides lamellaires dérivés de phases de type HDL incorporant un principe actif, ainsi que l'évaluation de potentiel de tels composés en tant que dispositif thérapeutique ou de diagnostic pour la libération contrôlée et ciblée de molécules biologiquement actives.
Ce projet repose sur une complémentarité des compétences des chercheurs français et brésiliens impliqués sur les matériaux HDL ainsi qu'en chimie pharmaceutique.
Budget alloué à la structure de recherche : 221 932 euros.
Résumé :
Le projet PLASMAREC est un projet collaboratif R&D entre l’Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF-UMR 6296) et des PME régionales : AcXys, Spherex AMC et Leygatech. L’objectif est la conception et le développement d’un procédé de traitement de poudres de type argile par voie plasma froid à pression atmosphérique, afin de faciliter leur incorporation dans des matrices polymères et d’obtenir des composites avec des performances améliorées. En premier lieu, est visée une optimisation des propriétés barrières aux gaz (oxygène, CO2…) des films d’emballage. Cet objectif est sous-tendu à deux conditions :
comprendre la chimie du plasma en présence d’un gaz oxydant ou réducteur, caractériser et maîtriser l’interaction plasma-argile,
identifier et maitriser les interactions à l’interface argile-polymère à l’origine des propriétés de améliorées du composite.
Il concerne des procédés de production de vecteurs renouvelables, utilisant les voies biotechnologiques et/ou électrochimiques, en particulier des procédés utilisant la photosynthèse
naturelle ou artificielle ou encore des procédés assurant un ressourcement de déchets végétaux peu valorisés. Dans cette logique, le projet PEM - VERT inclut l’extension de la plateforme PAVIN (« Plateforme Auvergne pour des Véhicules INtelligents ») en tant que démonstrateur de production de VERT par conversion de l’énergie solaire, la plateforme prenant alors la dénomination de Eco-PAVIN-Solaire.
Entreprise partenaire : Ecoat, Plate-forme de Roussillon
Montage Financier :
Budget global : 277 K€
Budget UCA-ICCF : 135,5 K€
Résumé :
Le projet VALCOUPENZ vise le développement d’un procédé propre et sûr de coupure d’huiles végétales fonctionnalisées utilisant une transformation enzymatique comme étape clé afin de produire des synthons « biosourcés » valorisables dans de nombreux domaines tels que la cosmétique, la détergence (tensioactifs), les matériaux polymères (résines alkydes) et les additifs. A terme, ce projet permettra d’accéder à des molécules biosourcées originales (synthons biosourcés), difficilement atteignables (ou à un coût prohibitif) à partir de ressources carbonées d’origine pétrolière, dans des conditions douces et sans avoir recours à des équipements spécialisés coûteux. Cet outil pourrait permettre aux entreprises régionales utilisant ces ressources renouvelables de rester compétitives vis-à-vis de leurs concurrents ayant moins de contraintes en termes de sécurité et de respect de l’environnement. Ce projet s’inscrit donc dans les grandes orientations scientifiques de la région Auvergne-Rhône-Alpes et du pôle de compétitivité Axelera. Ce projet a également reçu le soutien d’une entreprise dynamique et innovante (ECOAT), spécialisée dans les peintures et revêtements biosourcés.
SYMBIOSE 2018 Interaction des Systèmes Environnementaux avec les Agrosystèmes (ISEA)
Durée du projet :
36 mois
Porteur :
A.-M. Delort, G. Mailhot
Soutien Financier :
Budget Global : 2 808 K€
Résumé :
1) Mieux caractériser les milieux environnementaux : acquérir de nombreuses données chimiques (MO dissoute et particulaire, gaz à effet de serre) et biologiques (microorganismes) dans les milieux atmosphériques et aquatiques ainsi que les profils microphysique et thermodynamique du nuage précipitant pour mieux appréhender le rôle de la composition de l'eau nuageuse sur la distribution des pluies et leur impact sur les écosystèmes aquatiques et terrestres.
2) Mieux comprendre les processus bio-physicochimiques dans les différents compartiments environnementaux : Pour l’atmosphère ces processus seront ciblés dans le milieu nuage, avec un focus sur les composés azotés. Pour les milieux aquatiques, nous ciblerons les microorganismes (nanobes, bactéries, archées, protistes), acteurs essentiels dans les flux de matière organique dans le continuum eau-sol-plante.
3) Mieux comprendre les interactions entre environnement et écosystèmes. Dans ce cadre une approche métabolomique sera développée.
Des enzymes pour la chimie verte : production de polyols par voie biocatalytique
Durée du projet :
24 mois
Porteur :
à l’ICCF : Laurence Hecquet
Compagnie Partenaire : Greentech, Saint Beauzire
Soutien Financier :
Budget Global : 100 K€
Résumé :
Ce projet concerne le domaine de la chimie pour le développement durable plus précisément celui de la biocatalyse pour la synthèse de composés organiques valorisables. L’objectif est ici de produire in vitro grâce à des enzymes issues de la biomasse microbienne des polyols d’une grande diversité structurale, molécules hautement valorisables dans le domaine pharmaceutique, alimentaire ou encore dans le domaine des détergents. De plus, les substrats des enzymes utilisés pouvant être biosourcés (acides aminés ou sucres), ce procédé biocatalytique permet de répondre aux 12 principes de la chimie verte. Ce procédé innovant, original et performant offre également de nombreuses avancées pour des applications industrielles : gain en étapes, économie d’atomes et utilisation de conditions douces (milieu aqueux, pH neutre, pression atmosphérique), utilisation de biocatalyseurs recyclables (immobilisation sur des matériaux de type argiles). Les perspectives du projet visent l’application du procédé à une gamme plus étendue de molécules qui pourraient être valorisées par la société Greentech qui appuie ce projet.
SYMBIOSE 2016 Les Phytosanitaires : du champ à l'assiette
Remédiation de cocktails de pesticides par confinement de biofilms dans des bionanocomposites Argiles/Cellulose
Durée du projet :
48 mois
Porteur :
à l’ICCF : P. Besse-Hoggan / V. Prévot
Soutien Financier :
Budget Global : 90 K€
Résumé :
Développement d’un système de bioremédiation à base de biofilms de bactéries et/ou de champignons confinés au sein de bionanocomposites à base d’Hydroxydes Doubles Lamellaires (HDL) et évaluation des performances de ce système pour la dégradation de cocktails de pesticides en solution.
SYMBIOSE 2015 Les Phytosanitaires : du champ à l'assiette
Durée du projet :
36 mois
Porteur :
P. Besse-Hoggan
Soutien Financier :
Budget Global : 1800 K€
Résumé :
Les objectifs de ce projet sont :
de comprendre les mécanismes impliqués dans les processus complexes contrôlant le devenir de phytosanitaires dans le continuum végétal-sol-eaux et animal.
de relier ces mécanismes aux impacts potentiels sur des organismes cibles et / ou sentinelles ainsi que de développer des biomarqueurs / bioindicateurs de contamination.
de développer des procédés innovants de traitement / remédiation par couplage d’approche chimique et biologique afin d’éliminer les phytosanitaires, soit directement sur le champ ou dans les eaux contaminées.
Le projet SOLDE (La lumière SOLaire : son application dans des nouveaux procédés plus éco-compatibles pour la DEpollution des eaux) se situe dans la problématique liée à la protection de la ressource en eau. L’objectif principal est centré sur l’utilisation de composés d’origine naturelle dans des processus d’oxydation avancée (AOPs en anglais) pour obtenir des procédés efficaces pour décontaminer les eaux usées, mais aussi économiques et compatibles avec l'environnement.
Une des pistes les plus attractives est représentée par l’utilisation de la lumière solaire en présence de fer qui est un élément naturellement présent dans les eaux. Ce couplage permettra d’améliorer et/ou accélérer la dégradation des polluants organiques tout en assurant un cout raisonnable.
Etude de nouveaux systèmes d’éclairage, de visualisation et de communication optique combinant une approche bottom-up et une variation de la dimensionnalité des objets (1, 2 et 3D) :
♦ Développement de nouveaux revêtements composites polymère/luminophore pour l’application Eclairage LEDs - Stabilité de la qualité colorimétrique et des performances optiques dans des conditions d’usage
♦ Synthèse chimique de Nanocubes pour l'extraction de lumière et l'exaltation de fluorescence
♦ Caractérisation microstructurale des différents composites synthétisés : Luminophore(s)/HDL et Polymère/Luminophore(s)/HDL.
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