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  • Energies et transition énergétique
  • Gestion durable des ressources, bioéconomie, transition écologique
  • Matériaux, chimie, procédés et produits
  • Numérique, mathématiques

Fractionnement des Agro-Ressources et Environnement (FARE)

Unité de recherche
UMR A 0614

Présentation générale

Depuis sa création, l'Unité Mixte de Recherche (URCA – INRAE) « Fractionnement des AgroRessources et Environnement » (UMR A 0614 FARE) se consacre à la découverte et l’exploitation de mécanismes naturels permettant d’optimiser l’utilisation du carbone renouvelable dans un objectif de développement durable.

    Elle se concentre principalement sur la transformation et la valorisation de la biomasse lignocellulosique et sa production s’oriente autour de trois axes clés :

      • Déconstruction des ressources végétales lignocelluloses : par des voies enzymatiques et microbiennes, notamment dans les sols, pour maintenir leur fertilité et soutenir les services écosystémiques favorisant une production agricole durable (gestion des intrants, stockage de carbone et la réduction des émissions de gaz à effet de serre, ...)

        • Production d’agromatériaux et de molécules biosourcées :

        • via le fractionnement des lignocelluloses par des procédés biotechnologiques enzymatiques ou microbiens pour produire des molécules d’intérêt pour la chimie et l’énergie en respectant les principes de la chimie verte (bioéthanol 2G, molécules tensio-actives à base de sucres,…)
        • via l’utilisation de fibres et de polymères à partir des ressources agricoles et forestières pour créer des matériaux nanostructurés innovants aux propriétés optiques inédites (films et revêtements de protection) et de matériaux composites aux performances d’usage et environnementale particulièrement favorables (légèreté, recyclabilité, biodégradabilité,…).

        Ces approches ont permis à l’Unité de s'inscrire dans de nombreux projets visant à valoriser la biomasse sous forme de biomolécules (comme les surfactants biosourcés), de matériaux (tels que les composites pour l’automobile) et de modèles de biodégradation du carbone dans les sols (notamment en contribuant à l’élaboration du label bas carbone).

          L'organisation scientifique de l'Unité s'articule donc autour de deux domaines d'application, chacun associé à une question centrale :

          • Biomolécules & Biomatériaux : Comment concevoir et produire des biomolécules et biomatériaux innovants ?
          • Sols & Agrosystèmes : Comment mobiliser et gérer la biomasse pour assurer le bouclage des cycles biogéochimiques ?

          Ces domaines sont soutenus par trois thèmes de recherche clés : les propriétés des biomasses végétales et des produits biosourcés, l’efficience des processus et procédés de transformation de ces biomasses et les modèles et outils numériques permettant de comprendre et prédire ces transformations et leurs impacts.

            En tant qu’unité mono-équipe, FARE s'appuie sur une expertise technique et analytique reconnue dans la caractérisation de la transformation et la valorisation de la biomasse végétale lignocellulosique s'inscrivant ainsi au cœur des priorités politiques régionales et nationales, notamment en ce qui concerne la bioéconomie, la gestion et la transformation des agro-ressources, ainsi que les impacts environnementaux associés.

              L'originalité de FARE réside dans son expertise multidisciplinaire, combinant des compétences en chimie, biochimie, physico-chimie, agronomie, biogéochimie, mathématiques, biologie moléculaire, écologie et microbiologie.

                FARE est impliqué dans des projets de recherche à l’échelle internationale et européenne (ANR PRCI, Interreg, Horizon 2020), nationale et régionale. Leurs partenaires privés et publics bénéficient d’un accès privilégié à des technologies de pointe et à des expertises multidisciplinaires, renforçant ainsi son rôle de leader dans la recherche sur la bioéconomie durable.

                  Contacts

                  • M. Gabriel PAËS
                    Directeur d'unité de recherche

                  Profil d'activité

                  VALORISATION ET INNOVATION Transformation des résultats en applications concrètes et diffusion des connaissances 10%
                  TRAVAIL DE RECHERCHE Tels que la réalisation d’études, la production de connaissances et la formation à la recherche 85%
                  CONSEILS ET EXPERTISE TECHNIQUE Appui technique pour les entreprises, collectivités locales, organisations gouvernementales, non gouvernementales et internationales 5%

                  Thématiques stratégiques

                  Gestion durable des ressources, bioéconomie, transition écologique

                  • Economie circulaire
                  • Bioéconomie agricole, aquacole et forestière
                  • Séquestration et économie du carbone, analyse environnementale

                  Numérique, mathématiques

                  • Sciences des données, traitement du signal et des images
                  • Intelligence artificielle

                  Matériaux, chimie, procédés et produits

                  • Matériaux bio-sourcés
                  • Surfaces et matériaux nano-structurés

                  Energies et transition énergétique

                  • Valorisation de la biomasse, du CO2, des déchets

                  Plan et accès

                  CREA
                  2 Esplanade Roland-Garros
                  51100 Reims

                  Expertises et projets

                  Expertises / Savoir-faire

                  Microbiologie, enzymologie et omiques :

                  • Microbiologie : cultures de bactéries et champignons filamenteux, fermentations liquide et solide, physiologie microbienne
                  • Biologie moléculaire : production et purification d’enzymes sauvages et recombinantes, approches omiques (transcriptomique, génomique, protéomique, métabolomique, …)
                  • Biocatalyse : fractionnement enzymatique et physico-chimique des lignocelluloses, fonctionnalisation enzymatique
                  • Biochimie et modélisation de la déconstruction des lignocelluloses
                  • Biochimie, physico-chimie et micromécanique des parois et des fibres végétales
                  • Extraction, caractérisation et assemblages de polymères lignocellulosiques
                  • Mesure de propriétés aux interfaces
                  • Méthodes physiques et microscopiques de suivi de la diffusion d’enzymes en milieux complexes
                  • Modélisation 4D (espace + temps) de la déconstruction des parois végétales
                  • Traitement d'image 4D (3D + temps) - techniques numériques

                  Ingénierie et conception d’agromatériaux et de nanomatériaux :

                  • Production et caractérisation de nanofibrilles de celluloses
                  • Conception de matériaux nanostructurés
                  • Production de matériaux agrosourcés par extrusion et injection
                  • Modélisation des phénomènes physiques et thermiques en extrudeur
                  • Caractérisations à différentes échelles des propriétés d’usage et fonctionnelles des nouveaux matériaux

                  Biogéochimie du sol :

                  • Utilisation d’isotopes stables (13C, 15N) et analyse isotopique, analyse spectrales (UV/Vis/IR)
                  • Caractérisation chimique des sols et des litières, mesure de minéralisation du C et du N en conditions contrôlées ; quantification de biomasse végétale in situ
                  • Modélisation des cycles du carbone et de l’azote et des interactions microorganismes-substrats
                  • Agrément d’activités en confinement

                  Projets représentatifs

                  Chaires :

                  • Chaire Agroressource Fermentation Enzymes (AFERE)
                  • Chaire de Professeur Junior Fragmentation des AgroRessources et Environnement en MATériaux (FAREMAT)

                  Projets internationaux :

                    INTERREG (COMPOVERT) – BBI (ZELCOR) – FACCE (RESIDUEGAS)

                      Projets nationaux :

                      • ANR LABEL (2023 - 2026)
                      • ANR VALBIOELEC (2020 - 2025)
                      • ANR BIOMOD (2020 - 2023)
                      • ANR INTOS2 (2019 - 2022)
                      • ANR PRCE FuncLIPRO (2020 - 2023)
                      • ANR INTOS2 (2019 - 2022)
                      • CARNOT (ECoDROP, Color ANTH)
                      • PEPR : B-BEST (AMARETTO, GalaxyBioProd, FillingGaps, ElectroMIC) et FairCarboN (ALAMOD, SLAM-B, CANETE)
                      • Projet COLLECTOR

                      Projets régionaux :

                        TERBIOMAT – RESAERO – CARAMEL – PIGMENTS

                          Partenariats représentatifs

                          • Entreprises privées
                          APM / ARD / Certech / DéshyOuest / Européenne de Biomasse / FDR / La Chanvriere de l’Aube / Luzeal / Materiact / Noveal / Sciences Computers Consultants / TerraSolis / Van Robaeys Frères
                          • Académiques
                          LIA BIOMATA (INRAE & IR Scion) / LPA 4FM (FARE & FRD-LAB) / Universités à l'échelle internationale / Universités à l'échelle nationale

                          Publications : https://hal.inrae.fr/FARE

                          Brevets

                          • FR3014885 (2013) : « Composition à base de polymères agro-sourcés et biodégradables » – WO
                          • FR2967156 (2010) : « Nouveaux composes, leur procédé de préparation et leur utilisation pour la préparation de polymères utiles pour augmenter la tenue thermique de compositions polymériques » – WO, BR, CN, EP, JP, US
                          • FR2967161 (2010) : « Nouveaux oligomères, leur procédé de préparation et leur utilisation pour fluidifier et/ou améliorer la stabilité de compositions polymériques » – WO, BR, CA, CN, EP, JP, US
                          • FR2967164 (2010) : « Procédé de préparation de compositions à base de polypentosides »

                          Labellisations / Certifications

                          Institut Carnot 3BCAR

                          Technologies, services et plateformes

                          Marchés d'application

                          • Agriculture
                          • Biotechnologies
                          • Enseignement / Formation
                          • Environnement
                          • Matériaux (Métal, Verre, Céramique, Composite...)
                          • Recherche / Science

                          Types d'offres

                          • Collaboration de R&D
                          • Prestations de service
                          • Brevet / Licence

                          Équipements ouverts à la collaboration

                          • Analyseur & Traitement d’images - ImageJ/FIJI
                          • Analyseur de sorption
                          • Analyseur de spectres (Omnic)
                          • Analyseur MorFi
                          • Analyseurs thermiques (DMA, DSC, ATG)
                          • Balance de Langmuir
                          • Banc de microtraction
                          • Bioréacteur
                          • Chambre anaérobique
                          • Chromatographie d'exclusion stérique (SEC)
                          • Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
                          • Chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC)
                          • Détecteur de diffusion de lumière multi-angle (MALS)
                          • Ellipsomètre spectroscopique - Horiba
                          • Extracteur Van Soest automatisé
                          • Extrudeuse bivis de laboratoire
                          • Fermentateur en milieu solide (FMS)
                          • Film de Langmuir-Blodgett (LB) - KSV
                          • GitLab (Gestion de versions et hébergement de codes)
                          • Incubateurs de sols instrumentés
                          • Incubateurs pour cultures microbiennes
                          • Machine de traction (= Bancs de traction et d’analyse mécanique des solides)
                          • Macroscope de fluorescence - Axiozoom, Zeiss
                          • Micro-extrudeuses monovis
                          • Microinjection d’éprouvettes
                          • Microscope confocal de fluorescence
                          • Microscope à lumière polarisée
                          • Poste de sécurité microbiologique (PSM)
                          • Rhéomètre plan-plan
                          • Résonance plasmonique de surface (SPR)
                          • Scanner de dimension et morphologie des fibres
                          • Spectromètre de masse
                          • Spectrophotomètre Infra-Rouge (IR) proche et moyen
                          • Spectrophotomètre microvolume UV-visible NanoDrop
                          • Spectrophotomètres à fluorescence
                          • Spin-coater - Laurell Technologies
                          • Tensiomètres
                          • Thermocycleur (ou machine PCR)
                          • Thermocycleur en temps réel (ou machine qPCR)
                          • Traitement statistiques (Unscrambler, RStudio, Matlab, SigmaPlot...)

                          Plateforme(s) associée(s)

                          • Plateforme LADIS : Analyseurs de C et N solubles (https://fare.nancy.hub.inrae.fr/analyses-isotopiques)

                          Plateforme(s) utilisée(s)

                            Européennes :

                          • IBISBA
                          • ESRF
                          • Nationales :

                          • Plateforme de rayonnement synchrotron (SOLEIL)
                          • Plateforme STICS
                          • Plateforme MAELIA
                          • Plateforme de modélisation SOL VIRTUEL
                          • Allenvi ACBB
                          • Plateforme de biochimie environnementale (BioChemEnv)
                          • Plateforme Bioressources : Imagerie, Biochimie & Structure (BIBS)
                          • Régionales :

                          • TerraSolis/TerraLab

                          Technologies clés

                          • Matériaux avancés et actifs

                            • Modélisation, simulation et ingénierie numérique

                              • Fabrication additive

                                • Carburants de synthèse

                                  Environnement institutionnel

                                  Effectif

                                  50-55
                                  Effectif total
                                  10-15
                                  Chercheurs & Enseignants-
                                  Chercheurs permanents
                                  10-15
                                  Doctorants
                                  Post-doctorants

                                  Établissements de rattachement

                                  • Etablissement universitaire - Université de Reims Champagne-Ardenne
                                  • Autre rattachement - INRAE

                                  Pôle(s) scientifique(s)

                                  • Institut International en Bioéconomie et Environnement EXEBIO

                                  Appartenance à un groupe institutionnel

                                    Membre de diverses organisations scientifiques française et européennes :

                                  • Membre du Réseau Mixte Technologique Bouclage
                                  • Membre du comité scientifique de Rittmo Agroenvironnement
                                  • Membre du comité scientifique et technique de Terralab
                                  • Membre du Réseau Français des Parois (RFP)
                                  • Membre du réseau Nano-Phot Graduate School
                                  • Membre du pôle européen du Chanvre
                                  • Membre de la Coopération Agricole : Luzerne de France
                                  • Membres des GDRs :

                                  • GDR 3544 Sciences du Bois
                                  • GDR 2019 Solliciter LA Matière Molle (SLAMM)
                                  • DUrabilité et Matériaux BIOsourcés (DUMBIO)
                                  • Imagerie Biologique (ImaBio)
                                  • Matériaux de construction BioSourcés (MBS)

                                  Écoles doctorales