30 projets

028 Bioéconomie - Développer les recherches et l’innovation pour la bioéconomie
029
Projet
7
BIOÉCO 2
Amplifier la recherche en technologie
et en ingénierie des procédés
20 - 60 %
20 %
90 000
Quelques chiffres
Potentiel de réduction des consommations
énergétiques et d’intrants non renouvelables,
et des émissions de gaz à effet de
serre par mise en œuvre de biotechnologies
(1)
Augmentation annuelle prévue des produits
biosourcés hors alimentation pour atteindre
une part de marché de 22 à 28 % de la
chimie en 2025 (référence 12,5 % en 2015) (2)
Nouveaux emplois prévus d’ici 2017 dans le
secteur des IAA (3)
Indicateurs et échéances
2016
Appel à projet Carnot filière
2017
Lancement d’un nouveau PIA3
Niveau TRL - [Bioéco 2-1]
Contexte et ambitions
Les biotechnologies vertes et blanches offrent la possibilité de
relever le défi de la spécificité nécessaire de la déconstruction
et des modifications de la biomasse (que celle-ci soit d’origine
agricole, issue d’une première transformation industrielle, ou
produite par un processus de recyclage). Deux fractions biochimiques
sont d’intérêt majeur dans la prochaine décennie : les
protéines [Bioéco1] et la lignocellulose, notamment la lignine
qui est aujourd’hui mal valorisée. Ces biotechnologies peuvent
éventuellement être couplées à des technologies chimiques et
physiques (notamment pour l’extraction et la purification).
Au-delà du développement de ces technologies, revisiter les
filières actuelles au profit de systèmes bioéconomiques mêlant
différents usages de la biomasse amènera à poser cinq questions
:
• les procédés de transformation peuvent-ils être extrapolés ?
La taille de la bioraffinerie la rendant plus ou moins sensible
à la variabilité des lots de biomasse, cette réponse affectera le
réexamen des procédés traditionnels (downsizing, upscaling)
avec les outils actuels d’écoconception ;
• les fonctions d’usage (alimentation, habillement, bioénergies,
hygiène, habitat, …) peuvent-elles être remplies par les «
produits et procédés bioéconomiques », dans le cadre d’une
évolution progressive par substitution iso-moléculaire ou
nécessitent-elles une rupture iso-fonctionnelle ? En découle
le besoin d’élucider les relations quantitatives structure-propriété
pour les fractions anatomiques d’intérêt, de manière à
favoriser des productions végétales adaptées à leurs usages
(liens avec [Gén1] et [Gén3]) aux dépens des productions
indifférenciées induisant des fractionnements et séparations
très poussés, donc l’occurrence de sous-produits ;
• l’articulation, à créer avec l’agroécologie, va conduire à
diversifier les biomasses disponibles : en quoi la bioéconomie
peut-elle susciter des contraintes ou de nouvelles opportunités
pour l’agriculture (diversification des systèmes de production
et des usages des terres) et plus généralement pour
la valorisation des écosystèmes ? Raisonner à une échelle
de territoire permet-il de dégager de nouvelles marges de
manœuvre pour concevoir et optimiser des bioraffineries ou
bien cela crée-t-il plus de contraintes et globalement une
perte d’efficience ? ;
• quelles sont les synergies au sein des, et entre, bassins de
production à différentes échelles spatiales et temporelles qui
devront être mises en œuvre pour assurer l’approvisionnement
en matière première ? En découlera le besoin d’évaluer
la résilience des systèmes face aux aléas (climatiques, sanitaires
ou économiques) ;
• jusqu’à présent, les méthodes et outils d’ingénierie se sont essentiellement
concentrés sur des optimisations économiques
ou énergétiques. La situation nouvelle que met en lumière la
bioéconomie est double : d’une part, une plus grande agilité
sera attendue dans la conception et le pilotage de systèmes
qui ne seront pas figés à moyen ou long terme ; d’autre
part, le premier critère devient sans doute la résilience aux
contraintes externes, par définition non prédictibles.
Evaluer les performances de la bioéconomie demandera d’agréger
des données issues de trois types : - territoriales, liées à la
biomasse, ou associées à sa transformation - d’où un lien avec
le big data et l’axe [Num]. Les variations liées au contexte de
production créent des situations différentes (c’est une différence
avec les ressources fossiles, souvent plus homogènes) dont il
faut tenir compte pour avérer la durabilité et la compétitivité
des systèmes et pour nourrir des expérimentations in silico destinées
à tester une diversité de situations possibles en termes de
combinaisons de biomasse et de procédés.
Livrables et attendus
• Agents biotechnologiques (enzymes, micro-organismes et
consortia microbiens) en lien avec des industriels équipementiers
(logiciels, fermenteurs, réacteurs).
• Relations quantitatives structure-propriété pour les molécules
et les matériaux biosourcés de manière à atteindre le niveau
actuel de connaissance des produits pétrosourcés.
• Démonstrateurs et pilotes de bioraffineries et production de
molécules plateformes biosourcées.
• Quantification de l’efficience énergétique de l’usage de l’eau,
des procédés et des systèmes des industries manufacturières
(réduction des besoins énergétiques de procédés de production
existants ou recherche de procédés alternatifs plus économes
en énergie ou en émissions de CO 2
) et de récupération
et transport des chaleurs fatales.
Actions
La forte proximité de [Bioéco 2] avec la compétitivité des entreprises
et leur localisation en Europe conduit à privilégier des
actions ciblées.
[Bioéco 2-1] Développer des recherches sur les procédés et
les biotechnologies. TRL 3-8, en privilégiant l’ouverture des
démonstrateurs existants.
[Bioéco 2-2] Soutenir, amplifier et mettre en réseau par un
nouveau Programme d’investissements d’Avenir les plateformes
technologiques issues des appels à projets de BPI et du
PIA1 (ANR, Ademe, CDC).
[Bioéco 2-3] Lancement d’un appel à projets « filière « des
Instituts Carnot dédié aux PME et ETI
Acteurs
• Organismes publics de recherche : CIRAD, INRA, CNRS, IRSTEA,
IFPEN, CEA, INRIA et leurs instituts Carnot (LISA, 3BCAR, Qualiment,
CEA-LETI, ICEEL, IRSTEA, Polynat).
• Enseignement supérieur : AgroParisTech, Ecoles de Chimie,
INSA-Toulouse.
FINANCEMENTS :
ADEME, ANR, BPI, OSEO, dispositif Carnot, H2020 (FET, KET,
ERA-NET)
1. The rise of the bio-based
economy. Friends of Europe &
Novozymes. 2012.
2. Bio-economy Observatory :
https://biobs.jrc.ec.europa.eu/-
ADEME, 2015
Marchés actuels des produits
biosourcés et évolutions à horizons
2020 et 2030 .
3. http://www.entreprises.gouv.fr/
conseil-national-industrie/la-filierealimentaire
#AgricultureInnovation2025
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