Démarrage Octobre 2026

Durée : 3 ans
Financement : Contrat doctoral Université de Toulouse
Direction de thèse : Sylvain Galier (PR UT) Hélène Roux-de Balmann (DR CNRS)

Mots clés : bioraffinerie, microalgues, procédés membranaires, ingénierie circulaire

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet WAEster (4 laboratoires et 2 centres de transfert technologiques partenaires), financé par le Programme et Equipement Prioritaire de Recherche PEPR
B-Best France 2030 « produits biosourcés, biotechnologies industrielles, carburants durables ». L’objectif est le développement d’un procédé intégré de culture de microalgues sur effluents issus de
fermentation sombre de déchets organiques pour produire des esters éthyliques d’acides gras (EEAG), molécules de base pour l’oléochimie verte ou la production de biocarburants.
Dans une telle démarche, les étapes de séparation et de purification ont un impact significatif, leur coût pouvant atteindre 50% du coût total. Dans un précédent projet, l’extraction par solvant a été
employée pour purifier les EEAG. Or, les procédés membranaires, reconnus comme une alternative durable, sans recours au solvant et plus économes en énergie que les procédés de séparation
thermique, s’avèrent particulièrement adaptés au contexte de bioraffinerie. Leur intérêt a été démontré dans de vastes domaines pour concentrer, séparer, purifier ou déminéraliser des liquides
contenant des proportions variables d’espèces organiques (glucides, peptides, acides aminés, protéines, acides organiques, etc.) et de minéraux. Des travaux ont mis en évidence l’étroite
dépendance de leurs performances (rendement, sélectivité) à la composition du milieu, notamment sa composition ionique ou le pH. Très peu d’études ont cependant été menées sur les procédés de
filtration membranaire pour la purification des EEAG.

Dans ce contexte, les travaux proposés dans cette thèse visent à étudier l’intégration de procédés membranaires à différents niveaux dans le procédé global.
Une étude expérimentale sera nécessaire afin de comprendre la relation entre la composition des fractions, les paramètres du procédé (pH) et ses performances (rendement, pureté). Elle sera conduite
avec des solutions synthétiques de complexité croissante et des milieux obtenus à divers stades du procédé. On s’intéressera dans un premier temps à la purification des fractions d’EEAG obtenues
après transestérification. L’influence des conditions opératoires, des propriétés de la membrane et de la composition du mélange d’éléments traces sur le rendement et la pureté des EEAG obtenus après
séparation membranaire sera étudiée. Les flux secondaires seront également caractérisés en vue deleur recyclage, dans une approche d’ingénierie circulaire.

Profil du candidat : diplôme de master ou diplôme d’ingénieur avec expérience de recherche. Solides connaissances dans le domaine du génie des procédés. Esprit de synthèse, autonomie, rigueur,
aptitude au travail en équipe. Capacités rédactionnelles, maitrise de l’anglais scientifique écrit et oral.

Candidature : adresser lettre de motivation et CV (incluant coordonnées référent stage recherche) @ sylvain.galier@utoulouse.fr @ helene.roux-de-balmann@utoulouse.fr