Post-Doctorante - Post-Doctorant H/F - 59

Dans le contexte actuel d'urgence des transontexte actuel d'urgence des transitions écologique et énergétique, le développement de technologies combinant la bio-séquestration des gaz à effet de serre avec la production de produits biosourcés à destination des secteurs industriel, chimique/pharmaceutique ou agroalimentaire présente un potentiel extrêmement prometteur, ainsi que des atouts majeurs pour l'économie circulaire. Un certain nombre de ces bioprocédés, tels que la production de composés à forte valeur ajoutée à partir de micro-organismes (micro-algues, fermentation...), impliquent l'utilisation de fluides intrinsèquement complexes en raison de leur nature biologique, avec une rhéologie non newtonienne et évolutive au cours du procédé. L'efficacité de la production dépend ainsi de la capacité du milieu à capter et à mélanger les composés nécessaires à la croissance du produit cultivé.

La maîtrise de l'intensification des procédés via l'optimisation des transferts de chaleur et de masse, ainsi que du mélange, représente un défi majeur, car :

· L'agitation du milieu est à la fois nécessaire au mélange, mais peut également endommager les micro-organismes à fort taux de cisaillement, ce qui dégrade le rendement et la qualité de production [1]

· Les performances de mélange sont aussi sensibles aux propriétés rhéologiques complexes et évolutives du fluide.

Il est donc nécessaire de développer des stratégies permettant d'assurer un mélange efficace avec un cisaillement imposé limité, et capables de s'adapter à la rhéologie des fluides complexes. Ce post-doctorat s'inscrit dans deux projets de recherche complémentaires visant à comprendre et exploiter de nouvelles stratégies hydrodynamiques pour l'intensification des bioprocédés :

· Le projet IFrOG explore l'utilisation de la turbulence générée par grilles oscillantes - un dispositif couramment utilisé pour l'étude de la turbulence à faible cisaillement moyen et de son interaction avec d'autres phénomènes physiques [2], [3], [4] - comme outil de mélange dans les fluides complexes. Cette approche offre des conditions d'agitation efficaces et à faible cisaillement imposé, adaptées aux organismes sensibles au cisaillement. Dans ce cadre, une précédente étude expérimentale et numérique approfondie des propriétés de la turbulence et de ses mécanismes de génération a déjà été réalisée dans des fluides newtoniens [5], et reste à transposer aux cas non newtoniens.

· Le projet BioACE, quant à lui, étudie les instabilités de Poiseuille-Rayleigh-Bénard-Marangoni [6] pour ouvrir de nouvelles voies de fonctionnement continu des bioréacteurs à haute densité cellulaire.

Ensemble, ces projets proposent une approche où la rhéologie, les techniques expérimentales avancées, et les méthodes numériques sont mobilisées pour comprendre et optimiser le mélange, les transferts, et in fine, la production de produit à haute valeur ajoutée dans des milieux biologiques complexes.