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Thèmes de recherches

Piles à combustible microbiennes


​​​​​​​​​Les changements rapides des conditions physico-chimiques de l’environnement des bactéries requièrent un ajustement de leur physiologie pouvant impliquer une modulation de l’expression de leurs gènes. Ces réponses adaptatives découlent essentiellement de la perception de signaux dans l’environnement externe de la bactérie par des senseurs et qui se traduit par l’activation de l’expression ou de la traduction des gènes requis pour surmonter le stress rencontré.

Nos travaux visent à étudier les mécanismes d’adaptation aux contraintes environnementales de trois modèles bactériens qui représentent des modalités différentes de tolérance aux stress liés à leurs habitats.

Ces thèmes de recherche s’appuient sur des approches génétique, biochimique, moléculaire, -omiques et bénéficient du développement d’outils bioinformatiques qui contribuent à une meilleure compréhension de l’écologie de ces bactéries par l’analyse de leurs génomes et de leurs réponses génomiques.

Publié le 25 mai 2016

Les piles à combustible microbiennes (PCM) permettent de transformer directement en énergie électrique l'énergie chimique contenue dans une grande variété de composés organiques. Une PCM utilise les micro-organismes qui adhèrent spontanément sur la surface de l'anode et forment un biofilm qui oxyde des composés organiques en transférant directement les électrons à l'électrode. Grâce à ce nouveau type d'électrocatalyse, découvert au début des années 2000, les PCM produisent de l'énergie électrique en oxydant toute sorte de composés organiques (acétate, acides gras volatils, alcools, (poly)saccharides…) contenus dans les environnements naturels ou qui peuvent être obtenus à partir de biomasses.

Nous nous intéressons particulièrement aux biocathodes qui représentent un verrou majeur dans l'amélioration des performances des PCM, à la compréhension des mécanismes de transfert d'électrons et aux mécanismes de maturation des biofilms et à leur persistence sur les électrodes.

Des développement biotechnologiques sont en cours avec la Direction de la Recherche Technologique (DRT) du CEA pour l'alimentation de nœuds de capteurs par les PCMs.

​Bibliogr​aphie​

  • Rousseau R, Santaella C, Achouak W, Godon JJ, Bonnafous A, Bergel A, and Delia ML. The electrochemical kinetics of high-salinity tolerant bioanodes is correlated with the structure and microbial composition of the biofilm. ChemElectroChem DOI: 10.1002/celc.201402153. 
  • Ketep SF, Bergel A, Bertrand M, Barakat MAchouak W, Fourest E. (2014) Forming microbial anodes with acetate addition decreases their capability to treat raw paper mill effluent. Bioresour Technol. 164:285-91. 
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  • Roumagnac P, Richaud P, Barakat M, Ortet P, Roncato MA, Iannello M., Cavazza C, Heulin T, Peltier G., Achouak W, Cournac L (2012) Reversible oxygen-tolerant hydrogenase carried by free-living N2-fixing Enterobacter radicincitans. Microbiology open. 1(4):349-61.
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  • Vandecandelaere I., Nercessian O., Segaert E., Achouak W., Mollica A., Faimali M., De Vos P., and Vandamme  (2008)   P. Alteromonas genoviensis sp. nov., isolated from a marine electroactive biofilm and emended description of Alteromonas macleodii (Baumann et al. 1972). Int. J. Syst. Evol. Microbiol.. 58 : 2589-96. ​