Thèse Contribution des Enzymes de Remodelage des Pectines à la Production de Bio-Détergents à Partir de la Pulpe de Betterave Enzypulp H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Picardie - Jules Verne École doctorale : Sciences, Technologie, Santé Laboratoire de recherche : BIOPI - Plant Biology and Innovation Direction de la thèse : Catherine RAYON ORCID 0000000208779675 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-22T23:59:59 Le marché européen de la détergence (48 milliards d'euros) repose majoritairement sur des molécules pétrosourcées, notamment des polymères d'acide acrylique utilisés comme additifs hydrosolubles. Pour réduire l'impact environnemental et la dépendance au pétrole, il est nécessaire de développer des alternatives locales et biosourcées. Les pectines, polysaccharides végétaux constitués d'acides carboxyliques, représentent une option prometteuse pour remplacer ces polymères.

La France est le deuxième producteur mondial de betteraves sucrières, dont plus de 50 % sont cultivées en Hauts-de-France. Après extraction du sucre, la pulpe de betterave est principalement destinée à l'alimentation animale, un débouché en recul avec la baisse de la consommation de viande en Europe. Or, cette pulpe contient environ 20 % de pectines (matière sèche). Leur valorisation en produits à haute valeur ajoutée permettrait d'exploiter une ressource locale abondante, de renforcer la filière betteravière et de répondre aux enjeux environnementaux et sociétaux.

Le projet de thèse ENZYPULP vise à déstructurer les pectines de la pulpe de betterave par des cocktails enzymatiques (pectine méthylestérase, pectine acétylestérase, polygalacturonase, arabinanase), à caractériser les oligomères obtenus et à les évaluer comme alternatives biosourcées aux agents rhéologiques pétrosourcés utilisés en détergence.
Le marché de la détergence en France représente 6 Milliards d'euros et il devrait atteindre 10 milliards d'euros d'ici 2030.
Les détergents sont des produits issus de la pétrochimie. Ils contiennent des polymères d'acides acryliques qui peuvent être des additifs rhéologiques avec des propriétés antitartres/anticalcaires. La production de ces produits pétrosourcés, qui ne seront plus autorisés d'ici 2035, génère de fortes émissions de CO2, ce qui est néfaste pour notre environnement. Il est donc indispensable de trouver des solutions alternatives afin de diminuer notre dépendance au pétrole et augmenter notre décarbonation industrielle.

La France est le premier producteur européen de sucre de betterave (4 Mt/an) et le second producteur mondial de betteraves sucrières (31 Mt/an), (cultures-sucre.com, 2023). La betterave sucrière fournit environ 20% du sucre mondial. Mais après extraction du sucre, le principal co-produit, qui est la pulpe de betterave (8.6Mt/an), est peu ou mal valorisé. La pulpe de betterave, qui est majoritairement composée de polysaccharides (20% pectines, 30% hémicelluloses and 25% cellulose), est alors dédiée à l'alimentation animale, méthanisation et/ou comme épandage sur les sols. Mais cette demande diminue (Whale et al., 2023), et de nouvelles voies de valorisation de la pulpe de betterave sont donc d'un intérêt économique majeur.

Les pectines sont des polysaccharides complexes, riches en résidus d'acide galacturonique, et organisés en quatre groupes distincts : les homogalacturonanes (HG), les rhamnogalacturonanes-I (RG-I), les rhamnogalacturonanes-II (RG-II) et les xylogalacturonanes. Les HG qui représentent environ 65% des pectines, peuvent-être méthylestérifiés en position C6 et acétylés en position O-2 et/ou O-3 au sein des unités d'acide galacturonique (Atmodjo et al., 2013). Les RG-I, qui représentent 20 à 35% des pectines, peuvent être également acétylés en O-2 et/ou O-3 (Atmodjo et al., 2013). Le degré de méthylestérification et celui d'acétylation de ces polysaccharides peuvent être modulés par l'action des pectine méthylestérases (PME, EC 3.1.1.11) et acétylestérases (PAE, EC 3.1.1.6). Les pectines sont également des polymères de hauts poids moléculaires, ce qui nécessite l'action de dépolymérases, telles que les polygalacturonases (Endo-PGs, EC 3.2.1.15 et Exo-PGs, EC 3.2.1.67), rhamnogalacturonanes hydrolases (RGH, EC 3.2.1.171), arabinanases (ABN, EC 3.2.1.99) et galactanases (GAN, EC 3.2.1.89) pour leur utilisation (Bonnin et al., 2014).
L'utilisation de molécules biosourcées telles que les pectines, polysaccharides végétaux, pourrait être une alternative à l'utilisation des agents dispersants vendus actuellement sur le marché. En effet, les pectines par leur structure (polymères d'acides carboxyliques) pourraient remplacer les polymères d'acides acryliques pétrochimiques. Cependant les pectines sont de gros polymères qui nécessite une dégradation à l'aide de cocktail enzymatique pour remplacer les polymères d'acides acryliques.
Le projet ENZYPULP propose une nouvelle méthode d'extraction des pectines de betterave à l'aide de cocktails enzymatiques d'origine végétale (betterave, Arabidopsis).
L'amélioration des propriétés de solubilité et acidobasiques des pectines de la betterave sucrière permettra ainsi une valorisation non-alimentaire de ce produit biosourcé en tant qu'additif antitartre, séquestrant de cations divalents à destination du marché de la détergence.
Les objectifs techniques respectueux de l'environnement s'articulent comme suit :
- Production d'enzymes végétales déstructurant les pectines et développement des mélanges enzymatiques efficaces
- Mode d'action des cocktails enzymatiques sur la pectine de betterave
- Caractérisation des propriétés interfaciales des oligomères de pectines issus de la déstructuration des pectines
- Utilisation des pectines digérées par ces cocktails enzymatiques dans la fabrication des additifs rhéologiques dédiés à la détergence
Le projet ENZYPULP utilisera des outils de biochimie (expression hétérologue dans Pischia pastoris et cellules HEK , purification par chromatographie d'affinité, enzymologie, rhéologie, texturométrie), mais aussi des outils de chimie analytique (RMN1H, LC-MS-MS), cristallographie et bioinformatique.

Le/La candidat(e) possèdera des connaissances en biochimie (expression hétérologue, purification de protéines, enzymologie), dans le domaine des techniques de rhéologie et de texturométrie seraient un plus, et des connaissances en biologie/physiologie végétale et biochimie structurale seraient particulièrement appréciées. Le/la candidat(e) devra faire preuve de capacités d'adaptation (2 équipes d'accueil), d'autonomie et de curiosité scientifique sur ce sujet pluridisciplinaire. Le/La candidat(e) devra être mobile (Amiens, Arras, Roscoff, Marseille).

Master en biologie des plantes ou biochimie
L'étudiant(e) devra fournir :
1- CV et lettre de motivation
2- Relevés de notes des 3 dernières années d'études dont l'année de L3 ou équivalent
3- Diplômes de la Licence et du Master ou équivalents
Les étudiant(e)s n'ayant pas encore validé leur M2 devront fournir les relevés de notes du premier semestre du M2.
4- Lettre d'appréciation du responsable de stage et de celui du responsable de la formation, précisant le classement du candidat et l'effectif de la promotion.

Merci d'envoyer l'ensemble des documents demandés, sous la forme d'un seul fichier pdf à ****@****.** et ****@****.**