Doctorat (H/F) en Catalyse Enzymatique Supportée

Description du Poste

Sujet De Thèse

La transition vers une industrie chimique durable est de plus en plus motivée par la nécessité de réduire la dépendance aux ressources fossiles, de répondre à la demande croissante en matériaux respectueux de l’environnement et de tirer parti du vaste potentiel des matières premières issues de la biomasse. Convertir la biomasse non-alimentaire en composés d’intérêt permet d’élargir l’espace chimique renouvelable et s’inscrit dans les concepts d’économie circulaire et de bioraffinerie [Chem. Sci. 2017, 8, 4724].

Parmi les plateformes moléculaires dérivées de la biomasse, le 5-hydroxyméthylfurfural (5-HMF) se distingue par sa polyvalence dans la production d’une large gamme de produits à forte valeur ajoutée, tels que les biocarburants, les bioplastiques et les produits chimiques fins. Cependant, les procédés actuels d’oxydation du 5-HMF, souvent basés sur la catalyse thermique avec des métaux nobles, présentent des limites en raison de leur coût élevé, de leur faible sélectivité et de leur intensité énergétique. Le projet GQD-BIOCAT, soutenu par l’initiative PEPR B-BEST, propose une approche intégrée et innovante pour la valorisation du 5-HMF en combinant la photocatalyse et la catalyse enzymatique supportée au sein d’un même réacteur modulaire. Ce projet rassemble quatre unités de recherche en France : le Laboratoire Lorrain de Chimie Moléculaire à Nancy, l'Institut de Chimie Physique à Paris, l’UMRt BioEcoAgro à Lille et l’Institut Charles Gerhardt à Montpellier (ICGM).

Dans notre équipe à l’ICGM, nous concevons des matériaux poreux et fonctionnels à partir de précurseurs biosourcés, présentant des propriétés avantageuses pour l’immobilisation d’enzymes spécifiques pour la synthèse biologique de molécules à fort potentiel de valorisation [Green Chem. 22, 2020, 3727 ; CR Chimie 28, 2025, 543]. Dans le cade du projet GQD-BIOCAT, nous étudierons la co-immobilisation de photocatalyseurs biosourcés, actifs sous lumière visible, ainsi que d’enzymes de la famille des oxydoréductases dans le but de mener des réactions en cascade par catalyse hybride dans des conditions douces et durables. Nous étudierons notamment l’amination sélective du 5-HMF et de ses dérivés, tels que l’acide 2,5-furandicarboxylique (FDCA) et le 2,5-diformylfurane (DFF), pour une valorisation potentielle en polymères à haute valeur ajoutée (i.e., polyamides) ou en produits chimiques fins (i.e., diamines).

Les missions confiées au/à la doctorant.e seront :
+ Production, purification et caractérisation d’enzymes présélectionnées (déshydrogénases) ;
+ Etude de l’immobilisation des enzymes sur des supports poreux biosourcés par différentes méthodes (plan d’expérience) ;
+ Mise en œuvre et suivi de la réaction d’amination du 5-HMF (et dérivés) par voie (photo-)enzymatique ;
+ Optimisation et montée en échelle de la réaction d’amination jusqu’à 100 mL (plan d’expérience) ;
+ Participation à la mise en œuvre d’un réacteur pour le développement de la catalyse hybride avec les autres partenaires ;
+ Exploitation des données, présentation des résultats devant l’équipe encadrante et le consortium du projet au cours de réunions périodiques, participation à des conférences (inter)nationales et rédaction de rapports trimestriels.

Votre Environnement de Travail

Financement : projet collaboratif GQD-BIOCAT, soutenu par l'initiative PEPR B-BEST, impliquant quatre unités de recherche en France : le Laboratoire Lorrain de Chimie Moléculaire à Nancy, l'Institut de Chimie Physique à Paris, l'UMRt BioEcoAgro à Lille et l'Institut Charles Gerhardt à Montpellier (ICGM).

Le travail sera majoritairement effectué à l'ICGM (au moins 30 mois sur 36) au sein du bâtiment Balard (campus CNRS) à Montpellier. Le/la doctorant.e sera entouré.e d'une équipe dynamique et interdisciplinaire de 5 à 10 personnes travaillant dans les domaines de la catalyse hétérogène, de la chimie analytique, de la biochimie, de la valorisation de biomasse et de la science des matériaux au sein du département « Matériaux Poreux & Hybrides » (MPH). Des séjours courts seront prévus chez les différents partenaires, notamment au sein de l'UMRt BioEcoAgro en début de thèse (3-4 mois).

Profil recherché :
Étudiant (H/F) en Master 2A ou École d'ingénieur 3A avec formation en biochimie, chimie ou génie chimique avec connaissances souhaitées en catalyse enzymatique supportée et en chimie analytique.
Qualités requises : motivation, curiosité, rigueur, autonomie, travail en équipe.

Contraintes et risques

n/a

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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