Description du sujet de thèse

Capture du CO2 par les cyanobactéries et adaptation au changement climatique
Trouver un moyen de capter et de stocker le CO2 est un enjeu planétaire actuel. L’utilisation d’organismes photosynthétiques comme les cyanobactéries est une solution naturelle envisagée. De par leur capacité à effectuer la photosynthèse mais également de par leur concentration sur Terre, les cyanobactéries ont un impact crucial sur l’atmosphère. Elles sont d’ailleurs à l’origine de l’apparition de l’O2. Les cyanobactéries absorbent également le CO2 lors de la photosynthèse, et ce, plus efficacement que les plantes. Elles peuvent donc jouer un rôle clé dans le développement des technologies de capture du CO2. Avant cette étape, il faut comprendre et surtout mesurer précisément la quantité de CO2 capturée par ces micro-organismes, données encore mal quantifiées dans la littérature. Il faut également noter que cette capture peut également varier d’une espèce à l’autre.
L’étude comportera trois objectifs : 1-Développer des outils pour mesurer de manière précise le CO2 capturé par les cyanobactéries. 2-Mesurer la capture de différentes cyanobactéries présentant des caractéristiques différentes. 3-Etudier l’impact du réchauffement climatique sur la capture du CO2 et sur le métabolisme des cyanobactéries.
Dans ce projet, notre objectif est de contribuer à la réponse au défi sociétal du changement climatique, et plus particulièrement celle qui concerne la capture du CO2. Le ou la doctorante mettra en place une nouvelle méthodologie expérimentale pour réaliser un bilan de masse du carbone dans la biomasse, la phase liquide et la phase gazeuse d’une culture cellulaire. Nous modéliserons cette capture avec les paramètres issus de mesures réalisées à l’échelle du laboratoire, idéalement ce modèle sera étendu à une plus grande échelle.
Le doctorant (H/F) devra être motivé et attiré par l’interdisciplinarité ; il sera co-encadré par une équipe de biophysiciens au Laboratoire de Physique des Solides de l’Université Paris-Saclay (équipe TICE) et une microbiologiste, travaillant dans une équipe spécialisée dans la culture, l’étude de la physiologie et le métabolisme des cyanobactéries (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule, CEA-Saclay). Il bénéficiera d’une bourse 80 Prime 2024 de la Mission pour les Initiatives Transverses et Interdisciplinaires du CNRS.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Physique des Solides est une unité mixte de recherche (UMR 8502) de l'Université Paris-Saclay et du CNRS. Il est affilié à l'Institut de Physique du CNRS et à la 28e section du Conseil National des Universités. Le LPS est membre de la Fédération Friedel-Jacquinot, structure de coordination de la physique sur le plateau du Moulon à Orsay (IdF).
Il regroupe une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs, expérimentateurs et théoriciens, et l'activité de recherche est soutenue par une soixantaine d'ingénieurs, techniciens et administratifs.
Le laboratoire accueille chaque année un grand nombre d'étudiants de premier et deuxième cycle dont de nombreux doctorants, ainsi que des chercheurs en postdoctorat et des scientifiques invités. Le laboratoire couvre une plus grande variété de sujets que son nom ne le suggère, et vise à aborder toute la diversité de la physique de la matière condensée. L'activité de recherche s'organise autour de trois grands axes, qui impliquent chacun à peu près le même nombre de scientifiques :
• Nouveaux états électroniques de la matière
• Phénomènes physiques aux dimensions réduites
• Matière molle et interface physique-biologie
Dans le premier axe sont regroupées des études tant expérimentales que théoriques ayant trait aux propriétés des systèmes dans lesquels les corrélations électroniques sont généralement fortes et qui sont sièges de propriétés remarquables et d'états électroniques non conventionnels tels que la supraconductivité, le magnétisme, les transitions métal-isolant etc.
Dans le deuxième se retrouvent les activités relevant des « nanosciences » au sens large. Elles sont ici abordées du point de vue des propriétés fondamentales, lorsque les dimensions d'un objet deviennent aussi petites que certaines distances caractéristiques (longueur de cohérence, libre parcours moyen, …).
Le troisième axe, étend le concept de « matière molle » à des systèmes biologiques. Les thèmes vont donc des systèmes complexes aux tissus vivants, des cristaux liquides aux mousses, en passant par les polymères ou les systèmes granulaires. Ces études physiques sont à l'interface avec la physico-chimie et la biologie.
Le travail de recherche s'effectuera au sein de l'équipe TICE du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS-UMR 8502) et au sein de l'équipe Biology and Biotechnology of Cyanobacteria de l'I2BC (CNRS-UMR 9198) . Ce projet de recherche bénéficie d'un financement du CNRS à travers les programmes interdisciplinaires de la MITI.