Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Dans le cadre de ce projet, deux expériences ont été réalisées à la ferme expérimentale de l’Université Laval à Saint-Augustin-de-Desmaures visant à améliorer l’extraction des sucres solubles de la biomasse du millet perlé sucré et du sorgho sucré pour une éventuelle production de bioéthanol. L’expérience de 2013 a démontré que l’imprégnation de la biomasse hachée lors d’un premier pressage avec du jus déjà extrait n’a pas amélioré le rendement en jus des deux plantes et les taux d’extraction des sucres (fructose, glucose, sucrose et sucres solubles totaux) n’ont pas été améliorés suite à cette imprégnation. Les taux d’extraction des sucres solubles totaux de la biomasse du sorgho sucré et du millet perlé sucré sont de 26,5% et 28%, respectivement. L’expérience de 2014 avait pour objectif de déterminer l’effet de l’imprégnation de la bagasse du millet perlé sucré et du sorgho sucré sur le taux d’extraction des sucres. Les résultats ont démontré que l’extraction des sucres résiduels est meilleure avec l’utilisation de l’eau pour l’imprégnation de la bagasse pour un deuxième pressage qu’avec le recyclage du jus de premier pressage. Cependant, la durée de l’imprégnation de la bagasse n’a aucune influence sur l’extraction de ces sucres. En imprégnant la bagasse avec de l’eau, environ 36% et 47,5% des sucres solubles totaux ont été extraits de la biomasse du sorgho sucré et du millet perlé sucré, respectivement. / Two experiments were conducted at the Université Laval experimental station in Saint-Augustin-de-Desmaures to improve soluble sugars extraction from sweet pearl millet and sweet sorghum biomass for an eventual production of bioethanol. The 2013 experiment revealed that wetting the chopped biomass for a first pressing, with the already extracted juice, did not improve the juice yield of both crops. Also, the sugars (fructose, glucose, sucrose, and total soluble sugars) extraction rates have not been improved. The extraction rate of total soluble sugars from the biomass of sweet sorghum and sweet pearl millet were 26.5% and 28%, respectively. The objective of the 2014 experiment was to determine the effects of wetting sweet pearl millet and sweet sorghum bagasse on sugars extraction rates. Results demonstrated that the use of water is more efficient in extracting residual sugars than recycling the first pressing juice. However, the wetting duration has no effect on the extraction of these residual sugars from the bagasse. When using water for impregnation, about 36% and 47.5% of total soluble sugars were extracted from sweet sorghum and sweet pearl millet biomass, respectively.

Les perturbations naturelles font partie intégrante de l’aménagement des forêts boréales canadiennes. Des débouchés doivent être trouvés pour les quantités importantes de bois provenant d’arbres dégradés ou morts. Une option prometteuse est la bioénergie. Cependant, il est essentiel de regarder la rentabilité de cette filière. Une approche par étude de cas a été réalisée pour évaluer la rentabilité d’une usine de bioénergie qui utilise de la biomasse dégradée, dans la province de Québec (Canada), en s’approvisionnant sur les mêmes territoires que les usines de sciage et de pâte. Les opérations forestières de récolte et transport ont été simulées. La rentabilité d’un scénario témoin, pour lequel seulement la récolte de bois marchand destiné au sciage et à la pâte et qui laisse les arbres trop dégradés intacts, a été comparée à la rentabilité d’un scénario transformant les arbres dégradés en bioénergie, tout en transformant les arbres sains en sciage et pâte. Aussi, l’effet de la répartition des coûts fixes sur un plus grand volume de bois a été évalué. Les bénéfices de la récolte de biomasse pour la bioénergie, en termes de réduction de l’intensité des travaux de préparation de terrain, a aussi été évaluée. Les résultats montrent qu’au prix actuel du marché, dominé par les granules de bois, la récolte de bois morts ou dégradés pour faire de la bioénergie n’est pas aussi rentable que de laisser les arbres debout, non coupés. Le scénario de bioénergie reste rentable lorsque le niveau de dégradation moyen est modéré. Aussi, la répartition des coûts fixes sur un plus grand volume de bois a permis de réaliser des économies de 2.83$C/m3 en moyenne. Finalement, la récolte de biomasse pour la bioénergie a permis de réaliser des économies allant de 0 à 500$/ha, en évitant des coûts de préparation de terrain.

Une des barrières à l'adoption et au déploiement de la bioénergie est la complexité, réelle ou perçue, pour mettre en place des chaînes d'approvisionnement en biomasse. Les acteurs industriels qui désirent pénétrer et contribuer au marché de la bioénergie et aux chaînes d'approvisionnement peinent à avoir une vue d'ensemble claire pour prendre des décisions d'affaires même en présence d'une volonté politique certaine soutenant la bioénergie. Dans la présente étude, des entrevues semi-dirigées et un sondage ont permis de révéler que les principaux enjeux freinant le déploiement de la filière sont reliés aux distances de transport entre les sources de biomasse et les consommateurs, à l'intérêt du public face à cette alternative énergétique et à la demande pour la biomasse au Québec. Les pistes de solutions identifiées par les acteurs du milieu comprennent notamment des mesures de décentralisation des points de chute et des mesures de soutien financier aux producteurs de biomasse. À la lumière des enjeux soulevés, des modèles d'affaires basés sur des applications industrielles et sur le chauffage résidentiel, industriel, commercial et institutionnel ont été développés, incluant des alternatives de production de chaleur et de cogénération. Le déploiement de ces modèles d'affaires permettrait de fournir une solution aux pointes de consommation sur le réseau électrique québécois et d'atténuer les changements climatiques en substituant davantage d'énergies fossiles dans le nord-est américain. Le constat d'échec lié à la stagnation du développement de la filière de la biomasse depuis près de deux décennies au Québec démontre que ce développement ne peut pas être soutenu uniquement par l'entrepreneuriat privé. En considérant les actions étatiques des pays où la filière s'est concrètement développée, une intervention forte de l'État serait nécessaire pour engager ce développement au Québec. Sans cette intervention supplémentaire, les seuls modèles d'affaires qui semblent jouir d'un potentiel de croissance actuellement significatif correspondent aux brûleurs acéricoles/agricoles et aux procédés industriels. / One of the main barriers of the adoption and deployment of biomass is the complexity, real or perceived, of setting up biomass supply chains. Industrial players who wish to enter and contribute to the bioenergy market and supply chains struggle to have a clear overview to make business decisions even in the presence of a political will that supports bioenergy. As part of the current study, semi-directed interviews and a survey revealed that the main issues hampering the deployment of the sector are linked to transport distances between biomass sources and consumers, public interest in this energy alternative and demand for biomass in Quebec. The possible solutions identified by stakeholders in the sector include, among others, measures to decentralize drop-off points of raw materials and financial support for biomass producers. In the context of the identified issues, business models based on industrial applications and residential, industrial, commercial, and institutional heating will be presented including alternatives for heat production and cogeneration as well as deployment scenarios in urban centers in the province. In some of the business models, Hydro-Quebec's partnership in cogeneration projects would support the deployment of the biomass sector. Moreover, these business models would offer a solution regarding the future power supply issues for Hydro-Quebec and a solution to mitigate climate change by substituting more fossil fuels in north-eastern America. The observation of failure linked to the stagnant biomass sector for almost two decades in Quebec demonstrates that the sector cannot be supported solely by private entrepreneurship. Considering the actions of the state in the countries in which the development of the biomass sector has been successfully completed, strong state intervention would be necessary to initiate this development in Quebec. Without this additional intervention, the only business models that currently seem to enjoy significant growth potential correspond to maple/agricultural burners and industrial processes.

Dans le registre des enjeux environnementaux contemporains, les questions énergétiques se classent aisément en tête de liste. Le secteur forestier est appelé à augmenter sa contribution au bilan énergétique québécois dans le répertoire des énergies renouvelables. En effet, le contexte économique actuel, la croissance générale de la demande énergétique, la volonté d'abandonner graduellement les combustibles fossiles et de nombreuses considérations environnementales soutiennent ce constat. La biomasse permet, entre autres, de limiter les émissions de gaz à effet de serre et d'agir comme outil de développement économique régional. Récemment, le gouvernement du Québec, par l'entremise de diverses actions, a mis de l'avant des politiques et des programmes afin de supporter le déploiement de la filière bois-énergie. Or, selon la littérature consultée, il manque actuellement des connaissances et des articulations entre plusieurs aspects de la filière afin d'en assurer le succès. De plus, les mesures potentiellement envisageables visant à stimuler de nouveaux marchés liés à l'utilisation de la biomasse semblent peu développées. En s'appuyant sur des enjeux environnementaux, sociaux et économiques, ce projet de recherche a pour objectif d'identifier et d'articuler les déterminants d'une politique sur l'utilisation de la biomasse forestière à des fins énergétiques afin d'éclairer les décideurs gouvernementaux au Québec. La démarche passe par la détermination des facteurs incitatifs et limitatifs à la mise en oeuvre et au développement du marché des bioénergies au Québec. La démarche appliquée, de type recherche inductive, aborde cinq grandes thématiques soit les facteurs: économiques; techniques; environnementaux; sociaux et d'acceptabilité sociale; ainsi que politiques et institutionnels de la filière. Il s'agit d'une approche exploratoire utilisant des méthodes qualitatives. Elle a permis de construire, à partir du point de vue des acteurs, un état des lieux donnant un panorama de la situation au Québec. Ce panorama sera analysé pour en tirer les grands déterminants à considérer pour guider les politiques dans ce champ d'activités ou pour identifier des domaines nécessitant plus d'investigation.

Des essais sur le pressage du millet perlé sucré et du sorgho sucré pour l’extraction de sève pour une production éventuelle de bioéthanol ont été effectués en 2009 et 2010. Les essais préliminaires de l’été 2009 ont démontré l’efficacité de la presse à vis pour l’extraction de sève ainsi qu’une meilleure performance avec l’utilisation d’une biomasse finement hachée. Les essais de 2010 ont été effectués à Sainte-Anne-de-Bellevue (Montréal) et à Saint-Augustin-de-Desmaures (Québec) afin de déterminer l’effet de différentes pressions (35, 45 et 55 psi) et de deux moments de récolte et de pressage (avant-midi et après-midi) sur l’extraction de la sève, la teneur et le rendement en sucres du millet perlé sucré et du sorgho sucré. Les résultats ont démontré que l’extraction de sève et la teneur en sucres sont plus élevées chez le sorgho sucré que chez le millet perlé sucré et qu’une pression entre 45 et 55 psi était optimale pour le taux d’extraction et le rendement en sève alors que la pression n’a aucune influence sur la teneur en sucres. La récolte et le pressage effectués en après-midi ont permis d’obtenir des teneurs plus élevées en sucres qu’en avant-midi à un site sur deux. Ces résultats démontrent que le millet perlé sucré et le sorgho sucré représentent une alternative intéressante pour la production de sève qui pourrait être utilisée pour la production de bioéthanol. / Trials related to the extraction of juice from sweet pearl millet and sweet sorghum for bioethanol production were carried out in 2009 and 2010. In summer of 2009, preliminary investigation resulted in a better performance of a specific screw press along with using finely chopped biomass. Based on these results, experimental studies have been done in summer 2010 with a screw press in Saint-Anne-de-Bellevue (Montreal) and Saint-Augustin-de-Desmaures (Quebec). The effects of various compressive forces (35, 45, and 55 psi) as well as a comparison between biomass harvested and pressed in the morning and in the afternoon have been investigated. Results showed a positive impact of a higher pressure on juice extraction. A compressive force between 45 and 55 psi was found to be optimal for juice extraction. However, the compressive force has no effect on juice sugar concentration. Juice of sweet sorghum has higher sugar concentration than that of sweet pearl millet and was also extracted more easily and in a higher volume. Also, pressing in the afternoon was found to be better in terms of sugar concentration of the extracted juice. The results show that sweet pearl millet and sweet sorghum represent an interesting alternative for bioethanol production.

Des essais ont été réalisés en 2010 à Saint-Augustin-de-Desmaures et à Sainte-Anne-de-Bellevue afin de comparer deux espèces destinées à la production d’éthanol (millet perlé sucré/sorgho sucré), deux dates de récolte (août/septembre) et quatre délais entre le hachage et le pressage (0,5, 2, 4 et 6 heures) sur le rendement en biomasse et en sucres et sur la valeur nutritive du fourrage et de l’ensilage du résidu pressé. Le sorgho sucré représente une meilleure source de sucres comparé au millet perlé sucré. La récolte réalisée en août permet d’obtenir un fourrage et un ensilage des résidus pressés de meilleure valeur nutritive, alors que celle effectuée en septembre permet de maximiser le rendement en biomasse et en sucres. Le délai entre le hachage et le pressage n’affecte pas la teneur et le rendement en sucres du jus. Les ensilages fabriqués à partir du résidu pressé des deux espèces se sont bien conservés. / Field studies were conducted in 2010 at Saint-Augustin-de-Desmaures and Sainte-Anne-de-Bellevue to compare two crops potentially used for ethanol production (sweet pearl millet/sweet sorghum), two harvest dates (August/September), and four delays between mowing and pressing the biomass (0.5, 2, 4, and 6 hours) for biomass and sugar yields and nutritive value of the forage and silage made with the residue. Sweet sorghum is a better source of sugar than sweet pearl millet. The harvest in August produces a forage and a silage of greater nutritive value, whereas the harvest in September maximizes biomass and sugar yields. The delay between mowing and pressing the biomass had no significant impact on yield and sugar concentration of the juice. Silages made from the pressed forage material of both species were well preserved.

Les usines de bioénergie devraient jouer un rôle important dans la production d'énergie verte à partir de la biomasse forestière. Pour intégrer l'usine de bioénergie dans la chaîne d'approvisionnement forestière, l'industrie a besoin de nouveaux investissements ainsi que de la conception et de la gestion de la chaîne de valeur. D'un autre côté, les incertitudes associées aux nouveaux produits sur le marché peuvent ajouter des risques supplémentaires à un investissement aussi important dans la chaîne d'approvisionnement forestière instable. Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier la conception du réseau de bioénergie forestière dans un contexte déterministe et stochastique. La première partie de la thèse propose une plate-forme expérimentale pour intégrer la conception et le pilotage de la chaîne de valeur puisque le nouveau design ne sera réalisable que s'il considère au préalable la planification. La plateforme a inclus plusieurs actions collaboratives entre tous les partenaires impliqués dans la chaîne d'approvisionnement. Cette plateforme est la base d’un nouvel outil éducatif appelé jeu de transport. Ensuite, la plate-forme a été utilisée pour concevoir un réseau optimisé de bioénergie forestière. La chaîne d'approvisionnement forestière de Terre-Neuve, composée de quatre acteurs majeurs de l’industrie forestière, a été considérée comme notre étude de cas. La rentabilité de l'ajout de nouvelles installations de bioénergie ainsi que de nouveaux terminaux dans plusieurs emplacements potentiels ont été évalués. Enfin, à la troisième partie de la thèse, nous repensons le réseau bioénergétique en tenant compte de l'incertitude de la demande et des prix de tous les produits finaux de la nouvelle chaîne de valeur. Plusieurs bioprocédés potentiels avec différentes technologies ont été évalués dans notre étude de cas. Pour fournir une solution tenant compte du risque, nous avons développé deux nouveaux modèles de gestion des risques. Les résultats dans les trois parties ont clairement démontré l'impact de la planification intégrée, des usines de bioénergie et de la collaboration sur l'amélioration de la performance de la chaîne d'approvisionnement forestière. En général, le travail accompli dans ce projet permettra une transformation en douceur de la chaîne d'approvisionnement forestière en tenant compte des risques d'investissement. En ce qui concerne les résultats obtenus grâce aux études de cas, nous croyons que la plateforme et les approches proposées dans cette thèse peuvent être considérées comme des outils novateurs et pratiques pour le problème de la conception des réseaux de bioénergie forestière. / Bioenergy plants are expected to play an important role in green energy production from forestry biomass. To incorporate bioenergy plant in the forest supply chain, the industry requires new investments as well as new value chain design and management. On the other side, the uncertainties associated with demand and price of new products in the market may add risks to such large investment in current forest supply chain. Hence, the main objective of this thesis is to analyze and to propose new design of the forest bioenergy network in both a deterministic and a stochastic context. The first part of the thesis has proposed four optimization models for strategic, tactical and operational planning levels of the supply chain. The models have included several collaborative actions between all involved stakeholders of the supply chain. They have been integrated in a new educational tool called hierarchical transportation game. In the second part of the thesis, we have integrated the developed optimization models to propose an integrated value chain design and value chain management optimization model. This model has been used to analyze a forest bioenergy network in Newfoundland. Newfoundland forest supply chain comprising four major stakeholders was considered as our case study. The profitability of adding a new bioenergy plant as well as new terminals in several potential locations have been evaluated. Finally, in a third part of the thesis we have proposed the bioenergy network taking into account uncertainty on demand and price of all final products of a new value chain. Several potential bioprocesses with different technologies have been evaluated for our case study. To provide a risk-averse solution, we have proposed two risk management models. The results from the three parts of the thesis have demonstrated the impact of integrated planning, bioenergy plants and collaboration on improvement of forest value chain. In general, the work in this thesis can support an efficient transformation of the forest supply chain considering investment risks. The optimization models and approaches proposed in this thesis are novel and practical for the forest bioenergy network design problem.

Propulsée par la crise énergétique, la production de jatropha, plante oléagineuse cultivée comme biocarburant, a bénéficié d’investissements massifs à l’échelle globale à partir de 2007. Cette expansion est due à la fois aux politiques énergétiques incitatives, au soutien économique des différents gouvernements et à la puissance du lobby industriel. L’objectif des pays non-producteurs de pétrole de réduire une partie de leur facture énergétique par la production des biocarburants se conjugue à l’intérêt des investisseurs nationaux et étrangers face aux nouvelles opportunités de profit que représente la compensation des émissions de carbone à travers les plantations de jatropha. Adoptant une perspective multiscalaire et une approche issue de l’écologie politique et de l’anthropologie du développement, l’étude de cas proposée dans cette thèse examine les rôles et les implications économiques et politiques des différents acteurs nationaux et transnationaux (État malien, institutions transnationales, secteur privé, organismes non gouvernementaux) associés à la promotion et à la production du jatropha comme culture énergétique au sud du Mali, tout en offrant une analyse critique des discours qu’ils produisent et de la configuration développementiste sur laquelle ils s’appuient. Le dispositif de gouvernance internationale de l’environnement, faisant appel à la fois aux stratégies discursives et aux pratiques normatives de la lutte aux changements climatiques, est examiné afin de comprendre comment il participe à la construction des politiques publiques en faveur des biocarburants en général et du jatropha en particulier. Les mécanismes politiques et économiques impliqués dans la mise en place de la filière jatropha sont également étudiés, à la lumière de leurs impacts sur les dynamiques socioéconomiques locales. En dernier lieu, cette thèse démontre comment, face à la tentative d’intégration « participative » et subventionnée des producteurs paysans contractuels à l’économie de marché, ces derniers, déçus par les faibles rendements et les revenus insignifiants associés à la culture du jatropha, opposent une résistance passive en abandonnant progressivement les plantations de jatropha ou en détournant les petites quantités récoltées au profit de la transformation domestique en savon par les femmes. / Propelled by the energy crisis, the production of jatropha, an oilseed plant cultivated as a biofuel, has benefited from massive investments on a global scale since 2007. This expansion is due to both incentive energy policies, the economic support of various governments and the power of the industrial lobby. The objective of non-oil-producing countries to reduce part of their energy bill through biofuel production is combined with the interest of national and foreign investors in the new profit opportunities offered by offsetting carbon emissions through jatropha plantations. Adopting a multiscalar perspective and an approach derived from political ecology and development anthropology, the case study proposed in this thesis examines the roles and economic and political implications of the various national and transnational actors (state of Mali, transnational institutions, private sector, non-governmental organizations) associated with the promotion and production of jatropha as an energy crop in southern Mali, while providing a critical analysis of the discourses they produce and the developmental configuration on which they rely. The international environmental governance mechanism, which draws on both discursive strategies and normative practices in the fight against climate change, is examined in order to understand how it participates in the construction of public policies in favour of biofuels in general and jatropha in particular. The political and economic mechanisms involved in the establishment of the jatropha sector are also studied in the light of their impacts on local socioeconomic dynamics. Finally, this thesis demonstrates how, faced with the attempt to integrate contract farmers into the market economy in a "participatory" and subsidized manner, the latter, disappointed by the low yields and insignificant incomes associated with jatropha cultivation, are putting up passive resistance by gradually abandoning jatropha plantations or diverting the small quantities harvested in favour of domestic processing into soap by women.

La vinasse est le déchet liquide retiré de la base de colonnes de distillation de l'éthanol de canne à sucre à hauteur de 12 à 15 litres par litre d'alcool, ce qui entraîne une production estimée à environ 350 milliards de litres en 2012/2013 au Brésil. La vinasse a un pH faible et une forte demande chimique en oxygène, ce qui peut provoquer la désertification des terres, si elle est utilisée en excès comme amendement. En outre, une contamination des eaux souterraines liée aux épandages est observée dans certaines régions. L'aptitude de la vinasse à jouer le rôle de source d'éléments nutritifs pour la production de biohydrogène et d'acides gras volatils par des consortia microbiens anaérobies a été évaluée. Deux différents milieux à base de vinasse ont été proposés, un avec l’addition de jus de canne à sucre et l’autre avec l’addition de la mélasse comme source de carbone, et ont été comparés à un milieu supplémenté en saccharose. Des cultures bactériennes pures (4) et des consortia microbiens (7) ont été cultivées dans les milieux proposés et la production des acides gras volatils (AGV) et de biohydrogène ont été evalués. Le consortium LPBAH1, originaire d’un lac d’une ferme laitière et sélectionné pour la fermentation de la vinasse avec du jus de canne à sucre, conduit à un rendement en H2 de 7,14 molH2/molsucrose et à une teneur en hydrogène dans le biogaz d'env. 31% après optimisation. Par ailleurs, le processus optimisé en utilisant le consortium LPBAH2, originaire de fèces de chauves-souris frugivores, permet d'obtenir 3,66 molH2/molsucrose et 32,7% d'hydrogène dans le biogaz. Le processus proposé est d'une grande importance pour donner une destination plus rationnelle de la vinasse et d'élargir le bouquet énergétique brésilien en réduisant sa dépendance des combustibles fossiles. / Vinasse is the liquid waste removed from the base of sugarcane ethanol distillation columns at a ratio of 12-15 liters per liter of alcohol, resulting in an estimated production of approx. 350 billion liters in 2012/2013 in Brazil. Vinasse has a low pH and high chemical oxygen demand, which can cause land desertification when indiscriminately used as fertilizer. Also, underground water contamination is being observed in some regions. We evaluated the potential of vinasse as nutrient source for biohydrogen and volatile fatty acids production by means of anaerobic consortia. Two different vinasse-based media were proposed, using sugarcane juice or molasses as carbon source, and were compared to fermentation in a sucrosesupplemented medium. Pure cultures (4) and consortia (7) were cultured in the propose media and evaluated for volatile fatty acids (VFAs) and biohydrogen production. The consortium LPBAH1, originated from faeces of fruit bat, was selected for fermentation of vinasse supplemented with sugarcane juice and resulted in a higher H2 yield of 7.14 molH2/molsucrose and hydrogen content in biogas of approx. 31% after process optimization. Similarly, the optimized process using the consortium LPBAH2, originated from a lake of a dairy farm, resulted in 3.66 molH2/molsucrose and 32.7% hydrogen content in biogas. The proposed process is of great importance for giving a more rational destination to vinasse and expanding Brazilian energy matrix, reducing the dependence of fossil fuels.

Un grand nombre d'espèces microbiennes, issues d'environnements divers et présentant une large gamme de métabolismes différents, peuvent produire de l'hydrogène par voie fermentaire. Jusqu'à présent, les études ont principalement porté sur l'utilisation de cultures microbiennes pures, voire génétiquement modifiées, en vue d'optimiser la production de biohydrogène à partir de sucres simples ou peu complexes. Les efforts de recherche portent désormais sur l'utilisation de cultures microbiennes mixtes pour produire du biohydrogène à partir de sources organiques plus complexes issus par exemple du traitement de la biomasse. Toutefois, la présence de voies métaboliques alternatives tout comme l'instabilité du processus biologique constitue des verrous scientifiques et techniques qu'il conviendra de lever pour une application potentielle. Ceci nécessite entre autre une meilleur connaissance des interactions bactériennes et donc métaboliques présentent au sein du consortium.Pour cela, nous avons développé une approche innovante et pluridisciplinaire d'ingénierie écologique qui consiste en la conception, la construction et l'étude d'un consortium microbien synthétique afin d'établir les paramètres régissant les réseaux d'interactions métaboliques avec pour objectif d'optimiser la production d'hydrogène. Dans un premier temps nous avons choisit d'étudier les réseaux d'interactions métaboliques entre deux souches modèles connues comme partie prenante d'un consortium bactérien naturel, une bactérie du genre Clostridie et une du genre Desulfovibrio, la première étant productrice d'hydrogène par fermentation / Numerous microorganisms can produce hydrogen by “dark fermentation”. Isolated from various environments, they present a broad range of different metabolisms. Until now, literature reports have mainly dealt with the use of pure microbial cultures producing biohydrogen from simple sugars, such as glucose and sucrose. More recently, studies on biohydrogen production by mixed cultures from complex organic sources have been developed. Even though biohydrogen productivities and conversion yields can be interesting for industrial purposes, several scientific and technical constraints remain to be addressed. In particular, the presence of alternative metabolic ways of hydrogen consumption generally results in chronic instability of the biological processes. To increase the stability and the efficiency of dark fermentative processes, it is now necessary to acquire a better understanding of the metabolic interaction networks existing between producing and consuming microorganisms.We have developed an innovative and multidisciplinary approach to ecological engineering, which consists of the construction and study of synthetic microbial consortia to establish the metabolic networks existing between microorganisms for further optimization of biohydrogen production. First we have studied the networks of metabolic interactions between two bacterial models known as involved in a natural bacterial consortium: a bacterium from Clostridium genus; Clostridium acetobutylicum and one from Desulfovibrio genus, Desulfovibrio vulgaris Hildenborough. The first one being producing of hydrogen by fermentation of complex sugars and the second