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Thèse doctorat : Informatique. Documents Multimédias, Images et Systèmes d'Information Communicants : Villeurbanne, INSA : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 227-241.

La Convention sur la diversité biologique (CDB, 1992) a établi pour la première fois en droit international un système d’accès aux ressources génétiques (RG) et du partage des avantages qui découlent de leur utilisation (système d’APA). Ce système se base sur la reconnaissance de la souveraineté des États sur leurs ressources naturelles, censée leur permettre d’en contrôler l’utilisation et bénéficier des avantages qui en découlent. La Convention se présentait alors comme un acquis pour les pays du Sud, principaux fournisseurs des RG et par conséquent principaux bénéficiaires de ce système. Deux ans après la conclusion de la CDB, l’Accord sur les aspects de la propriété intellectuelle qui touchent au commerce (l’Accord) a été conclu sous l’égide de l'OMC. Sous l’influence des pays du Nord, cet Accord étend le champ de la brevetabilité à toutes technologies, y compris celles qui étaient auparavant exclues de ce champ par de nombreux pays, notamment du Sud. Les biotechnologies sont les principales technologies visées par cette obligation. À cet égard les pays du Sud ont exprimé leur réticence en considérant que l’ADPIC n’est pas adapté aux exigences du système d’APA de la CDB puisqu’il permet la brevetabilité des RG qui sont à la base des biotechnologies sans prendre en considération ces exigences. Ces pays ont en outre estimé que l’Accord risque de compromettre la mise œuvre de ce système. Dès lors les deux textes se sont retrouvés au centre d’un réel débat, entre les pays du Sud et les pays du Nord que ce soit pour condamner leur incompatibilité ou pour défendre leur synergie. Un débat qui révèle un réel clivage Nord/Sud autour de nombreuses questions. / The Convention on Biological Diversity (CBD), concluded in 1992, has established for the first time in international law a genetic resources (GR) regime on access and benefits sharing arising from their use (ABS system). This system is based on the recognition of the sovereignty of States over their natural resources, supposed allow them the control of their use and reaping the associated benefits. Therefore, the Convention was presented as a gain for South’s countries, the main suppliers of GR and therefore the main beneficiaries of this system. Two years after the conclusion of the CBD, the Agreement on Trade Related aspect of Intellectual Property (TRIPS) was concluded under the aegis of the World Trade Organization (WTO.) Under the influence of North’s countries concerned to shape the international patent system on their own model, this Agreement extend the patentability scope to all technologies, including those which were excluded from this scope by many countries, especially in South. Biotechnologies are the most concerned by this obligation. In this regard, South’s countries have expressed reluctance, considering that TRIPS is not adapted to the requirements of the ABS system of CBD since it allows the patentability of GR which are the base of biotechnologies without regard to these requirements. These countries, moreover, considered that the Agreement could compromise the implementation of this system. Therefore, the two texts found themselves at the center of a real debate between the South and the North whether to denounce their incompatibility or support their synergy. A debate that exposes a real North/South division on numerous question.

Le présent ouvrage vise à étudier différents aspects reliés à la commande non-linéaire des bioprocédés et à leur caractérisation, visant leur éventuelle optimisation. Une particularité des bioprocédés est leur tendance à se comporter de manière variable dans le temps : étant constitués d'organismes vivants, ces derniers possèdent par définition une capacité d'adaptation à leur environnement, ce qui crée le phénomène. Côté opérationnel, il existe en plus une limitation face à l'instrumentation disponible. En effet, les équipements rattachés aux bioréacteurs doivent pouvoir tolérer le processus de stérilisation, qui implique l'atteinte de températures élevées (~120°C), et un certain niveau de pression. Enfin, une dernière limitation opérationnelle s'appliquant aux bioprocédés est le faible nombre de variables manipulées, fonction du mode d'opération. Suite à ces constats, plusieurs avenues peuvent être explorées afin de pallier à la situation. De manière générale, l'utilisation du débit de purge (bleed) est proposée comme variable de contrôle en mode perfusion. Une analyse en régime stationnaire est d'abord présentée, suivie du développement d'une stratégie de contrôle non-linéaire adaptative, basée sur les fondements du backstepping, et multivariable (2x2). Cette dernière est ensuite implantée en simulation, afin d'en évaluer la robustesse, la performance, et la sensibilité au bruit de mesure. L'algorithme est par la suite bonifié pour permettre le passage entre les modes perfusion et continu en toute transparence, afin de permettre de réguler les concentrations en biomasse et en substrat sans devoir se soucier si les consignes correspondent à un mode d'opération en particulier. Une méthodologie est par la suite proposée pour régler les paramètres du contrôleur, basée sur la linéarisation du modèle dynamique et le placement de pôles. Des simulations basées sur un modèle tiré de données expérimentales permettent d'en évaluer les performances, la robustesse et la sensibilité au bruit. Les transitions entre les modes d'opération sont ensuite investiguées, afin de vérifier qu'elles ne comportent aucun risque pour le système. Le dernier sujet de cet ouvrage se constitue d'analyses de marquage au carbone 13. Celles-ci permettent le suivi du passage des atomes de carbone à travers le métabolisme, et ainsi valider la présence ou l'absence de certaines voies métaboliques. Ainsi, avec un modèle métabolique plus représentatif de la réalité, des relations plus fiables pourront être tirées entre les flux métaboliques obtenus et la production visée, soit la production d'adénovirus à partir de cellules HEK-293 SF.

The exponential development of biotechnology has lead to a quasi unlimited number of potential products going from biopolymers to vaccines. Cell culture has therefore evolved from the simple cell growth outside its natural environment to its use to produce molecules that they do not naturally produce. This rapid development could not be continued without new control and supervising tools as well as a good process understanding. This requirement involves however a large diversity and a better accessibility of process measurements. In this framework, software sensors show numerous potentialities. The objective of a software sensor is indeed to provide an estimation of the system state variables and particularly those which are not obtained through in situ hardware sensors or laborious and expensive analysis. In this context, This work attempts to join the knowledge of increasing bioprocess complexity and diversity and the time scale of process developments and favours systematic modelling methodology, its flexibility and the speed of development. In the field of state observation, an important modelling constraint is the one induced by the selection of the state to estimate and the available measurements. Another important constraint is the model quality. The central axe of this work is to provide solutions in order to reduce the weight of these constraints to software sensors development. On this purpose, we propose four solutions to four main questions that may arise. The first two ones concern modelling uncertainties.<p><p>1."How to develop a software sensor using measurements easily available on pilot scale bioreactor?" The proposed solution is a static software sensor using an artificial neural network. Following this modelling methodology we developed static software sensors for the biomass and ethanol concentrations in a pilot scale S. cerevisae cell culture using the measurement of titrating base quantity, agitation rate and CO& / Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette étude a pour objectif la mise en évidence, chez les basidiomycetes du genre Pycnoporus, de nouvelles oxydo-réductases impliquées dasn la dégradation de la biomasse végétale: de l'expression des gènes aux applications biotechnologiques. Les champs d'application visés concernent essentiellement le domaine de la chimie verte, dans le cadre du projet européen BIORENEW. Le travail s'est articulé autour de trois axes principaux. Le premier a concerné l'exploration de la biodiversité naturelle en particulier tropicale, pour la sélection de souches productrices de nouvelles laccases de haut potentiel d'oxydo-réduction. Le gène codant pour la laccase Lac1 chez Pycnoporus a été utilisé comme marqueur moléculaire d'identification et de relation phylogénie-fonction, mettant en évidence une distribution des souches fortement corrélée avec leur écozone. Le deuxième axe a porté sur l'isolement de trois nouvelles laccases issues de P.sanguineus et P. coccineus qui exhibent des caractéristiques biochimiques complémentaires: haute thermostabilité, résistance aux solvants, au pH, constantes catalytiques et potentiels rédox élevés. Ces enzymes constituent de bons modèles pour des applications en biotechnologies blanches:décoloration de colorants polyphénoliques, oxydation de composés modèles de type lignine non-phénolique, oligomérisation de flavonoides naturels adaptés aux applications cosmétiques et pharmaceutiques. Enfin, dans le cadre de l'annotation du génome des souches monocaryotiques P. cinnabarinus BRFM 137 et P; sanguineus BRFM 1264, dont le séquençage a été réalisé par notre Unité, un regard tout à fait nouveau est porté sur le système lignolytique du genre Pycnoporus, longtemps décrit comme produisant que de la laccase comme enzyme du système lignolytique. Pour la première fois, nous avons montré la présence de gènes codant pour tout l'arsenal enzymatique de dégradation des lignines, c'est à dire plusieurs laccases mais surtout de nombreuses peroxydases et des enzymes auxilliaires génératrices d'H2O2 comme les glyoxal oxydases. Ces nouvelles enzymes ont été caractérisées in silico. Pour la première fois également, la sécrétion effective de peroxydases, de glyoxal oxydases et d'autres FOLymes dans nos conditions de culture a également pu être démontrée par analyse protéomique. / The purpose of this work was to prospect, in the genus Pycnoporus, for new oxido-reductases involved in the degradation of lignocellulosic biomass: from gene expression to biotechnological applications. This research was conducted in the framework of green chemistry applications according to BIORENEW European Project. The study was divided in three main research axes. Firstly, the exploration of natural biodiversity, especially tropical biodiversity, for the selection of new high redox potential-laccase producing strains. These strains were repositionned in a context of phylogenomic/function through the lac1 gene. Molecular clustering based on lac1 sequences enabled the distribution of P. sanguineus and P. coccineus through four distinct, well supported clades and subclades. This distribution was highly correlated with ecozones. The second part of the work deals with the biochemical and molecular characterization of three novel laccases from P. coccineus and P. sanguineus, and their applicability on natural or model phenolic substrates. The three laccases showed complementary biochemical features: high thermo- and pH stability, high catalytic efficiency and resistance to organic solvents. The three novel laccases proved to be suitable models for white biotechnology processes: polyphenolic dye decolourization, non-phenolic lignin model compound oxidation, and synthesis of new oligomers from natural flavonoids suitable for cosmetic or pharmaceutical applications. Finally, annotation of genomic data from the monocaryotic strains P. cinnabarinus BRFM 137 and P. sanguineus BRFM 1264 (genomes sequenced by the UMR1163 BCF ) was performed for lignolytic enzymes. For the first time, new oxidases (peroxidases, glyoxal oxidases and other FOLymes) were evidenced in Pycnoporus and in silico characterized. Moreover, the active secretion of several of these enzymes has been demonstrated in our culture conditions by 1D-proteomic analysis

Cet ouvrage a trait à la modélisation, à la conception de simulateurs et au contrôle de procédés. La simulation de procédés est employée largement pour l'enseignement des notions relatives au contrôle et aussi dans l'industrie pour, par exemple, tester au préalable de nouvelles stratégies de commande. Afin d'évaluer la pertinence de proposer une approche de conception de simulateurs, cet ouvrage passe d'abord en revue les principaux logiciels commerciaux de simulation disponibles sur le marché dans les domaines du génie chimique, du génie métallurgique et du traitement des eaux. Ensuite, différentes approches de conception de simulateurs de procédés dont la description du fonctionnement est basée sur des équations différentielles et algébriques sont présentées. À cet effet, quelques méthodes d'implantation d'un système d'équations de cette nature à l'aide de l'environnement de développement causal Matlab/Simulink sont exposées. Puis, étant donné l'importance croissante de la nouvelle approche de modélisation acausale utilisant l'approche orienté-objet et orienté-équation, deux environnements (Maple/MapleSim et Dymola) comportant une passerelle vers Matlab/Simulink et supportant cette approche via le langage Modelica sont présentés. Les simulateurs réalisés au cours de ce projet sont un réservoir avec élément chauffant, un ensemble de quatre procédés simples caractérisés par des réactions chimiques à l'intérieur de réacteurs, un bioprocédé de culture de microalgues en photobioréacteur et, finalement, un procédé minéralurgique de broyage couplé à la séparation par flottation. Pour les deux derniers procédés, des exemples de stratégies de contrôle basées sur la commande algébrique en continu sont présentés afin d'illustrer l'utilisation des simulateurs dans un contexte pratique.