Mots-Clés
séquençage haut-débit
genomique environnmentale
dynamiques hôtes-virus
méthanisation
station d'épuration
écologie microbienne
Description
Offre de stage de 6 mois. Rôle des virus lors du démarrage de méthaniseurs thermophiles dans une station d’épuration : analyse de données métagénomiques.
Contexte. La méthanisation est un procédé permettant de valoriser des déchets et effluents organiques par la production de biogaz riche en méthane, une énergie renouvelable. La méthanisation est en particulier employée depuis plusieurs décennies pour le traitement et la valorisation des boues de stations d’épuration urbaines. Le processus de méthanisation est catalysé par des communautés microbiennes complexes, qui sont donc le moteur du procédé. Ces communautés sont étudiées depuis une vingtaine d’années, grâce à l’avènement des outils d’écologie moléculaire basés typiquement sur le gène d’ARNr16S, puis, des technologies de séquençage à haut-débit. Les connaissances générées par ces études montrent qu’il existe une part significative de déterminisme dans la structuration et l’activité de ces communautés microbiennes, si bien que pour un type d’alimentation donné, tel que les boues de station d’épuration, il est possible d’identifier une communauté « core », composée de microorganismes présents dans la plupart des méthaniseurs de même type et responsables de la plupart de l’activité de bioconversion. Cela suggère, d’une part, que les études menées sur un cas spécifique ont néanmoins une portée relativement générale, et d’autre part, qu’il doit être possible de mettre en place un management microbien des méthaniseurs.
Sujet. Dans ce contexte général, le stage proposé vise à déchiffrer la dynamique des communautés microbiennes et virales lors de la mise en service de méthaniseurs thermophiles, qui sont localisés sur la station d’épuration Seine Aval. Opérée par le SIAAP, il s’agit de la plus grande station d’épuration de la région francilienne. Des données métagénomiques seront disponibles et le stage consistera à réaliser l’analyse bioinformatique et biostatistique de ces données, qui seront également mises en regard du suivi physico-chimique des méthaniseurs. De manière intéressante, il sera possible d’étudier le démarrage de 6 méthaniseurs similaires. Si des réplicats de microcosmes ou pilotes de méthanisation peuvent aisément être établis en laboratoire, la possibilité de disposer de « réplicats » à l’échelle industrielle est très rare et représente un point fort du sujet. Il s’agira de caractériser la dynamique de structuration des communautés microbienne en conditions thermophiles, et d’évaluer le rôle des virus dans ce processus. Le caractère déterministe des successions écologiques au cours du démarrage des méthaniseurs pourra notamment être évalué.
Environnement. Le stage sera réalisé au sein de l’unité INRAE PROSE (Antony, 92), dans le cadre d’un projet collaboratif du programme MOCOPEE.